鐵路軌道無(wú)損探傷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

鐵道鋼軌探傷發(fā)展史

鋼軌是機(jī)車車輛運(yùn)行的基礎(chǔ)，其狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩］嗆壷g復(fù)雜的作用力，以及由于氣候和其他因素對(duì)鋼軌受力的影響，使鋼軌產(chǎn)生壓縮、伸長(zhǎng)、彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓潰、磨損或斷裂等損傷，對(duì)車輛的安全運(yùn)行構(gòu)成很大的威脅。因此，國(guó)內(nèi)外鐵路部門很早就開(kāi)始對(duì)鋼軌進(jìn)行各種無(wú)損檢測(cè)，以保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

有關(guān)鐵路鋼軌無(wú)損探傷技術(shù)的應(yīng)用研究早在1877年就已開(kāi)始。1927年，Elm er Sperry 博士應(yīng)美國(guó)鐵路聯(lián)盟的要求，研制了世界上第一輛基于漏磁檢測(cè)原理的軌道探傷車，但漏磁檢測(cè)法只能探測(cè)鋼軌表面和近表面的缺陷。隨著超聲波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，該法后來(lái)逐步成為了鐵路軌道傷損檢測(cè)的主要方法。歐洲各國(guó)和日本等鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家先后推出了各種形式的超聲波鋼軌探傷設(shè)備，有便攜式的、手推式的、道路和軌道兩用的檢測(cè)車輛以及專用的軌道檢測(cè)列車等。在我國(guó)，從最初的引進(jìn)到后來(lái)的自主研發(fā)，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，鋼軌探傷取得長(zhǎng)足進(jìn)步，經(jīng)與國(guó)外合作，己經(jīng)能夠生產(chǎn)大型探傷車，并開(kāi)發(fā)研制了系列型號(hào)的探傷車輛。目前，國(guó)內(nèi)外鐵路軌道檢測(cè)大都采用大型高速鋼軌探傷車與手推式鋼軌探傷車輛相結(jié)合的方式 。

傳統(tǒng)的超聲波檢測(cè)法主要采用輪式探頭對(duì)鋼軌內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，但其對(duì)表面和近表面缺陷(如軌頭龜裂和壓潰)的探測(cè)效果則較差或根本就無(wú)法檢測(cè) 。特別是靠近軌距角的水平方向縱向延伸 的剝離缺陷會(huì)對(duì)超聲波產(chǎn)生反射作用，阻礙聲束入射，致使不能探測(cè)到埋藏在其下面的危險(xiǎn)性裂紋。此外，傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)技術(shù)采用接觸式超聲換能器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效果受鋼軌表面幾何形狀、粗糙度和清潔度等因素的影響，檢測(cè)速度也受到限制。高頻超聲波能量衰減較大，對(duì)焊縫區(qū)域、軌腰或軌底等處埋藏較深的缺陷檢出率也較低。正是由于傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)技術(shù)在鋼軌檢測(cè)中的不足，促使各國(guó)研究者不斷探索新的鋼軌無(wú)損探傷技術(shù)，一些新技術(shù) 、新方法不斷涌現(xiàn)，大大提高了鋼軌無(wú)損探傷的精度、速度和缺陷的檢出率。

激光超聲技術(shù)

利用脈沖激光在試件中激勵(lì)產(chǎn)生超聲波，而超聲信號(hào)的檢測(cè)則主要有壓電換能器檢測(cè)法、空氣耦合檢測(cè)法和光學(xué)檢測(cè)法三種。光學(xué)檢測(cè)法又有非干涉法和干涉法之分。目前，基于激光激勵(lì)和空氣耦合檢測(cè)的混合鋼軌無(wú)損探傷技術(shù)是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。