论文高速铁路钢轨焊缝轨底中心横向裂纹探测方法是适合不知如何写钢轨方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于旧钢轨论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：近些年我国高速铁路事业发展已取得较大成就,这对安全问题也提出更高要求.钢轨焊缝轨底中心极易形成横向裂纹,严重者甚至会产生断轨事故,进而对乘客的生命及财产带来巨大损失.本文就高速铁路钢轨焊缝轨底中心横向裂纹的相关概念、探测必要性、影响因素、探测方法及探测操作中的注意事项进行初步探讨,以期为我国高速铁路钢轨焊缝轨底中心横向裂纹的探测提供可用参考.
关键词：横向裂纹；钢轨焊缝；探测方法
随着我国科技学术的不断进步、安全体制的逐渐完善,铁路运输行业认为事故的发生概率正日益降低,而基础设备故障所造成的安全事故则呈逐年上升的趋势.据中国铁道年检数据结果显示,我国“十一五”期间发生的较大铁路安全事故为121起,三分之二由断轨引发.其中,钢轨这一大关键影响因素便是其轨底横向裂纹,且超声波钢轨探伤目前暂时不能实现对轨底横向裂纹的探测、准确鉴别[1].近年来,国家铁路提速重载战略正处于不断深入阶段,重载列车的使用也随之不断增加,其对钢轨所造成的冲击也呈不断加大趋势,从而致使轨底横向裂纹的发生概率不断上升,对高速铁路的安全运输产生威胁.因此,对高速铁路钢轨焊缝轨底中心横向裂纹探测方法加以探讨极为必要.
1 高速铁路钢轨焊缝轨底中心横向裂纹探测的影响因素分析
对轨底横向裂纹进行探测时,采用前后37°探头,利用轨底裂纹和地面所形成的90°夹角端角的反射回波来实现探测.当裂纹深度刚好为0.3cm时,所产生的回波强度较高,且其和裂缝深度呈正比.轨底划痕在轨底也会形成小端角并产生类似裂纹回波；探伤过程中,垫板卡损、轨底锈蚀坑洼等均会产生类轨底回波.气候、温度、探头及电瓶的电压等均会对探伤仪灵敏程度产生影响,因此,回波仅可当作轨底裂纹判断的一个因素.如此,在轨底探测过程中若发现轨底回波,还需以前后37°探头再次确认,从而有效避免将轨底垫板卡损台阶波错误认为是伤波.但轨底划痕既和轨底裂纹类似,还具备使前后37°探头产生端角反射的条件,再加之其自然回波规律具有高度相似性,故前后确认法难以对划痕和裂痕二者进行识别.
2 SZT-8型钢轨探伤仪在焊缝轨底横向裂纹探测中的应用
钢轨损伤中,焊缝轨底中心横向裂纹属常见缺陷类型,多呈“月牙型”状扩展并垂直于轨底面[2].若上述裂纹受到集中应力、温差变化、养护不良等诸因素的同时影响时便极易产生钢轨横向断裂,断裂严重时便会严重威胁高速列车的行车安全.铝热焊接头轨底焊筋边缘及、热影响区、毗邻焊热影响区的钳口部位电击伤等位置均属轨底横向裂纹高发区,轨底面同裂纹会构成端角反射面.此外,探伤中前后37°探头均会同时发现轨底线处所产生的规则倒“V”型图形.
经过多次试验及现场论证我们发现通过下述方法可有效提高高速列车钢轨焊缝轨底中心横向裂纹探测的效率.SZT-8型钢轨探伤仪在对焊缝进行探测时,为对轨底焊筋轮廓的反射波进行准确分辨,以将焊筋轮廓波在轨底判伤中的干扰予以排除,若探头外部有保护膜罩则应对其入射点做好标记,于CSK-1A试块R100曲面上标记入射点测试,将曲面发射最高点作为探头入射点.一旦发现焊缝轨底出现伤损图形便即刻转换A、B界面以得到A显轨底的波形图像.而后使仪器处于固定状态,并按照上述标注入射点让其经过调节仪器并下键至对应的出波通道,进而得到出波的水平距离相关参数,通过探头入射点实现对水平距离、出波位置等相关数据的测量.
焊缝轨底构造使得前后37°探头其反射超声波和对侧焊筋能够构成端角反射,以此得到对侧轨底焊筋反射回波.因本侧轨底焊筋和探头发射出的超声波没有反射面,因而不能得到本侧轨底焊筋反射回波.此外,是否位于对侧焊筋边缘、焊筋轮廓反射波正常和否等,均可通过波形定位进行查看.通常,37°探头仅能发现发现对侧轨底焊筋反射的回波,对本侧则不能发挥作用.若测量操作时发现出波处于本侧焊筋边缘位置或焊筋中间,则具有极高的伤损概率；若测量时出波处于对侧焊筋边缘区域且反射回波位移较长,则需综合多方面因素进行分析判断,此时便可利用后37°探头来定位定性[3].
班组现场操作过程中,尤其是老杂轨地段及大站场,须根据相关标准对前后37°探伤的灵敏度进行调试,不可因为坑洼出波或轨底锈蚀而对探伤灵敏度进行人为地降低,此时便需适当提高探头的探伤灵敏度.通常,正线应以轨底存在焊筋轮廓波为宜,站线老杂轨地段则以轨底存在锈蚀坑洼波为宜,并结合轨面实际状态适当调整探头探伤的灵敏度.此外,37°探头还能够探测轨腰区域焊缝轨底Ⅱ区部位横向裂纹加以探测,若位于此区域、和轨底垂直、深度大于0.3cm,在前后37°探头均会显示良好缺陷回波和B超图形[4].
3 高速铁路钢轨焊缝轨底中心横向裂纹探测作业要求
①加强仪器保养、维修,确保其处于良好的技术状态；
②仪器带病时严禁使用,电瓶电压不足等均会影响探头灵敏度,此时需停止探测；
③探伤作业时,以前后37°探头对轨底横向裂纹进行探测时需确保其前后探头灵敏度一致；
④探伤操作中,探头灵敏度极易对轨底划痕和轨底裂纹等回波位移产生影响,故需注意对其灵敏度加以修正；
⑤为保证无缝线路区段探头具有高度探伤灵敏度,探伤作业中若出现接头,须及时对螺孔灵敏度进行校验、修正,此过程由带班人员、助听人员一起监督执行；
⑥每天上道作业前须测试并记录探伤灵敏度,作业结束后再行1次测试,从而确保探头具有高度探伤灵敏度,确保探伤质量；
⑦针对标记监控区域须进行详细严谨复核,一旦发现可疑轨底异常回波须认真进行校对、识别,以防止漏检、误判等情况的发生.
4 总结
随着社会、经济的高速发展,人们对行车安全要求日渐提高.较之于其他铁路轨道,高速铁路在焊缝施工、探伤及管理等诸方面的要求则更为严格.钢轨轨底的横向裂纹是钢轨折断的重要影响因素,而钢轨折断则会对个人及国家带来巨大的财产损失,严重者甚至危及乘客生命,因此,对高速铁路钢轨焊缝轨底中心横向裂纹相关探测方法及注意事项加以探讨具有积极的现实意义.
参考文献：
[1]王璐.关于山区铁路焊缝探伤的研究[J].科技传播,2013,22（11）：76.
[2]李东侠,张大勇.钢轨焊缝超声波探伤方法的研究和应用[J].铁道标准设计,2012,9（12）：29.
[3]李锦,牟国义,马铁雷.钢轨探伤漏检螺孔裂纹的原因分析和应对措施[J].铁道建筑,2010,33（11）：133.
[4]戴英东,马岩.高速铁路钢轨焊缝核伤的探测方法[J].中小企业管理和科技（上旬刊）,2015,31（11）：277.
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参考文献：
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