浅谈高速铁路钢轨焊缝探伤标准化作业

【摘 要】钢轨焊缝处容易产生缺陷，造成断轨，标准的焊缝探伤作业对钢轨防断工作尤为重要。

【关键词】高速铁路；钢轨探伤；作业标准

0 前言

中国已步入高铁时代，高铁中的钢轨焊缝主要有接触焊、铝热焊缝两种。钢轨焊缝处容易产生疲劳裂纹、夹杂、气孔、光斑、灰斑、未焊合等缺陷，这些缺陷大大降低了焊缝的强度和韧性，极易造成断轨。可见在高速铁路焊缝探伤中践行标准的作业方法，确保伤损不漏检显得尤为重要。

1 探伤人员标准化

焊缝探伤人员应具备铁道部门无损检测人员技术资格鉴定考核委员会颁发的Ⅱ级以上级别的技术资格证书，经专门的焊缝探伤技术培训，合格后方可上岗。单机作业时，组成不少于7名人员作业组；双机作业时，组成不少于9名作业人员作业组，组内持机操作、记录、除锈打磨、防护人员相互协调相互配合。

2 探伤设备标准化

数字式通用探伤仪符合JB/T10061-1999标准，直（斜）探头符合JB/T10062-1999标准，配备CSK-1A（IIW）标准试块、CS-1-5灵敏度试块、GHT-1、GHT-5对比试块。还应配备耦合剂、除锈剂、除锈扁铲、除锈刷、防护眼镜、探伤专用锤、扳手、钢尺、棉丝、小镜等。

3 作业流程标准化

1）探伤准备（设备检查、灵敏度检验、探头测试）

2）场准备（除锈、打磨、涂油）

3）探伤（双探头扫查、单探头扫查）

4）判定结果

4 探测方法标准化

第一步：双探头（串列式）扫查轨腰

焊缝两侧每侧扫查两次，共计四次。设备连接调试完毕后（探头选择2.5P12*12K0.8），将扫查架放在轨面上，标尺零刻度对准焊筋边缘处，通过转动扫查架旋钮使探头分开或合拢运动来探测轨腰投影区内的缺陷。然后将标尺零刻度从焊筋边缘向内移动15mm，通过转动扫查架旋钮使探头分开或合拢运动来探测轨腰投影区内的缺陷。将扫查架移动到焊缝另一侧，重复以上步骤，正常情况下显示屏上只有始波，如遇伤波报警时，扫查架探头红色标线对应的刻度即为伤损的深度，此法可有效发现垂直轨面的伤损（裂纹或未焊合）、轨底横向裂纹和轨头下颚圆弧处的伤损。

第二步：双探头（K型）扫查轨头

扫查次数的确定：60Kg/m轨轨头宽度T为73mm，若探头声束宽度d为10mm，探头折射角β为45°，则扫查次数X≥1.15=1.15x73xsin45°/10 =5.9，扫查次数取整数6次。入射点位置确定：YAn=（n-0.5）Ttanβ/X；YBn=[1-（n-0.5）1/X]Ttanβ，YA1=6mm，YA2=18mm，YA3=30mm，YA4=42mm，YA5=54mm，YA6=66mm，YB1=67mm，YB2=55mm，YB3=43mm，YB4=31mm，YB5=19mm，YB6=7mm

仪器（探头选用2.5P8*12K1双探头）连接调试完毕后，在轨头两侧进行相错式K型扫查。A探头置于YA6处，B探头置于YB6处，两探头以同速做想错运动（一个向前一个向后），焊缝无伤损，显示屏上只有始波，若遇伤波报警时，A探头距焊缝的距离，即为伤损在水平面上与轨头A探头一侧的距离，此法可有效监测出轨头内与轨面垂直的伤损，如下图1所示。

第三步：双探头（K型）扫查轨底

仪器（探头选用2.5P8*12K1双探头）连接调试完毕后，在轨底两侧进行相错式K型扫查。扫查方式与K型扫查轨头相同，只不过扫查次数和入射点位置要重新计算，此处不再赘述。

第四步：单探头扫查轨头

选用2.5P13*13K2.5的斜探头，在轨顶面采用纵向移动和偏角纵向移动两种方式扫查。

纵向移动扫查（一次波扫查）：以60Kg/m为例，探头纵向中心距边分为16mm，26mm，36mm，46mm，56mm处，纵向移动探头，移动区域为距焊缝中心0-150mm。

偏角纵向移动扫查（二次波扫查）：将探头放在轨面中心线上，以15°偏角纵向移动探头，一定区域为距焊缝中心约100-250mm，扫查次数为焊缝内外两次共计四次。

第五步：单探头扫查轨腰

选用2.5P13*13K1的斜探头，在轨顶面中心采用偏角为0°纵向移动扫查，探头移动区域为距焊缝中心200mm范围，可检测轨腰投影范围内的体积型缺陷和轨底“月牙伤”。

第六步：单探头扫查轨底角

将轨底角划分6个探测区，使用2.5P8*12K2.5探头，分别按不同的偏角和位置进行纵向移动探头扫查，利用二次波探测焊缝上半部分，利用一、三次波探测焊缝下半部分。探头入射点距轨底角边分别是10mm、20mm、40mm，在10mm处向外偏10°扫查1区；向外偏0°扫查2区；在20mm处向外偏0°扫查3区；在40mm处向外偏15°扫查4区；向外偏8°扫查5区；向外偏0°扫查6区；

扫查方式见图2扫查轨底角示意图

第七步：0°探头扫查焊缝

选择2.5P20的直探头，对焊缝全宽进行扫查，纵向扫查范围向焊缝两侧各延伸30mm，横向扫查范围以满足轨头宽度，能有效检测出水平状缺陷。

5 结语

高速铁路线路基本上都是无缝线路，焊缝位置容易产生缺陷，是铁路轨道的薄弱环节，且每100m一个接触焊，每500m一个现场焊，焊缝数量多。本文简要介绍了焊缝的标准作业方法，对现场作业具有一定的指导意义。

【参考文献】

[1]铁路职工岗位培训教材编审委员会.钢轨探伤工[M].北京：中国铁道出版社，2011：165-185.

[2]中华人民共和国铁道部.工务作业第21部分：钢轨焊缝超声波作业[Z].北京：2007-10-01.