超聲波探傷利用高頻定向聲波測量材料厚度、查找隱藏的缺陷、或分析材料的特性。超聲波探傷需要使用 換能器 發(fā)射和/或接收進(jìn)入金屬內(nèi)部的超聲波信號，并需要探傷儀對探測結(jié)果進(jìn)行處理。盡管超聲波探傷應(yīng)用廣泛，但對于鐵路檢測而言尤其重要。

作為最古老的現(xiàn)代運(yùn)輸方式之一，鐵路的歷史可以追溯到幾近500年前。隨著路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)張和老化，鐵路需要以穩(wěn)定的手段確保設(shè)施完好性和運(yùn)行安全。

為了確保鐵路本身以及鐵路車輛各種部件的質(zhì)量，各種類型的無損探傷（NDT）技術(shù)均有采用。這些方法包括用聲音共振原理探測車輪開裂的“列車檢修工”，以及用于對蒸汽機(jī)車銷軸進(jìn)行疲勞裂紋檢測的“油和白堊法”。目前，超聲波探傷（UT）是鐵路行業(yè)首選的NDT檢測方法。

超聲波探傷利用高頻定向聲波測量材料厚度、查找隱藏的缺陷、或分析材料的特性。超聲波探傷需要使用 換能器 發(fā)射和/或接收進(jìn)入金屬內(nèi)部的超聲波信號，并需要 探傷儀 對探測結(jié)果進(jìn)行處理。盡管超聲波探傷應(yīng)用廣泛，但對于鐵路檢測而言尤其重要。

鐵軌檢測

隨著時間的推移，鐵軌可能會產(chǎn)生因制造缺陷或長期使用導(dǎo)致的間斷缺陷。如果這些間斷缺陷未被發(fā)現(xiàn)則可能會造成災(zāi)難性后果，因而必須通過定期維護(hù)或安全方案進(jìn)行監(jiān)控。如今，鐵軌檢測主要通過由一輛檢測缺陷的先導(dǎo)測試車和緊隨其后的驗證追隨車組成的“追車檢測法”進(jìn)行的。當(dāng)先導(dǎo)測試車發(fā)現(xiàn)可能存在缺陷時，將位置傳送給追隨車。追隨車的操作員負(fù)責(zé)檢驗是否存在缺陷，并向路網(wǎng)報告已經(jīng)確認(rèn)的缺陷，以便采取補(bǔ)救措施。

另一種常見的鐵軌檢測方法是“便攜式檢測法”，這種方法由操作員在一根鐵軌或同時在兩根鐵軌上（以步行速度）推動移動式檢測設(shè)備，同時在監(jiān)視器上目測分析檢測數(shù)據(jù)。追車法和便攜式檢測法均使用直射波束和角度波束換能器探測鐵軌上可能存在的瑕疵或間斷缺陷。

檢測缺陷

鐵軌因使用所致的常見缺陷包括軌頭與軌腰分離、軌頭平裂、軌頭微細(xì)波紋、鋼軌橫向斷裂、機(jī)車燒灼、鋼軌表面剝落、以及螺栓孔開裂等。軌頭與軌腰分離以及軌頭平裂可以用配有2.25 MHz / 0.50英寸直射波束換能器（如A106S）超聲波探傷儀在鐵軌中心線上輕松定位和檢測。通過觀察返回信號，用代表超聲波探傷信號從鐵軌底座反射回來的回波損失確認(rèn)是否存在軌頭與軌腰分離。

螺栓孔和橫向斷裂缺陷通常使用2.25 MHz / 0.50英寸角度波束換能器（如配合ABSA-5T-X使用的A540S）進(jìn)行檢測。螺栓孔開裂易于在45度角方向上蔓延，使用45度角波束換能器檢測時特別容易被發(fā)現(xiàn)。但探測橫向斷裂和軌頭微細(xì)波紋需要使用具有更大折射角的角度波束換能器（通常為60到80度角）。對于與最繁忙交通流相同的水平方向呈向下角度的間斷缺陷，可探測性獲得提升。

以透射方式工作的側(cè)傾角波束換能器對于確定軌頭微細(xì)波紋位置特別有效。換能器通常為60度角波束型，并配有與鐵軌軌距一側(cè)呈傾斜30度角的發(fā)射換能器和位于靠近鐵軌規(guī)矩一側(cè)的接收換能器。采用這種配置方式，到達(dá)接收換能器的信號就可以顯示鐵軌是否存在間斷缺陷。中斷的信號代表存在間斷缺陷。為了獲得最大限度的探測可靠性，必須在兩個方向上均進(jìn)行角度波束掃描。

結(jié)論

超聲波探傷是鐵軌以及其他諸多鐵路車輛組件快速可靠的檢測手段。該項技術(shù)有助于確保鐵路系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行。