鋼軌探傷技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用分析

路濟(jì)源

摘要：鐵路運(yùn)輸現(xiàn)在是我國不可或缺的一種運(yùn)輸方式，然而在火車運(yùn)行過程中，火車會不斷的與鋼軌發(fā)生沖擊、擠壓或者是摩擦，鋼軌在這種反復(fù)的作用下，極易會出現(xiàn)裂紋，進(jìn)而引發(fā)一系列交通事故，因此鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩允欠浅Ｖ匾摹Ｔ诒酒恼轮兄饕榻B了國內(nèi)外鐵路鋼軌探傷技術(shù)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，對我國的鋼軌探傷技術(shù)的傳感器結(jié)構(gòu)和速度檢測等技術(shù)進(jìn)行了闡述分析，并提出了我國鐵路鋼軌探傷車的發(fā)展方向和工作建議。

關(guān)鍵字：鋼軌;探傷;檢測;應(yīng)用

一、國外鐵路鋼軌探傷車技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用

1.北美鐵路

目前大型鋼軌探傷車在國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有四五十年的歷史，他們早已經(jīng)替代了人工探傷設(shè)備，并且先進(jìn)的鋼軌探傷車技術(shù)是利用超聲波檢測來探測鋼軌內(nèi)部的裂紋，這種技術(shù)靈敏度高、檢測速度快、經(jīng)濟(jì)性好。對于美國的鋼軌探傷車制造企業(yè)來說，他們的地區(qū)冬季溫度較低，而鐵路運(yùn)輸是以運(yùn)輸貨物為主，因此，北美地區(qū)探傷車均采用的是輪式超聲波感應(yīng)器，他們的探傷車車體主要采用公鐵兩用車，傳感器的伺服系統(tǒng)采用小車形式，把傳感器伺服系統(tǒng)懸掛在車下或者車尾，不進(jìn)行作業(yè)的時候收起小車，車輛也可以在公路上正常行駛。

2.歐洲鐵路

對于歐洲鐵路來說，采用的是滑靴式超聲波傳感器，他們的探傷車車體可以自帶動力，在小車的腹部安裝獨立可收放的檢測小車。為了提高探測速度，英國某公司生產(chǎn)的探傷車采用了最新的轉(zhuǎn)向架安裝模式，這種模式將滑靴式超聲波傳感器安裝在轉(zhuǎn)向架兩頭的中間，加強(qiáng)了探測的靈敏度，同時也使小車的探傷功能更加強(qiáng)大。對于美國的探傷技術(shù)來說，英國鐵路標(biāo)準(zhǔn)車輛自帶動力，并且超聲波傳感器早期為滑靴式，后來逐漸過渡到輪式，主要是采用轉(zhuǎn)向架安裝的模式。

3.日本鐵路

日本鐵路探傷車主要是自產(chǎn)為主，少量是澳大利亞進(jìn)口，他們的探傷車車體采用鐵路的專用車輛，探測速度是歐洲鐵路探測速度的一半，大概是在30km/h-40km/h。日本探傷車自澳大利亞公司進(jìn)口，探傷車采用輪式傳感器，它的最高檢測速度可以達(dá)到33km/h每小時，此外，日本探傷車具有探傷和軌道測量雙重功能，這樣的功能可以對他上車獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行事后處理，可疑傷損數(shù)由人工進(jìn)行復(fù)核。

其他國家和地區(qū)的鐵路

東歐和前蘇聯(lián)地區(qū)采用超聲波及電磁感應(yīng)方式進(jìn)行鋼軌探傷。他們的探傷設(shè)備有電磁感應(yīng)探傷車、大型超聲波探傷車和探傷小車等。冬季一般采用低溫耦合液和電加熱的方式來提高探傷作業(yè)。而澳大利亞及部分亞洲國家以大型超聲波探傷設(shè)備為主，他的傳感器形式有輪式也有滑靴式，探測速度大概在20km/h-40km/h。對于以色列來說它采用的是滑靴式超聲波傳感器，他們的探傷車的速度是在70km/h，速度相比于澳大利亞和部分亞洲國家較快，并且他們的探測小車可以實時變軌，根據(jù)實際情況來改變小車的探測軌跡。

二、我國鐵路鋼軌探傷車技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

我國的通用數(shù)字化探傷車技術(shù)開始于上個世紀(jì)80年代末，第一臺探傷車是從澳大利亞JEMCO公司引進(jìn)的。并且在1989年武漢中科創(chuàng)新技術(shù)公司研發(fā)了數(shù)字超聲探傷儀，它的研制成功結(jié)束了長久以來的常規(guī)超聲探傷技術(shù)在我國市場壟斷局面，為超聲探傷技術(shù)的數(shù)字化進(jìn)程邁上了一步。1993年開始，我國從美國某公司引進(jìn)了sys-1000型探傷車，它的檢測速度可以達(dá)到40km/h。近些年來，美國SPERRY公司針對中國鐵路最新開發(fā)了1900型檢測系統(tǒng)，但是在聲學(xué)設(shè)計上借鑒我國鐵路小型鋼軌探傷儀的技術(shù)特點。截止到2010年，我國鋼軌探傷車在使用數(shù)量已達(dá)到了26臺。其中有四臺可以達(dá)到40km/h，22臺可以達(dá)到60km/h，可以看出我國鐵路探傷車的應(yīng)用日益成熟，并且管理逐步規(guī)范，據(jù)調(diào)查顯示，我國權(quán)路探傷總里程2.36萬千米，單車年均檢測里程超1萬千米，就這些數(shù)據(jù)可以看出我國鐵路探傷車的運(yùn)用效率大大超過歐美鐵路。

三、我國鐵路鋼軌探傷車的發(fā)展方向

檢測速度定位。根據(jù)世界鐵路鋼軌探傷超技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，按照經(jīng)濟(jì)實用的原則，確定我國探傷車檢測速度定位。對于我國高速鐵路而言，探傷車檢測速度相對于機(jī)動組而言差距仍然很大。我們在進(jìn)行高速鐵路的探傷時，必須安排在夜間天窗時間檢測，這種情況下才可以適應(yīng)高速鐵路的類型管理模式。對于客貨共線的鐵路來說，目前理想的探測速度在80km/h-100km/h，這樣的探測速度雖然不夠快，但是不至于對鐵路運(yùn)輸造成太大的影響。

要進(jìn)行輪式傳感器和滑靴式傳感器的合理選擇。從國外的探傷車技術(shù)應(yīng)用中可以看出，輪式傳感器對線路的適應(yīng)性更好，對于有縫或者是軌頭不良的情況，可以有針對性地探測。而對于滑靴式傳感器來說，它對軌頭的形狀有著嚴(yán)格的要求，側(cè)面的磨損和軌道之間的縫隙。都會導(dǎo)致滑靴失水，進(jìn)而影響檢測的效果。由于滑靴式這種耦合水消耗量大的特性，這種傳感器很難在我國北方寒冷地區(qū)的冬季進(jìn)行使用，更適合在我國長江流域的線路使用。此外，在過去人們普遍認(rèn)為滑靴式傳感器的主要優(yōu)點是檢測速度很高，相比于普通輪式技術(shù)來說，滑靴式的檢測速度是普通輪式的兩倍以上，這也是許多歐洲地區(qū)選擇滑靴式傳感器的原因，但是隨著科技的不斷發(fā)展，輪式傳感器結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了巨大的改善，我國鐵路投入使用的探傷車均采用輪式傳感器，并且經(jīng)過實際情況得出，這種輪式傳感器在我國鐵路具有良好的適用性，因此我國未來鐵路探傷車的發(fā)展仍然要以輪式傳感器為主，滑靴式傳感器為輔。? 世界范圍內(nèi)超聲波傳感器的安裝模式主要有檢測小車模式和轉(zhuǎn)向架安裝模式兩種。對于轉(zhuǎn)向架安裝模式來說，它的檢測速度較高，其速度是檢測小車模式的兩倍左右。但是檢測小車模式傳感器的優(yōu)勢是它對中機(jī)構(gòu)要求稍低，由于檢測小車采用的是變軌距結(jié)構(gòu)，而轉(zhuǎn)向架安裝模式采用定軌距設(shè)計，因此兩者對中機(jī)構(gòu)的要求不同。在安全性能方面，轉(zhuǎn)向架安裝模式有固定軌距并有車體重量加壓，它的防脫軌性能優(yōu)于檢測小車模式，安全性相對較高，除此之外，由于車下支撐輪胎的機(jī)械結(jié)構(gòu)不能與轉(zhuǎn)向架軸箱分離，所以在運(yùn)行時，轉(zhuǎn)向架安裝模式也可以承受一定沖擊，它的運(yùn)行速度也高于檢測速度。

鋼軌探傷管理模式探討

新建的高速鐵路鋼軌探傷具有站間距較大的特點。因此小型的探傷儀難以完成對高速鐵路的探傷，而鋼軌探傷車具有自動化程度高、檢測效率高、檢測數(shù)據(jù)可追溯等特點，還可以使用計算機(jī)輔助傷損識別，因此，對于部分線路來說探傷車取代探傷儀是必然的發(fā)展趨勢。此外，根據(jù)實踐表明，鋼軌的狀況對檢測結(jié)果會有較大的影響，所以工作人員要對鋼軌進(jìn)行不斷的維護(hù)和檢測。焊接時要做好焊筋打磨，減少焊筋反射產(chǎn)生的干擾。在運(yùn)用管理方面，為了保證操作人員良好的精神狀態(tài)，減少因運(yùn)輸原因造成的作業(yè)操勞，可以按照鋼軌的探傷周期將探傷車的檢測運(yùn)行納入到運(yùn)行圖當(dāng)中。并且由鐵路總公司基礎(chǔ)設(shè)施檢測中心為試點單位提供技術(shù)支持，根據(jù)探傷車裝備規(guī)模逐漸推廣這種技術(shù)。

下一階段的工作建議

經(jīng)過歷時一年多的技術(shù)談判，2010年5月，美國公司與中國有關(guān)企業(yè)簽署了1900系統(tǒng)技術(shù)的許可協(xié)議，在簽署這一協(xié)議之前，我國發(fā)現(xiàn)了美貸二期引進(jìn)的探傷車存在的主要問題是探輪更換空間狹小，導(dǎo)致了操作人員同時調(diào)整兩套框架的自動對中非常困難，因此要擬對雙轉(zhuǎn)向模式探輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同時還要改進(jìn)測量結(jié)構(gòu)和軸箱懸掛方式，改善探輪的空間。

總結(jié)

總而言之，在如今鐵路運(yùn)輸十分發(fā)達(dá)的情況下，鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩珣?yīng)該受到各行各業(yè)人們的重視，在鐵路探傷技術(shù)發(fā)展過程當(dāng)中，也需要進(jìn)行設(shè)備和技術(shù)的不斷改進(jìn)，保證鐵路運(yùn)輸可以安全有序的進(jìn)行。

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