钢轨母材在线超声波检测的技术分析

钢轨母材无损探伤检测的难点

近年来，我国铁路迅速向无缝化、高速化发展，而且随着运量的增加、车速的提高及轴重增加，钢轨母材出现缺陷后的危险系数也在逐步提升。所以，加强钢轨母材探伤是保证铁路运输安全的一项重要工作。钢轨母材探伤中，影响探测结果的因素非常复杂。首先是伤损类型多样;二是钢轨中的缺陷分布可能在母材断面的任何部位，钢轨几何形状和耦合条件的限制。因此，钢轨母材要实施有效的全断面探伤，其工艺确实繁杂。

在线钢轨探伤检测

在线钢轨探伤均采用全自动探伤设备，通过传输棍道将钢轨输送至自动检测设备，以水作为耦合剂，当钢轨进人后，各部位检测探头全自动贴合，将检测脉冲信号转换为跟踪走线电信号，将缺陷以线条形式显示在计算机报表上，根据报表显示位置将缺陷在实物上做出标记。

钢轨缺陷的种类

在钢坯冶炼、钢轨轧制、加工及热处理过程中产生的各种表面缺陷及非金属夹杂物等，对钢轨的表面、表层及内部质量均会产生较大影响。主要存在缺陷分别分类如下：

表面缺陷：轧疤、轧痕、刮伤、折叠、表面裂纹等。

低倍（宏观；)缺陷：偏析、缩孔、疏松、气泡、白点、夹杂、内裂纹及热处理后易产生的显微裂纹等。

钢轨在线探伤方法

现行的国内外所有的钢轨标准，全部都强制要求出厂钢轨必须经过超声波探伤合格才能出厂，特别是我国铁路部门的钢轨制造专用标准 TB/T2344—2012要求对钢轨进行逐支全长超声波探伤检查，并且明确要求钢轨超声波探伤的截面积为：轨头部分不小于70% ，轨腰部分不小于60% 。

为了满足线路使用和标准要求，包钢轨梁厂结合各在线检测设备优点及现场实际情况，与设备制造方共同设计研制了一套钢轨在线超声波探伤装置 ，实现了对钢轨各部位的全面检查，该装置的特点是自动化程度高，实现自动探伤和自动记录缺陷，检测 速 度 为1.5m/s，可以满足不同钢轨标准要求。该系统经过不断地现场运行检测及不断优化、完善，经过探伤钢轨没有出现标准要求范围内的漏探和误报等质量异议，完全满足现场生产和标准的要求。此钢轨在线超声波探伤装置共在线布置了检测探头20个 ，其中 1#一3#探头从钢轨踏面中心进行探伤 ，4#一7#探头分别从轨头两侧往相对方向进行探伤 ，8#— 13#探头对轨腰部位进行探伤，14#一16#探头从轨底底面向腰腿连接处进行探伤，17#—20#探头从轨底侧进行轨底裂纹探伤。

钢轨在线探伤缺陷分析

根据近三年来在线探伤伤损部位统计数据综合分析，由于钢坯冶炼、轧制过程中，由于在连铸过程中形成很长的液相穴，铸坯凝固时体积收缩，钢水补缩不好，在完全凝固后会产生疏松、缩孔和偏析，易产生中心缺陷，此类缺陷较多，在轧制成钢轨后，主要反映在轨腰部位，轨头部位按检测标准可检出的细小夹杂物数量较少，多数细小夹杂物均出现的轨距角圆弧部位，而连铸工艺所产生的轨底部位缺陷及轨底裂纹数量更是微乎其微，具体出伤占比如下 :轨腰缺陷占比 90.6% 、轨头缺陷占比 8.5% 、轨底缺陷占比0.81% 、轨底裂纹占比0.09% 。

自行完善、改进适合我国钢轨实际产生各类缺陷的检测标准，尽量将在线探伤if在役钢轨探伤标准实现互通、结合，减少标准不统一产生的不同意见。 加强统计、分析核伤及各类性缺陷的分布情况，针对产生缺陷占比的实际情况改进自动化探伤工艺，减少探榜盲区。