铁路焊缝探伤
涡流检测技术在钢轨焊缝探伤中的应用
0 引言钢轨焊缝是无缝线路的重要组成部分，是确保钢轨连续性、平顺性的关键环节，但也是钢轨轨条的薄弱处所，是钢轨伤损频发的重灾区和断轨的高发区[1]。
尤其是铝热焊缝，受焊接工艺所限，其强度仅相当于钢轨母材的60%～70%，自身不足再加上外观复杂的几何形状及焊接过程中复杂的应力，使铝热焊成为伤损频发或折断的高发区。
以中国铁路太原局集团有限公司（简称太原局集团公司）为例，2017年全局检查发现重伤钢轨4 261处，其中重伤焊缝2 931处（见图1），占重伤总数的68.8%；2017年断轨情况见图2。
焊缝伤损引发的断轨数占断轨总数的78%，而焊缝断轨中铝热焊占比则高达89%。
从以上数据不难看出，铝热焊的质量检测是防断工作的根本。
1 现状分析当前钢轨焊缝探伤主要采用超声波探伤方式。
超声波探伤具有灵敏度高、穿透性强、成本低廉、技术成熟等优势，在钢轨防断工作中发挥了重要作用[2-3]，但超声波探伤在焊缝探伤的实际应用中也暴露出以下3方面问题：（1）超声波探伤自身存在不足。
受检测工件探测面耦合状态、超声波自身近场区干扰和阻塞效应的影第一作者：段春辉（1978—），男，工程师。
E-mail ：****************通信作者：石洪生（1978—），男，工程师。
E-mail ：*******************涡流检测技术在钢轨焊缝探伤中的应用段春辉1，石洪生2（1. 中国铁路太原局集团有限公司 工务处，山西 太原 030013；2. 大秦铁路股份有限公司 茶坞工务段，北京 101402）摘 要：钢轨焊缝是无缝线路的重要组成部分，是确保钢轨连续性、平顺性的关键环节。
由于受自身技术条件限制，焊缝成为钢轨轨条的薄弱处所，是钢轨伤损频发的重灾区和断轨的高发区。
通过对焊缝断轨情况及既有焊缝探伤技术的分析，探讨将涡流检测技术应用于焊缝探伤中的可行性，并对试块检验和现场实际应用进行论述。
关键词：钢轨；焊缝；探伤；涡流检测中图分类号：U213.4 文献标识码：A 文章编号：1672-061X（2019）02-0015-04DOI：10.19550/j.issn.1672-061x.2019.02.015图1 2017年度太原局集团公司钢轨伤损数据2 9311 330其他伤损 焊缝伤损响，超声波探伤对于工件近表面的微小裂纹不敏感，而太原局集团公司为货运大局、重载大局，尽管现场焊探伤周期较《铁路线路修理规则》（简称《修规》）进行了加密（《修规》规定现场焊探伤周期为2遍/年，实际加密为3遍/年），但探伤周期仍达到4个月，重载铁路运输繁忙，没有给探伤人员观察伤损发展的时间，一些微小裂纹如不能及时发现就可能发生断轨。
钢轨接触焊接头超声波探伤方法
钢轨接触焊接头超声波探伤方法摘要：我国铁路已经进入了高速铁路时代，速度快、交通量大，对线路的维护和检测提出了更高的要求。
钢轨探伤技术由于无损伤、灵敏度高、响应快等优点，在线路维修检测领域得到广泛应用。
无损检测是钢轨现场焊接中最重要的检测方法。
如何准确地确定焊接损伤，不仅关系到焊接质量的控制，而且关系到生产成本的控制和项目效益的提高。
关键词：接触焊接头；超声波探伤；仪器调试；探头选择；探伤方式一、钢轨现场焊接头缺陷的形成机理钢轨现场焊接分为闪光焊、气压焊、铝热焊三种，两种不同的焊接方法，各具有其独特的优点。
但由于焊接工艺、材料、机械设备、工人操作及环境气候等因素的影响，经常会出现一些焊接缺陷，而三种焊接方法形成缺陷的机理又各有不同。
二、设备选择和调试1.探头选择。
①无双峰和波形抖动现象；②探头前沿长度应能满足探伤扫查范围的需要；③回波频率≥４MHZ、回波频率误差≤10％；④折射角度误差：在37°～45°时，误差≤1.5°，折射角≥60°时，误差≤２°；⑤横波探头分辨率≥22dB、横波单探头始脉冲宽度≤20ｍｍ；⑥相对灵敏度，纵波直探头≥55dB、横波探头≥60dB（Ｒ100圆弧面）；⑦组合或陈列探头：各子探头入射点相对偏差≤２ｍｍ，各子探头分段扫查相对偏差≤４dB。
2.仪器调试。
仪器调试必须做到100％的准确，尤其是关键指标，如水平线性、角度、测距、垂直线性等。
常用的钢轨焊缝单探头探伤的角度有Ｋ０.５、Ｋ0.8、Ｋ１、Ｋ２．５、Ｋ３、０°，双探头探伤的有双Ｋ１、双Ｋ０.8。
仪器调试使用探头必需与探伤使用探头一致，否则会造成伤损计量上的错判漏判。
（１）轨头及轨底用≥Ｋ２的斜探头，深度调节为60ｍｍ；（２）轨腰轨底用Ｋ１、Ｋ０.８及０°探头，深度调节为２００ｍｍ；（３）灵敏度参照ＴＢ／Ｔ2658.21－2007标准设置，并把每一组的探头对应探伤仪的灵敏度＋６dB后存档并标上相应的记点，以利现场探伤工作时随时提取进行准确的探伤扫查和伤损判定。
铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则
钢构作业指导书铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则1. 目的为使测试人员在做建筑钢结构焊缝超声波探伤时有章可循，并使其操作合乎规范。
2. 适用范围适用于母材厚度为10～80mm的碳素钢和低合金钢的钢板对接、T型接头、角接头焊缝。
3. 检测依据TB10212-2009铁路钢桥制造规范GB/T11345-2013焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定4．检验方法概述超声波探伤法的原理是利用超声波探伤仪换能器发射的脉冲超声波，通过良好的耦合方式使超声波入射至被检工件内，超声波在工件内传播遇到异质界面产生反射，反射波被换能器所接收并传至超声波探伤仪示波器。
通过试块或工件底面作为反射体调节时基线以确定缺陷反射回波的位置，调整检测灵敏度以确定缺陷的当量大小。
5．人员要求所有从事超声波探伤的检验员应通过有关部门组织的超声波探伤培训、考试并取得相应的执业资格证书，Ⅰ级检验员具有现场操作资格，但必须在Ⅱ级或Ⅲ级人员的指导或监督下进行，Ⅱ级或Ⅲ级人员可以编制超声波探伤工艺规程和工艺卡以及签发审核检验报告。
超声检验人员的视力应每年检查一次，校正视力不得低于1.0。
6．检测器材6.1超声波探伤仪：采用数字A型脉冲反射式超声波探伤仪，频率范围为0.5-10MHz，且实时采样频率不应小于40MHz；衰减器精度为任意相邻12dB的误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB；水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。
6.2探头：晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm；单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°；主声束垂直方向上不应有明显双峰；折射角的实测值与公称值的偏差应不大于2°(K值偏差不应超过士0. 1)，前沿距离的偏差应不大于1mm。
6.3仪器和探头系统性能：系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上；直探头远场分辨力≥30dB，斜探头远场分辨力＞6dB；6.4试块6.4.1标准试块: CSK-ⅠA、CSK-ⅠB 该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，调校探头K值、前沿，调整时基线比例。
钢轨焊缝单探头法探伤工艺
钢轨焊缝单探头法探伤工艺沈阳铁路局工务处2009年3月目录1.范围 (4)2.探伤人员 (4)3.作业条件 (4)4.设备及器具 (5)5.探伤操作 (6)6.铝热焊焊缝0°探头探伤 (10)7.探伤扫查方式 (11)8.缺陷判定 (13)9.探伤报告 (14)10.其它 (14)11.附录：A (14)12.附录：B (17)钢轨焊缝单探头法探伤工艺前言目前我局钢轨焊缝有接触焊缝,气压焊和铝热焊缝等三种不同型式,对钢轨焊缝进行探伤时,尤其是对包括热影响区在内的焊缝区域进行探伤时，除了会遇到疲劳缺陷即疲劳裂纹外,还会遇到各种各样的缺陷,如夹杂、疏松、气孔、过烧、光斑、灰斑、未焊合和各种裂纹等。
夹杂、疏松以及气孔和过烧属体积状或点状缺陷，可用普通的单探头法进行探测；而光斑，灰斑等缺陷，由于其反射很弱，因此探测十分困难，不易探到。
在钢轨疲劳地段或隧道、道口等处所，因轨底严重锈蚀或垫板卡损、机械撞击等原因造成陈旧性伤损，在气压焊和铝热焊缝轮廓边缘，因应力集中很容易产生轨底横向裂纹；铝热焊缝边缘在轨头下鄂轨腰表面与溢流飞边的交界处根部也容易产生缺陷，这种类型的缺陷发生和发展速度快，可直接造成钢轨折断，因而是最危险的缺陷。
本工艺针对这些伤损的检测制定了行之有效的解决方法。
对于平面状缺陷，也可以采用双探头法、K型扫查和前后串列式扫查方法。
本工艺主要侧重于介绍操作方法，如探伤灵敏度标定及补偿、探伤操作、缺陷判定等内容。
1.范围使用数字式通用探伤仪或具备上述功能专用探伤仪对钢轨焊缝进行全断面超声波探伤。
本工艺条件适用于60kg/m的钢轨气压焊缝、接触焊缝和铝热焊缝的超声波探伤作业，其它轨型的焊缝探伤，可参照本工艺执行。
2.探伤人员2.1探伤人员应具有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级或以上级别的技术资格证书，经专门的钢轨焊缝探伤技术培训，合格后方能独立承担钢轨焊缝探伤工作。
2.2单机作业时，组成7名人员作业组，其中操作者1名、记录1名、除锈打磨2名、防护员3名。
高速铁路钢轨焊缝核伤的探测方法
高速铁路钢轨焊缝核伤的探测方法发表时间：2018-10-01T14:03:33.073Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：陶利辉[导读] 摘要：近年来，我国高速铁路的发展取得了辉煌成就，在旅客享受安全、高速、绿色出行的同时，也对铁路部门提出了更高的设备安全技术检修要求。
中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头工务段内蒙古自治区包头市 014040摘要：近年来，我国高速铁路的发展取得了辉煌成就，在旅客享受安全、高速、绿色出行的同时，也对铁路部门提出了更高的设备安全技术检修要求。
钢轨是高铁轨道结构重要组成部分，在列车高速运行强大动能的不断冲击下，很容易在轨头内部形成横向裂纹（俗称核伤）。
核伤如不能及时探测发现，容易发生钢轨折断事故，严重威胁列车安全。
焊缝是无缝钢轨框架结构的主要联接方式，因强度低于钢轨母材，更易形成核伤。
本文论述的主要目的是研究高铁钢轨焊缝核伤的特点，并探讨在探伤工作中有效的超声波探测方法。
关键词：高速铁路；钢轨焊缝；核伤；探测方法前言我国高铁钢轨焊缝超声波探伤工作主要采用三种模式，一是大型钢轨探伤车探测；二是小型数字式钢轨探伤仪探测；三是数字通用型探伤仪专项探测。
我们在此主要探讨核伤特征及后两种探伤模式探伤方法。
1 轨头核伤特征及探测影响因素 1.1 核伤形成原因轨头疲劳伤损中危害最大的是轨头横向裂纹，俗称核伤。
高铁钢轨核伤形成的主要原因，一是钢轨在制造过程中工艺缺陷导致钢轨内部存在白点、气泡、非金属夹杂物、偏析等缺陷，上线后在列车重复载荷作用下，缺陷逐步形成疲劳源后不断发展扩大形成核伤；二是轮轨长期硬性接触产生的疲劳裂纹逐渐向轨头内部延伸扩展形成核伤；三是钢轨焊接工艺不良在焊缝中存在灰斑、裂纹、烧伤、未焊合、气孔、夹渣、缩孔等缺陷发展形成核伤。
1.2 核伤特点及影响探测质量因素核伤主要产生在轨头内侧上角（距轨顶面及侧面5～15mm）、轨头内侧中部、轨头中部、轨鄂部四个区域。
核伤取向是多与轨面纵向成15°左右夹角，并向列车运行方向倾斜。
钢轨焊缝探伤作业指导书
钢轨焊缝探伤作业指导书
1目的与要求
1.1目的：钢轨焊缝全断面探伤及伤损检查
1.2要求：执机人员应具有铁路无损检测人员资格鉴定与认证委员会颁发的2级或以上的技术资格证书，并经专门的钢轨焊缝探伤技术培训，合格后方能独立承担钢轨焊缝探伤工作。
2适用范围及引用标准
2.1适用范围：本作业指导书适用于焊缝宽度不大于40mm的钢轨新焊焊缝、在役焊缝的超声波探伤作业。
2.2引用标准：
《工务作业第21部分：钢轨焊缝超声波探伤作业》（TB/T2658.21-2007）
《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》（JB/T 10061-1999）
《超声探伤用探头性能测试方法》（JB/T 10062-1999）《普速铁路线路修理规则》（铁总工电〔2019〕34号）《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）》（铁运〔2012〕83号）
《高速铁路有砟轨道线路维修规则（试行）》（铁运。
浅谈高速铁路钢轨焊缝探伤标准化作业
浅谈高速铁路钢轨焊缝探伤标准化作业摘要：本文主要研究内容是高速铁路钢轨焊缝探伤标准化作业，主要目的是为钢轨焊缝探伤开拓新思路和方法，研究的方法是针对探伤人员、设备、作业流程与探伤方法的标准化进行分析，从而有效掌握探伤标准化作业方法，以期为相关人员提供参考。
关键词：高速铁路；钢轨焊缝探伤；标准化作业高铁中主要包含接触焊、铝热焊缝，而钢轨焊缝位置容易出现多种类型的缺陷，如疲劳裂纹、气孔、光斑等，对焊缝强度和韧性产生较大影响，增加断轨问题发生的概率。
因此，针对高速铁路钢轨焊缝探伤标准化作业方法的研究，具有十分重要的现实意义。
1钢轨焊缝探伤基本情况钢轨焊缝或者焊接接头位置是整个线路最为薄弱的环节，相关人员高度重视该位置的探伤，能够有效减少断轨问题，进一步保证运输安全可靠性，是当前最为直接和高效的技术措施。
钢轨焊缝探伤在技术方面具有较大难度，主要由于其光斑、灰斑等缺陷反射较弱，在很大程度上增加了探测工作难度。
同时，焊缝内的缺陷和多种轮廓面普遍集中在较小的区域，而反射波之间互相影响，难以有效分辨焊缝内缺陷，经常出现误判等问题[1]。
钢轨焊缝探伤可以细化分为新焊焊缝探伤、在役探伤，两者应用的探伤方法基本相同，主要区别在于前者以探测焊接缺陷位置，后者以探测疲劳缺陷为主，并且需要针对焊接过程中遗漏的焊接缺陷进行准确探测。
铝热焊焊缝主要是铸造组织，焊缝宽度为30mm-50mm，焊缝金属、钢轨木材的冶金连接位置为熔合线，而其伤损类型主要包含踏面伤损、横向和轨腰纵向裂纹、未出现显著疲劳裂纹的脆性断裂。
2高速铁路钢轨焊缝探伤标准化作业的研究2.1探伤人员及设备标准化高速铁路钢轨焊缝探伤工作开展过程中，对探伤人员的综合能力与专业素养具有较为严格的要求，避免探伤作业中出现误判等问题，进一步保证钢轨焊缝探伤工作开展的实效性。
因此，探伤人员需要具有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，并且在获得技术资格证书之后，通过专业化、系统化的技术培训，通过培训考核之后才能持证上岗。
高速铁路探伤工岗位标准
高速铁路探伤(怙nshang)工岗位标准高速铁路探伤工岗位(gOngwei)标准高速铁路钢轨探伤工岗位(gOngwei)标准〔报批(bdopi)稿〕岗位描述：高速铁路钢轨探伤、探伤设备检查保养(bOoyOng)工作。
一、根本素质要求1．文化程度：高中毕业〔或同等学历〕。
2．专业要求：铁道工程、无损检测或相近专业毕业，或经1年专业培训合格。
3•职业资格：钢轨探伤执机人员持路局I级以上超声波探伤技术资格证书；焊缝探伤作业的人员，持有铁道部无损检测II级及以上资格证书。
4．工作经历：在提速区段从事钢轨探伤工作不少于1年，或在非提速区段从事钢轨探伤工作不少于2年。
5.身体要求：矫正视力5.0及以上，听力正常，无色盲、夜盲，身体健康，能胜任本岗位工作。
6.职业道德：遵章守纪、爱岗敬业、服从指挥、团结协作。
二、根本技能要求1.熟练掌握高速钢轨探伤技术专业知识，熟悉各种规章制度，了解高速钢轨标准。
2.熟练使用钢轨探伤仪探测钢轨伤损，并能定位、定量〔核伤、螺孔裂纹、纵向裂纹、水平裂纹、焊缝伤损〕3.能根据伤损要求，用标准试块标定超声波探伤仪，根据探伤结果正确填写伤损钢轨通知单。
4.能用试块测试超声波探伤仪的性能〔水平线性、灵敏度余量、动态范围〕。
5.能根据标准、标准，使用试块财务室岗位探伤仪和探头的有关性能。
6.能通过调整钢轨探伤仪内部电位器，校正钢轨探伤仪的性能。
7.掌握探伤作业的防护方法和平安操作技能，并具备手工检查辙叉伤损的技能。
18.能根据钢轨状态，调整钢轨探伤仪探伤灵敏度。
9.能使用超声波探伤仪对钢轨、钢轨焊缝及连接零件进行全面探伤。
10.能判定钢轨、焊缝的伤损性质，并能进行定位和定量分析。
11.熟练掌握发现危机行车平安的伤损钢轨的紧急处理方法。
12.能根据钢轨探伤仪的故障现象和仪器的方框图，准确确定故障部位。
13.能排除钢轨探伤仪的外部故障，并对钢轨探伤仪机械局部进行维修。
14.了解和应用性设备、新技术、新工艺。
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7.铁路焊缝探伤
一、适用范围（作业条件）
1、在线路上现场焊接的接头，焊接后应及时进行探伤，以及在役钢轨接
头焊缝在运行一段时间以后，发生的焊缝接头伤损检查。
二、作业程序
探伤准备:主要包括设备检查，灵敏度校验和探头测试。
进场准备：新焊焊缝的探伤在推瘤和打磨以后进行，探伤面不得存留焊渣、焊瘤或严重锈蚀等。
轨头踏面、轨头两侧和轨底角上部（30mm）应打磨至钢轨原始面。
在役焊缝探伤前应清除探测面上的油污和严重锈蚀。
探伤：探伤应按照焊缝探伤作业标准进行，对焊缝轨头、轨腰、轨底、轨底角进行扫查。
判定结果：依据焊缝探伤作业标准进行判定。
探伤作业后：在离开作业地点前，认真填写《工作日志》，记录包括探伤起止里程、轨缝编号、分工情况、仪器状态、伤损情况，同时应关闭探伤仪电源、整理好工具备品。
擦洗探伤仪，检修机、部件，将探伤仪放在干燥、安全的处所。
三、质量验收标准
1、灵敏度校验准确，探伤作业的各项程序符合要求，符合焊缝探伤作业标准。
2、结果判定准确，符合焊缝探伤作业标准。
日志填写准确。
四、使用的工具材料
超声波探伤仪、超声波直探头（1个）、超声波斜探头（3个）、标准试块（2个）、对比试块（2个）、超声波探伤备用探头（1套）、超声波备用连接线（1套）、探伤专用手锤、除锈扁铲（1把）、除锈剂（1盒）、防锈刷（1把）、防护镜（1个）、大扳手（1把）、钢卷尺（1把）、钢板尺（1个）、耦合剂、防护用品、棉丝、小镜或窥镜、计算器、工作日志、检查记录本。