鐵路軌道無損探傷技術的發展趨勢

鐵道鋼軌探傷發展史

鋼軌是機車車輛運行的基礎，其狀態的好壞直接關系到鐵路運輸的安全。輪軌之間復雜的作用力，以及由于氣候和其他因素對鋼軌受力的影響，使鋼軌產生壓縮、伸長、彎曲、扭轉、壓潰、磨損或斷裂等損傷，對車輛的安全運行構成很大的威脅。因此，國內外鐵路部門很早就開始對鋼軌進行各種無損檢測，以保證鐵路運輸的安全。

有關鐵路鋼軌無損探傷技術的應用研究早在1877年就已開始。1927年，Elm er Sperry 博士應美國鐵路聯盟的要求，研制了世界上第一輛基于漏磁檢測原理的軌道探傷車，但漏磁檢測法只能探測鋼軌表面和近表面的缺陷。隨著超聲波檢測技術的發展，該法后來逐步成為了鐵路軌道傷損檢測的主要方法。歐洲各國和日本等鐵路發達國家先后推出了各種形式的超聲波鋼軌探傷設備，有便攜式的、手推式的、道路和軌道兩用的檢測車輛以及專用的軌道檢測列車等。在我國，從最初的引進到后來的自主研發，經過幾十年的努力，鋼軌探傷取得長足進步，經與國外合作，己經能夠生產大型探傷車，并開發研制了系列型號的探傷車輛。目前，國內外鐵路軌道檢測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合的方式 。

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

激光超聲技術

利用脈沖激光在試件中激勵產生超聲波，而超聲信號的檢測則主要有壓電換能器檢測法、空氣耦合檢測法和光學檢測法三種。光學檢測法又有非干涉法和干涉法之分。目前，基于激光激勵和空氣耦合檢測的混合鋼軌無損探傷技術是國內外研究的熱點。