呼和浩特局集团公司包头工务段探伤车间 内蒙古包头 014040
摘要：近年来，我集团公司开始大力实施“速密重”的运输战略，运量逐年大幅增加，由于唐包线、包兰线设计年代早，基础条件差，在万吨重载，客货混跑等诸多不利因素的影响下，线路设备病害日益凸显，由此造成钢轨伤损数量大幅增加，伤损种类和发展趋势出现了新的变化，钢轨防断工作压力与日俱增。面对严峻的安全形势和更加严格的钢轨探伤工作要求。
关键词：钢轨核伤；提高探测质量；方法
1.核伤的简介
从钢轨探伤专业角度上讲，钢轨的主要伤损有钢轨核伤、钢轨接头部位伤损、钢轨的水平及纵向裂纹、钢轨轨底伤损、钢轨焊接接头伤损等五大种类。其中的钢轨核伤在国际上通称为轨头横向裂纹，是对行车安全危害最大的伤损之一，它在列车动荷载的反复作用下极易造成断轨，因此历来就倍受钢轨探伤人员的重视。只有准确把握核伤的成因、产生的部位和发展变化规律，才能有针对性的进行探测。
1.1钢轨核伤形成的原因。钢轨核伤形成的原因主要分成两部分，首先是钢轨在冶炼和轧制过程中本身就存在白点、气泡、非金属夹杂或严重偏析等先天性缺陷形成的微小裂隙。钢轨上线使用后，在列车动荷载的重复作用、钢轨内部温度应力和线路病害的联合作用下，这些微小的裂隙就会形成应力集中点，疲劳强度减弱，逐渐发展扩大形成核伤。此外，钢轨在使用过程中形成的钢轨接触疲劳，轨面剥离，轨头侧磨，鱼鳞破损，轨面擦伤、焊补、掉块等缺陷或伤损也是产生核伤的重要因素。
1.2钢轨核伤易产生的部位。
1.2.1对于钢轨本身而言，主要产生在钢轨头部的内侧和中间。
1.2.2在线路上主要产生在大运量重载区段、曲线上下股、钢轨焊缝位置、钢轨疲劳区段、大坡道区段、接头两侧各1m范围内、标准轨小腰位置、道岔区域及受冲击力较大的位置等。
1.3钢轨核伤的发展变化规律。随着运量的大幅度增加，核伤表现出了数量增多，发展速度加快，倾斜角度变大，形成位置隐蔽，表面状态不平整等新的变化。
2. 核伤检测难点的原因分析
2.1探伤中核伤假信号回波大量存在，易造成干扰。
2.2由钢轨核伤本身的性质决定的。
2.3探伤人员技术业务素质不高，责任心不强也使核伤检出的难度人为的加大。下面分别简单说明一下。
2.3.1钢轨核伤回波假信号。常见的主要有10种，分别是剥离层多次反射波、鱼麟纹反射波、剥落掉块波、轨面擦伤波、侧面锯齿波、额部锈蚀波、夹板卡损波、螺孔反射波、夹板内螺孔反射波、焊筋轮廓波。这些回波都近似于核伤回波特征，如果不认真识别和分析，就会造成误判。例如，焊筋轮廓波是钢轨焊缝部位特有的回波，与核伤的回波位置近似，表现出焊筋回波与伤损回波相互夹杂或交替出现，因此只有根据焊缝的类型和焊筋的形状，回波的位置进一步分析和判断，以便正确的识别出回波的性质。
2.3.2钢轨核伤的性质。随着双线地段运量的大幅度增加，核伤发展速度明显加快，核伤的取向会随着列车运行的方向产生一定的倾斜角度，并且形成的位置基本在轨头内侧上角，较大的核伤表面还会出现锅底形状。这些因素都会直接导致70°探头的超声回波不能被探伤仪很好的接受到，从而易被探伤人员忽略，造成漏检。
3.核伤的现场检测
3.1.现场有效的探测手段。在现场要及时的发现和准确的判定钢轨核伤，应当严格执行“勤、慢、盯、指、细”五字作业原则。首先要做好探伤前的准备工作。
3.1.1探伤小车要配齐足够的70°探头，保证钢轨头部内、中、外三个部位都能被70°探头发射的超声波由前、后两个方向全部覆盖，不留探测盲区。
3.1.2探测前要认真的调节好探伤极限灵敏度和探头在轨面上的横向位置，保证探测中声波能量充足，传播方向正确。
3.1.3探测中控制好耦合水量，保证探头耦合良好，推行探伤仪要平稳，并根据线形条件和需要，随时保证探头位置处于良好状态。
3.1.4进入曲线或道岔区时，适当提高探伤灵敏度，加大耦合水量，调整探头横向位置。
3.1.5控制好探伤速度，杜绝超速。
3.1.6易产生核伤的地段和钢轨鱼鳞杂波干扰较大的地段，坚持盯波检查。
3.1.7探测中遇有焊缝或擦伤、焊补、掉块等钢轨外部缺陷时，执机助手要及时提示，执机人必须坚持“站停看波”。
3.1.8发现异常回波或报警时，及时复核校对，查明原因。我想在现场如果能做到上述的技术标准和要求，必然能够尽可能的保证钢轨核伤以及其他伤损的及时检出。
4. 发挥数据回放分析优势，补强探伤手段
4.1自从开始推广使用数字探伤仪以来，数据的二次回放分析功能发挥了重要的探伤补强作用。可以通过记录数据提供的异常回波的参数和执机人员作业标准进行综合分析和探伤周期的对比分析，根据分析结果及时安排现场复核工作，从而能够进一步控制核伤的漏检。
4.2回放组成员要经常参与现场钢轨疑似伤损的复核工作，同时在日常工作中也要解答和解决现场探伤人员提出的一些技术问题，其中遇到最多的就是关于钢轨核伤的准确判定方法问题，我在前面也阐述了自己对钢轨核伤重要性的认识，通过多年的探索和总结，自己研究出了一套行之有效的校对核伤的技术方法。回放数据过程中发现轨头疑似核伤回波后，认真对疑似回波的A、B型显示进行分析，双线地段核伤的取向会向列车运行方向倾斜，且由于运量的影响核伤多数在轨头的疲劳区，因此探测时面迎列车方向推行仪器时，必须加强仪器后发70°探头二次波的分析，反之要注重前发70°二次波的分析，分析得出初步结论后为保证分析质量和准确性，必须调阅至少近三个探伤周期同一地段的探伤数据进行对比分析，掌握疑似回波发展变化规律，从而确定是否需要进行现场复核，并且将分析结果作为现场复核时的重要依据，按照上述的现场探测过程认真复核进行伤损确认。
5.特殊地段核伤的现场检测方法
5.1主要是通过核伤的回波位置、位移量、能量的变化，结合探头的多种校对手法，加之探伤周期数据的对比分析，能够准确、快速的对核伤进行定性、定位和定量，提高了判伤的准确率。例如曲线上股钢轨的轨头内侧上角距轨头顶面和侧面5～15mm的疲劳区和轨头侧磨较严重时的轨颚部是钢轨母材核伤的多发部位，且此处核伤探测难度较大的原因主要是探头会受到钢轨侧磨、钢轨曲率、轨面弧度等因素的影响造成耦合不良，超声波能量衰减较大，影响声波的入射和接受效果；另外核伤产生的回波又受到轨面鱼鳞纹（或鱼鳞破损）回波、核伤位置和取向等因素的干扰，不易被识别。对于此类伤损的探测方法，首先探伤仪推行进入曲线地段探测前，首先调整70°探头在轨面上的横向位置，保证探头在检测中始终处于轨面中心线上较平的位置；其次加大供水量，保证探头耦合状态；然后在原有探伤极限灵敏度基础上提高2～4dB进行探伤。探伤过程中减慢探测速度，始终盯住探伤仪屏幕认真观察仪器屏幕70°探头各通道出现的异常回波，防止鱼鳞纹回波及报警声对执机人造成的干扰。
5.2鱼鳞纹较多地段发现疑似轨头核伤回波后，及时进行复核校对。先根据回波显示通道将仪器屏幕调整到单通道显示状态，调整异常回波幅度至最强状态，按照屏幕提供的回波数据参数，对轨头产生回波的位置进行准确定位，之后先调整发现回波的探头的横向位置，观察A、B型回波变化，确定疑似伤损在轨头横截面的位置，预判伤损的取向，并将采集的数据进行记录；然后使用仪器直发70°探头对伤损定位的位置，依据伤损的取向进行直射式扫查，如仪器基线伤损回波范围出现回波即可直接认定为轨头核伤。但因受轨头侧磨形成的圆弧的影响，直发70°耦合状态不佳，所以必须提高探伤灵敏度6dB左右，尽量补充声波衰减掉的能量，才能达到检测的效果和目的。另外为了防止轨头内侧因鱼鳞纹干扰造成的核伤误判，还要使用带有入射点标线的备用70°探头进行手工探测。探测时先对预先定位的位置，重新进行定位，修正定位偏差值。之后手持探头在轨面使用直校法、偏角法、转角法及在轨头侧面使用侧校法对预定位置认真探测，通过探伤结果进一步准确判定核伤并可较准确的进行核伤大小的定量，准确掌握核伤状态对钢轨的影响情况，便于准确通知线路工区和段调度伤损信息。
参考文献：
[1]铁路探伤工(钢轨探伤)[Z].中国铁道出版社.
[2]钢轨探伤车检出可疑伤损的综合分析方法[J]. 秦怀兵,徐志强.中国铁路.2019(06)