超聲波檢測鋼軌缺陷及定位的研究

劉剛

摘要：在利用超聲波檢測鋼軌缺陷及其定位缺陷時，由于該項技術作為無損檢測技術，對于鐵路事業的發展而言，有著極為重要的作用，借助鋼軌的自身特點和超聲探傷的優勢，對鐵路鋼軌檢測的應用有著極為重要的作用。該項技術利用超聲波的原理，對鋼軌的損傷進行回聲定位探測探頭部位發出聲波，能夠及時地反射回一定強度的超聲波能量。通過分析便可以得出被測鋼軌是否有損傷，也會根據回波的測定而確定相關數據。

關鍵詞：超聲探傷;鋼軌檢測;鐵路維修

一、相關概述

（一）超聲探傷的優勢1

在檢測鐵軌損傷的工作中，所能夠選擇的方法有多種多樣，其中包括超聲波檢測方法，微波檢測法和滲透檢測法等等，還有傳統的人工檢測方法。而超聲探傷的方法則是基于鋼軌自身的特點而為人們所采用的一種方法，相較于其他方法而言具備著獨特的優勢，這也使得其在鋼軌維修過程中有著極為重要的應用。首先借助超聲探傷的方法來檢測鋼軌，其往往可以適用于各種各樣的探測場景，設備在使用的過程中相對較為安全和簡單在實際檢測的過程中靈敏度相對較高，能夠及時地發現鐵軌的損傷和裂縫，這種方法由于其受到信息技術的整合，也能夠在未來實現自動化檢測功能。其次，超聲波探傷的原理是根據鐵軌內的傷損在聲波傳播時的具體作用來檢測鋼軌的方法，超聲波的能量較大且沿著一個方向傳播，這使得被測物體能夠輕而易舉地被穿透，并及時地向工作人員反映出內部情況，這使得超聲波探傷被廣泛應用在鐵路鋼軌的傷損檢測工作中。

（二）超聲探傷的意義

隨著時代的不斷發展，鐵路事業為人民生活和我國國民經濟發展的重要基礎。鐵路的安全對于社會和經濟的安全與穩定都有著極為重要的作用，因此鐵路的鋼軌維修成為了極為重要的作用。而鋼軌在正常使用的過程中，由于各種不可抗因素而使其在表面或內部產生各種各樣的損傷，這些損傷一旦超過界限，便會對列車的安全運行造成威脅。因此必須要借助更為有效的方法來及時地發現鋼軌內部的損傷，這樣才能保證鐵路安全長期的運行，保障鐵路運輸對我國社會經濟的重要價值。而超聲探傷作為鋼軌損傷檢測的重要方法之一，其能夠有效地實現無損檢測，并在效率和質量方面都有著極為不錯的成效，借助超聲探傷能夠更加及時快速的發現鋼軌內部的損傷，并根據損傷來進行維護工作。

二、超聲檢測技術原理

超聲檢測的核心原理是超聲波在介質中運行時會由于遇到不同的界面，以及聲波在不同介質中的衰減特征是不相同的，而導致聲波在傳播過程中而呈現出不同的特性。這樣便能夠有效地實現被測物體內部的具體情況，根據內部情況來判定被測物體的缺陷與損傷。而根據具體的探傷原理，超聲波探傷的檢測方法，又可以被分為脈沖反射法、脈沖透射法和共振法。

脈沖反射法又被稱為脈沖回波反射法，是借助超聲波的脈沖入射，在兩種不同介質的交界面上所反射回來的聲波，能夠被檢測到的原理來進行檢測的方式，采用同一探頭對超聲波進行發射與接收。脈沖透射法是借助超聲波的脈沖波或連續波在穿透被測物體后所產生的能量變化，來判斷缺陷是否存在及其定位的方法，這需要將超聲波的發射和接收探頭分別放在被測物體的兩側，這樣聲波穿透物體后便可以準確地反映出其內部情況。共振法是借助聲波在物體內傳播時，通常會根據物體的厚度與超聲波的半波長之間的比例而引發共振的現象，來測試物體內部是否存在損傷，檢測儀器只需要測試超聲波在物體內是否產生共振現象，便可以分析出其內部是否存在損傷。

除此之外還可以根據接收信號的能量來進行判斷分析，最終得到其物體內部是否存在缺陷，在檢測過程中由于衰減量對于缺陷的反應相對較大，因此超聲波在通過缺陷后出現的衰減使我們接收到的能量減少，因此可以通過分析接收波的能量異常變化去發現缺陷的存在。在超聲波技術的實際應用過程中，為了提高超聲檢測的質量和完整性，通常需要設置多個探頭，通過多個探頭的方式來增加對于傷損信息的接收內容，并結合相關的控制中心對這些數據進行采集。這樣便能夠有效解決超聲波在實際探傷工作中容易出現信號收集不夠準確的現象，利用多個探頭多角度的信號采集，能夠使得鋼軌內部的損傷更加及時地發現。

三、超聲波檢測鋼軌缺陷及定位的技術展望

超聲波探傷的依據便是借助超聲波的基本特性來實現對物體內部的缺陷檢測，由于超聲波檢測過程的操作、儀器和過程相對較為簡便，而且不會對被偷物體產生任何損傷，在檢測的效率與質量方面也有著較大的提升，因此被廣泛應用在鐵路維修的鋼管缺陷檢測工作中。在未來的發展過程中，超聲波探傷的技術必然會朝著自動化的方向發展，隨著自動化技術的快速發展與落實，未來只需要對相關儀器涉入相關指標，便可以借助超聲波探傷，定期對鐵軌進行發射與接收聲波并對其進行分析。一旦鐵軌發生故障和損傷，應會將異常數據反饋給工作人員，這樣工作人員便可以更加及時和高效的了解鐵軌的內部損傷情況，并對應地做出維修工作，更加嚴格地保障了鐵路在運行過程中的安全。

結束語：總的來說，超聲波檢測鋼軌缺陷及其定位技術，對于鐵路事業的發展而言有著極為重要的優勢，這是由于超聲波本身具有的特性所決定的，使得超聲波在鋼軌內部損傷檢測工作中有著得天獨厚的優勢。在實際應用的過程中，我們可以借助超聲的脈沖回波反射和脈沖透射，及其超聲波與物體產生的共振來從多項數據構建探傷的原理與應用。而在未來的發展過程中，隨著信息技術的快速發展，該項技術也必然會朝著自動化的方向發展，為鐵路事業的安全和維護作出重要貢獻。

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