超聲波探傷利用高頻定向聲波測(cè)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(hào)，并需要探傷儀對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理。盡管超聲波探傷應(yīng)用廣泛，但對(duì)于鐵路檢測(cè)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(wú)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(cè)車輪開(kāi)裂的“列車檢修工”，以及用于對(duì)蒸汽機(jī)車銷軸進(jìn)行疲勞裂紋檢測(cè)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(cè)方法。

超聲波探傷利用高頻定向聲波測(cè)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(hào)，并需要 探傷儀 對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理。盡管超聲波探傷應(yīng)用廣泛，但對(duì)于鐵路檢測(cè)而言尤其重要。

鐵軌檢測(cè)

隨著時(shí)間的推移，鐵軌可能會(huì)產(chǎn)生因制造缺陷或長(zhǎng)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(huì)造成災(zāi)難性后果，因而必須通過(guò)定期維護(hù)或安全方案進(jìn)行監(jiān)控。如今，鐵軌檢測(cè)主要通過(guò)由一輛檢測(cè)缺陷的先導(dǎo)測(cè)試車和緊隨其后的驗(yàn)證追隨車組成的“追車檢測(cè)法”進(jìn)行的。當(dāng)先導(dǎo)測(cè)試車發(fā)現(xiàn)可能存在缺陷時(shí)，將位置傳送給追隨車。追隨車的操作員負(fù)責(zé)檢驗(yàn)是否存在缺陷，并向路網(wǎng)報(bào)告已經(jīng)確認(rèn)的缺陷，以便采取補(bǔ)救措施。

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

檢測(cè)缺陷

鐵軌因使用所致的常見(jiàn)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(kāi)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(cè)。通過(guò)觀察返回信號(hào)，用代表超聲波探傷信號(hào)從鐵軌底座反射回來(lái)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(cè)。螺栓孔開(kāi)裂易于在45度角方向上蔓延，使用45度角波束換能器檢測(cè)時(shí)特別容易被發(fā)現(xiàn)。但探測(cè)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(duì)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(cè)性獲得提升。

以透射方式工作的側(cè)傾角波束換能器對(duì)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(hào)就可以顯示鐵軌是否存在間斷缺陷。中斷的信號(hào)代表存在間斷缺陷。為了獲得最大限度的探測(cè)可靠性，必須在兩個(gè)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(cè)手段。該項(xiàng)技術(shù)有助于確保鐵路系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行。