铁路轨道无损探伤技术的发展趋势

铁道钢轨探伤发展史

钢轨是机车车辆运行的基础，其状态的好坏直接关系到铁路运输的安全。轮轨之间复杂的作用力，以及由于气候和其他因素对钢轨受力的影响，使钢轨产生压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃、磨损或断裂等损伤，对车辆的安全运行构成很大的威胁。因此，国内外铁路部门很早就开始对钢轨进行各种无损检测，以保证铁路运输的安全。

有关铁路钢轨无损探伤技术的应用研究早在1877年就已开始。1927年，Elm er Sperry 博士应美国铁路联盟的要求，研制了世界上第一辆基于漏磁检测原理的轨道探伤车，但漏磁检测法只能探测钢轨表面和近表面的缺陷。随着超声波检测技术的发展，该法后来逐步成为了铁路轨道伤损检测的主要方法。欧洲各国和日本等铁路发达国家先后推出了各种形式的超声波钢轨探伤设备，有便携式的、手推式的、道路和轨道两用的检测车辆以及专用的轨道检测列车等。在我国，从最初的引进到后来的自主研发，经过几十年的努力，钢轨探伤取得长足进步，经与国外合作，己经能够生产大型探伤车，并开发研制了系列型号的探伤车辆。目前，国内外铁路轨道检测大都采用大型高速钢轨探伤车与手推式钢轨探伤车辆相结合的方式 。

传统的超声波检测法主要采用轮式探头对钢轨内部的缺陷进行检测，但其对表面和近表面缺陷(如轨头龟裂和压溃)的探测效果则较差或根本就无法检测 。特别是靠近轨距角的水平方向纵向延伸 的剥离缺陷会对超声波产生反射作用，阻碍声束入射，致使不能探测到埋藏在其下面的危险性裂纹。此外，传统超声波检测技术采用接触式超声换能器进行检测，检测效果受钢轨表面几何形状、粗糙度和清洁度等因素的影响，检测速度也受到限制。高频超声波能量衰减较大，对焊缝区域、轨腰或轨底等处埋藏较深的缺陷检出率也较低。正是由于传统超声波检测技术在钢轨检测中的不足，促使各国研究者不断探索新的钢轨无损探伤技术，一些新技术 、新方法不断涌现，大大提高了钢轨无损探伤的精度、速度和缺陷的检出率。

激光超声技术

利用脉冲激光在试件中激励产生超声波，而超声信号的检测则主要有压电换能器检测法、空气耦合检测法和光学检测法三种。光学检测法又有非干涉法和干涉法之分。目前，基于激光激励和空气耦合检测的混合钢轨无损探伤技术是国内外研究的热点。