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钢轨探伤仪使用经验浅谈洛阳工务段辛红山一、怎样调整探伤灵敏度？(一).探伤灵敏度的选择：探伤灵敏度对于钢轨探伤仪的重要性，相当于准星对于枪的重要性。根据不同情况有三种标定方法。第一种是在专用试块上标定的灵敏度，如GTS-60、GTS-60C试块，是铁路总公司在全路推荐，主要用于确定钢轨探伤仪探伤灵敏度的试块。我们一般用轨头Φ4平底孔最高波的80%波高增加6dB做为70°探头的探伤灵敏度；用轨腰螺孔和3mm向上裂纹等高双波80%波高增加3dB做为37°探头的探伤灵敏度；用GTS-60C试块底波80%波高增加6dB或5mm水平裂纹和螺孔等高双波的80%波高增加3dB的最佳折衷值做为0°探头的探伤灵敏度,前者和GTS-60C试块轨底Φ10锥底孔、GTS-60试块上的轨腰Φ6横通孔用于调整0︒探头失波探伤灵敏度(穿透灵敏度），后者主要用于调整0︒探头反射灵敏度，根据探测要求不同区别使用。例如：新轨地段加强前者探测钢轨轨腰纵向裂纹，老杂轨地段增强反射灵敏度探侧各种水平裂纹）图1图2第二种是不熟悉仪器使用性能或在无缝线路地段使用，在没有试块、接头、螺孔等参考反射体情况下，快速调整钢轨探伤仪现场灵敏度的方法。钢轨探伤小车抑制置“关”，或设置在通常状态，推行几步，待仪器草状波稳定下来以后进行调节。将仪器A通道转换到单通道显示方式，调整增益键，使A通道动态草状波高度达到满幅度的20％，约一大格左右，调整好后再依次对其他通道的增益调整键进行设定，全部设定完毕后退出，现场探伤灵敏度即定好了。第三种是在普轨地段找一状态良好的钢轨接头（不能使用绝缘接头，叉趾叉跟接头，异型接头和轨面状态不良的接头）对设定不合适的现场探伤灵敏度进行修正，钢轨探伤小车抑制置“关”，70°探头通过接头，轨端端面回波完整时的灵敏度，做为70°探头现场探伤灵敏度；37°探头探测接头，螺孔最高回波80%提高20dB，做为37°探头现场探伤灵敏度；0°探头利用钢轨底面回波调节现场探伤灵敏度，轨底最高回波80%提高8~10dB，做为0°探头现场探伤灵敏度，现场探伤灵敏度即定好了。(二)、影响探伤灵敏度的因素1.调整探伤灵敏度的时机很重要，通常调整灵敏度都放在钢轨探伤仪保养之后进行，这样做有几种不足：一是错过了钢轨探伤仪最佳调整状态。仪器在线路上推行了一个月，探头保护膜磨得很薄，个别探头架可能产生移位，部分零件松动，这时调整仪器状态，校验灵敏度并记录，得出仪器的各项数据都比较准确。反之，如果我们先保养仪器，再调整灵敏度，由于探头油层较厚，新保护膜未磨开，造成探伤灵敏度的下降，这时在试块上调整灵敏度，需要增加保护膜衰减值和表面接触不良补偿值，得出的基准探伤灵敏度往往偏高。2.探头架压力不够，探伤仪推行时探头接触不良，过接头或线路不平顺时探头跳动。原因①探头架弹簧扭力不够；②前37°探头架上安装的新水刷毛太硬太密，向上托顶前翻板头；③探头架装反，受过撞击，产生变形或翻板螺栓脱落造成探头倾斜移位，翻板上翘，压力减小。3.水路阻塞下水不畅造成探头耦合不良，造成探伤灵敏度偏低。4.探头和保护膜之间耦合层太厚或存在气泡耦合层厚可能造成探头回波后迟到波，气泡在探头中产生声影区，使声能损耗，超声波进入工件声能减少，造成灵敏度偏低。5.人为因素对探伤灵敏度的影响：①探伤中不注意对探伤灵敏度的调整，未根据探伤地段和时间段的不同修正灵敏度；②仪器故障使探伤灵敏度降低；③小半径曲线地段，探头位置变化，执机人员未及时调整；④轨面状态不良地段，例如轨面鱼鳞伤、波磨、碎裂地段，显示屏出波杂乱，执机人员为消除杂波，盲目降低灵敏度；⑤轨面上有油，探头耦合不良，灵敏度下降，手工人员未及时清除残油，擦拭探头。6.气温对探伤灵敏度的影响：气温的升降变化，会造成探伤灵敏度的降低。轨面高温使保护膜内油层融化，在探头架压力作用下被挤出保护膜，探头和保护膜之间形成气泡，造成超声能量的衰减，灵敏度下降；冬季钢轨轨温低，耦合水遇轨面结冰，探伤仪推行困难，探头耦合不良，探伤灵敏度降低。此外探伤仪电压高低，试件表面粗糙度等都对伤损定量有一定影响。解决办法：“定人、定车、定灵敏度”。“定人、定车”将探伤小车人员固定，操作者对使用的仪器性能、探头组合方式、探头位置等情况熟练掌握，操纵灵活；“定灵敏度”是将“GTS-60C、ZZTS-1、ZZTS-2”等试块上校验的灵敏度做为基准探伤灵敏度，在此基础上提高2-6db,作为探伤扫查灵敏度。现场推行不同地段时，根据线路状况进行适当调整即可。二、怎样提高探头定位的准确性?伤损的定位：首先在CSK-1A试块上定出探头的入射点位置，准确标示在探头外壳或保护膜上。如果探伤仪可以调整零点和探测范围，将各通道声程调整到位，43、50轨测距200mm,60、75轨测距250mm；如果探伤仪无法调整声程，则将各通道探测范围和标准测距误差记下来，作为本通道的修正值。70°探头目前对核伤探测主要采用四点法、基线法、和半波高度法定位。将探伤仪置于GTS-60C试块或ZZTS试块上，用四点法或基线法进行调试。70°探头探测Ø4平底孔，仪器通道置单显，根据每个通道显示水平数值和实际测量水平数值差值，调整探头在仪器上的位置，直到误差最小为止。37°探头探测GTS-60试块轨底裂纹，采用前后探头探测位置对照，调向校对等方法确定试块轨底裂纹位置，根据仪器显示和裂纹实际位置误差适当调整探头位置。，可以采用前后移动探头架在探伤仪上的位置，调整探头环在探头架左右位置，调整保护膜固定螺丝在探头环前后位置等方法调整探头位置。如无法调整时，记住该通道实测水平值和仪器B显水平测量误差值，对发现的伤损进行加减修正。也可在探头环上加装软尺等外挂测量用具或在仪器横梁外部标注误差量。图3图4图5三、怎样提高特殊伤损的检出率？1.怎样提高轨头下颚部位小核伤的检出率？70°探头扫查分为偏角扫查和无偏角扫查两种，本文只正对偏角扫查的方式做简略分析：各种探伤培训教材、指导性文件中对70°探头偏角都有明文规定，但对其在轨面上的位置却未做详细规定，大家约定俗成一般将其调整到轨头正中位置，有的探伤工出于追求核伤出波高峻挺拔杂波少的目的，将其调整比较靠轨边，这种方式一次波出波的优势明显，但扫查范围相对变窄，容易漏掉轨鄂比较靠近中心的小核伤。（见图1）图6图6-1图7图7-1图7-2图7-3为有效检出靠近轨鄂中心部位的小核伤，可将向内70°探头调整至离轨头外侧边1/3（晶片中心距轨头外侧约25mm）处，使超声波的声程增加，声束的半扩散角变大，经轨头下颚反射后，二次波扫查面积增加，发现轨鄂部位核伤的能力增强。同理，在保证试块上4mm人造核伤不漏检的情况下，将另一只向外70°探头也调整至离轨头内侧边1/3处。（见图2）焊缝轨鄂核伤一种表现形式为70°偏斜探头出现双波，前打70°先出伤波，再出焊筋波，B显右侧为伤波，左侧为焊筋波，后打的70°偏斜探头正好相反。如果灵敏度高或偏角不合适也会有这种显示，但是异常回波断断续续比较乱；一种表现形式为37°探头在焊缝轨鄂部位出波，出波范围约为2.0-3.0之间，如果发现焊缝有37°探头在该部位出波，要采用多种方法进行校对。焊缝轨鄂焊筋溢流飞边可引起直70°探头出波，可采取单显定位，手摸镜照加以排除。轨鄂核伤如果已发展到钢轨轨腰投影范围，且核面与探测方向垂直，直70°探头也能在此部位出波，需要详细辨别波形，必要时可使用70°探头从轨顶面或轨头侧面校对确认。2.怎样提高轨底II区横向裂纹的的检出率？由于钢轨形状的特殊性，决定了钢轨探伤仪超声波只能从轨面入射，轨底探测范围仅仅覆盖轨底II区左右。怎样提高轨底横向裂纹检出率是困扰目前钢轨探伤的难题之一。一是难发现，二是难确定。针对前一问题，目前解决方法主要是请厂家对钢轨探伤仪系统升级，通过技术人员调整提高探伤仪轨底部分的远距离耦合补偿，提高轨底II区横向裂纹的的检出率。针对轨底II区横向裂纹难确定的问题，首先是在GTS-60C试块轨底深2mm横向裂纹80%波高基础上提高3-6dB作为37°探头探伤灵敏度，然后是要测准探头入射点位置，在保护膜上或探头架万向环上标志出来。37°探头发现轨底出波，计算出探头入射点至缺陷的水平距离（或调整出波37°探头单通道B显至最佳状态，直读出探头入射点至缺陷的水平距离），使用直尺在钢轨上标示出来。反车校对，看前后37°探头探测位置是否重合，如出波位置不在轨枕上，可用小镜子观察轨底面，看是否存在划伤、小坑锈蚀、凹槽、凸棱、油脂等外部出波源。这些非缺陷波源B显形式表现为轨底面一侧出波，另一侧无波，即前后37°探头只有一个出波。如出波位置在轨枕等处无法观察时，除利用前后37°出波位置重合法和通用仪器双K1探头K型扫查测定外，还可使用70°探头从轨底上部一侧向中心偏斜进行探测。检测时去掉保护膜，使用方法同通用探伤仪k2.5探头，遇轨底II区横向裂纹时在荧光屏有明显位移伤波。图8图8-1焊缝轨底裂纹图9图9-13.怎样提高接头轨端水平裂纹检出率？①轨面水平图10图10-1图10-2②轨鄂水平图11图11-1图11-2轨鄂部位水平易掩盖在接头70°波形图下，需认真识别。③轨腰水平裂纹图12图12-1图12-2图12-3接头轨端轨腰部位水平裂纹是检出难点，37°探头和0°探头都不易发现。0°探头在轨端至1孔间底波消失，37°探头失波或出波杂乱时，可将0°探头增益调整至GTS-60C试块5mm水平裂纹和螺孔等高双波80%波高增加6dB探伤灵敏度上，加大水量，再推一遍。如果0°探头在轨腰出波，详细辨别波形是轨端腰部水平还是螺孔水平裂纹，是否贯通，分辨不清必要时通知线路工区拆检。④焊缝轨腰水平裂纹焊缝轨腰水平裂纹是钢轨焊接过程中钢水冷凝速度过快形成的，多在冬季工地焊接的铝热焊缝轨腰的一侧焊筋上出现，而后逐步向轨腰内部发展直至断裂，裂纹出现初期主要靠肉眼观察或磁粉探伤，裂至轨腰后，0°探头在A型显示的荧光屏上显示轨腰水平裂纹回波，同时，轨底波消失并报警；B显在轨颚线下方，显示轨腰水平裂纹图形并失底波。37°探头在螺孔反报警门附近有可能显示不连续、波幅不强、一闪即消失的移动回波；B型显示在轨颚线下呈现不连续的点。图13图13-1图13-24.怎样辨别非标短尺轨接头和短尺轨轨端裂纹？非标短尺轨接头指轨端至第一孔中心不够尺寸的非标准钢轨接头。以60轨为例：轨端至第一孔中心不够76mm的钢轨接头都是非标短尺轨接头，它和正常钢轨接头B显图形有所不同，前37°探头过轨缝线后,半个螺孔波B显图形变长并上移。如图图14图14-1图14-2非标短尺轨往往伴有轨端不齐、轨端不垂直和轨端下裂，需要详加分辨。接头轨端锯切面不垂直，37°探头发射的声波在倾斜的端面反射后，方向和波型都发生改变，一部分声能经多次折射后被探头接受，但增加的声程使倒打螺孔波显示后移到刻度5.0左右，和半个螺孔波B显图形相连，容易误认为一孔向轨端水平裂纹，可以通过目视轨端方法进行区别。非标短尺轨接头轨端下裂，首先看0°探头是否失底波，如果失波，可在37°探头基准灵敏度上提高增益3~6dB，使轨端顶角反射波或轨鄂波显示出来，观察接头是否夹杂其他回波，轨端下裂波B显图形一般出现在倒打螺孔波相反位置。轨端下裂波和轨端水平裂纹B显图形很相像，都在轨缝线本侧裂纹一端，倒打螺孔波位置相反，区别在于轨端水平裂纹有0°探头反射波。图15图15-1图15-2四、怎样提高特殊地段伤损的检出率？特殊地段包括小半径曲线、隧道、长大坡道、道岔、编组场、机务折返段和专用线的钢轨检测。1.小半径曲线线路，因运量大，超高设置不合理，曲线不圆顺，存在有未被平衡的加速度，列车走行架在线路左、右两股间剧烈摆动（列车的蛇行运动），形成小半径曲线磨耗的一种特有现象，即钢轨沿长度方向存在明显交替不均匀的侧面磨耗。曲上股主要磨耗形式是机车和转向架通过曲线时较大的车轮横向轮缘力与横向蠕滑力形成的侧磨，这在800m及其以下半径曲线比较常见,也是小半径曲线上股钢轨下线的主要原因。轨距角部位受到侧面冲击力，磨耗量（幅值）由小变大，再由大变小，在轨头内侧形成一个连续的半波，其波长