1、0探头钢轨探伤,0探头放置钢轨顶面中心，发射声束从轨面至轨底，能探测的区域为轨腰投影范围内。它具有穿透和反射两种探伤功能。穿透式探伤时，由一个晶片发射的纵波从轨头经轨腰到轨底，被轨底面反射后，由另一个晶片接收，为使轨底波不报警，仪器均用反报警小方门罩住轨底波（图1），如果钢轨内有纵向裂纹和斜裂纹，超声波在传播过程中改变方向，使探头接收不到轨底反射波而产生失底波报警现象；,反射式探伤时，当遇有水平裂纹，超声波在裂纹面上反射并被探头接收，荧光屏上显示回波并产生报警。根据水平裂纹距轨面的深度，在基线上显示水平裂纹回波。所以，0探头能探测轨头至轨底间的水平、纵向和斜裂纹功能。,0探头穿透探伤从理论上说
2、，对轨腰投影范围内任何取向和性质的缺陷，只要对超声波传播有阻碍都能被检出，但实际探伤中由于外界原因和探伤方法的影响，对纵向投影长度较小的缺陷检出有一定难度。,图1 0探头正常显示,钢轨轨腰投影范围内无裂纹时，探头发射的超声波在轨底上产生反射，A型显示的荧光屏对应基线刻度（声程12.5）50kg/m轨6.0左右、60kg/m轨7.0左右。当探头检测有螺孔部位，则螺孔波和轨底波会发生交替显示过程（图2）：a轨底波b轨底波和螺孔波c螺孔波d螺孔波和轨底波e轨底波。B型显示在轨颚线下方呈两端稍倾的水平线。,一、正常钢轨内回波,图2 探头移过螺孔时显示过程,二、裂纹回波显示规律,0探头穿透式和反射式探伤
3、判伤方式各不相同，穿透探伤以失波报警来判定，反射式探伤以裂纹回波显示来判定。,（一）水平裂纹0探头发射超声束遇有水平裂纹时，A型显示的荧光屏对应基线0位与轨底波间显示水平裂纹回波（图3），同时，轨底波消失并报警；B型显示在轨颚线下方，螺孔水平，显示在螺孔图旁，轨端水平裂纹，显示在轨端部位。水平裂纹距轨面越深，回波显示刻度值越大，如果水平裂纹长、且表面平整，则会产生多次等间距水平裂纹回波的显示。,图3 水平裂纹回波显示,1遇有钢轨轨腰单侧水平裂纹、轨头部一侧或颚部圆弧处有水平裂纹，裂纹进入声束扫查范围，A型显示的荧光屏对应基线会同时显示底波和水平裂纹回波（图4）。B型显示根据裂纹距轨面高度，分别
4、显示在轨面线下方的对应位置上。,图4 单侧水平裂纹回波显示,2螺孔单侧水平裂纹，A型显示的荧光屏对应基线有时会出现螺孔波、水平裂纹波和轨底波三波并存的现象（图5）。B型显示与螺孔水平裂纹相同。当出现这种显示，应将探头横向移动，观察伤波变化情况，确定单侧裂纹的具体部位，由于单侧裂纹的横向深度不一或探头位置偏离轨面中心轴线等因素，有可能发生裂纹漏检，因而要经常注意探头位置的调整。,图5 螺孔单侧水平裂纹回波显示,3横向倾斜的水平裂纹。由于钢轨内外侧受力不均或长期偏载作用下，轨腰裂纹呈纵向水平发展，在横截面上与水平呈一定的倾斜角（图6）。裂纹因在一个方向倾斜后，产生回波不强或失底波的现象，有波形显示
5、时，还会出现回波位置后移。,图6 横向倾斜的水平裂纹,（二）斜裂纹1轨腰斜裂纹。0探头发射的超声波，在斜裂纹上产生反射声波，无法按原方向传播到轨底，因此，仪器发生无轨底波而报警的现象。当斜裂纹不规则或带有局部水平裂纹时，在探头移动过程中，A型显示的荧光屏对应基线有可能出现不连续，波幅不强，一闪即消失的移动回波（图7）。B型显示在轨颚线下呈现不连续的点。,图7 倾斜裂纹显示,2螺孔斜裂纹。0探头遇螺孔向下裂纹，其倾角在37左右，一般长度大于15 mm，会产生螺孔波与轨底交替过程中，两波均不显示而报警，裂纹越长，则失波探头位移也越长，在B型显示中失波图越长（图8），失波延长部位与裂纹处于螺孔位置对
6、应；螺孔向上裂纹，其倾角较小时，会有特殊显示形式，一般表现为底波、螺孔波交替显示迟缓或螺孔波变粗，这是因一部分声波在斜裂纹与螺孔形成的二面角上反射，当裂纹长度大于15 mm时也会产生失底波报警。,图8 螺孔斜裂纹显示,（三）纵向裂纹纵向裂纹它的长度不一，从几厘米至十几米，甚至纵贯整根钢轨。轨头，轨腰，轨底部位都有可能存在。在钢轨外观状态正常的条件下，0探头探测中发生失底波或底波减弱报警，为避免因轨底（腰）严重锈蚀的干扰，一般应适当开大增益，观察底波有否显示。若有底波显示，可以不判伤；如果仍无底波显示，或在荧光屏扫描线上有回波显示，可初步判为纵向裂纹。各种纵向裂纹回波特点见表1。,表1 纵向裂纹
7、回波特点,三、非裂纹回别波识别,（一）异常螺孔回波老杂轨区段，因线路爬行，螺孔被螺栓挤压、磨耗成椭圆形或是插入人工锯制轨短，螺孔钻眼不良造成卷边或毛刺（图9）。探测时会有类似螺孔水平裂纹波显示，其特点波幅低，显示不稳定或一闪而过。,图9 钻孔不良回波,（二）迟到波由于钢轨轨腰宽度较窄或0探头偏离钢轨横向中心，声束在钢轨侧壁上产生反射和波型转换（图10），部分入射螺孔或轨底的超声波声程增加，A型显示的荧光屏对应基线螺孔波或轨底波之后，显示一个与螺孔波或轨底波同时出现同时消失的迟到波。螺孔迟到波容易与螺孔水平裂纹混淆，区别方法可以从回波显示规律上判断，水平裂纹显示规律是螺孔波与裂纹波交替显示，而迟
8、到波则是同起同落。,图10 迟到波显示,四、探伤注意事项（一）注意探伤灵敏度调节。0探头具有穿透和反射式探伤功能，按探伤灵敏度要求，两者调节方式正好相反，穿透探伤增益越大灵敏度越低，反射式探伤增益越大灵敏度越高，因此，确定探伤灵敏度时，应兼顾穿透和反射两种探测方法的需要。,（二）注意0探头闸门的使用。6通道的C闸门是0探头的底波失波报警闸门；6通道的螺孔回波识别闸门B为双波报警方式。6通道的失波报警闸门C在底波下降到设定门高时，如B闸门内进波达到其报警门高，C闸门不报警，否则C闸门失波报警。C闸门还有可选的延迟报警方式。在探伤过程中，探头与钢轨的有时可能因为耦合不良而暂时失波，此报警方式下，C
9、闸门不报警。但此方式也可能会造成漏检，故应谨慎使用这个报警方式。,（三）注意波形分析。轨腰水平裂纹处于轨高1/2时，裂纹二次反射波正好落在轨底波小方门内（图11），仪器不产生报警，应注意识波确认。在站专线、线路爬行地段，由于螺孔变形，也会显示类似的回波现象，要注意分析，防止误判。,图11 水平裂纹二次波落在轨底波报警门内,（四）重视仪器和手工相结合。0探头引起失底波报警的因素很多，轨面擦伤、油污和灰砂，轨底（腰）锈蚀严重，探头位置偏离轨面中心等。需要通过目视、去污、调整探头排除。对于纵向裂纹已延至轨端可拆卸螺栓或在轨端面观察裂纹是否存在，而年炉号印记，轨腰鼓泡或调边使用钢轨的颚部疲劳裂纹都可采
10、用眼看、手摸和镜照的方法加以确认。,五、纵向和水平裂纹定位定量（一）纵向裂纹定位定量1纵向裂纹的位置判断（1）轨头纵向裂纹。用0探头接六通道，将探头置于轨头外侧（图12），以无伤轨头侧面的等分波和有伤轨头等份波比较，估算伤损存在位置和正确测定长度。同时可目视轨面黑线和颚部有否透锈进行综合判断。,图12 轨头纵向裂纹判断,（2）轨腰纵向裂纹，可参照上述方法判断（图13）由于轨腰宽度窄，等分波间隔小，应注意分辨。,图13 轨腰纵向裂纹判断,（3）轨底纵向裂纹，用70探头接一通道，置于轨脚坡面（图14）与轨腰垂直，先后在有伤和无伤部位进行比较，依据坡面回波差异判定。,图14 轨底纵向裂纹判断,2纵向
11、裂纹长度判断（1）失波报警法。0探头置于轨面，在正常探伤灵敏度下，可根据0探头失波报警时的探头位移长度（A型显示）或失波图形长度（B型显示）确定（图15）。一般为报警时探头位移距离就是纵向裂纹的长度，但由于现场裂纹实际状态和仪器探伤灵敏度调节的影响，测出长度与实际裂纹长度会有一些误差。,图15 失波报警法测长,（2）裂纹回波法。采用与纵向裂纹位置判断相同的方法，轨头和轨腰用0探头，轨底用70探头（图16）。在确定裂纹位置的同时，探头分别向裂纹两边移动，直至裂纹波刚消失，在探头中心对应的钢轨上做好标记，则两个标记的距离为纵向裂纹长度。此法测出值与实际长度也会有误差，其主要原因是裂纹两端的形状和探测面的影响。,图16 裂纹回波法测长,根据基线所代表的探测声程和回波显示的刻度进行定位，如扫描线按声程12.5调节时，水平裂纹回波在荧光屏刻度3.0，则裂纹距轨面的深度为75 mm处（图17）。在现场探伤中，因受仪器的近区阻塞影响，轨头近表面的水平裂纹一次回波被仪器抑制而无法显示，实际显示的第一支回波已不是水平裂纹第一次回波，因此会产生计算出的裂纹深度与实际裂纹深度不一致，这一点在水平裂纹定位中要注意。水平裂纹长度按延伸度法确定，根据回波有无时的探头位移，测得裂纹长度。,图17 水平裂纹定位定量,谢谢,
