韓曉剛 李文元

中國(guó)鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司呼和浩特工務(wù)段探傷車間 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000

一、目前我國(guó)鋼軌探傷車的發(fā)展?fàn)顩r

鋼軌探傷車是指能在鐵路上運(yùn)行并在行進(jìn)中對(duì)鋼軌傷損進(jìn)行檢測(cè)的專用車輛,其集成度高,實(shí)用性強(qiáng)。我國(guó)80年代后期開始引進(jìn)大型鋼軌探傷車。第一臺(tái)是1989年5月從澳大利亞引進(jìn)的。為加強(qiáng)鋼軌探傷工作,1993年從美國(guó)引進(jìn)PJT(PandrolJackson TechnologiesInc)公司制造SYS－1000型探傷系統(tǒng),在國(guó)內(nèi)組裝成GTC－40型鋼軌探傷車。該探傷車采用4個(gè)輪式探頭,共計(jì)24個(gè)通道,采用探傷小車機(jī)構(gòu),探傷速度40km/h。2005－2007年引進(jìn)美國(guó)Sperry公司Frontier型探傷系統(tǒng),在國(guó)內(nèi)組裝成GTC－60型鋼軌探傷車,探傷速度60km/h。

隨著我國(guó)探傷車技術(shù)應(yīng)用日益成熟,管理逐步規(guī)范。根據(jù)2010年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全國(guó)探傷總里程28.36萬公里,單車年均檢測(cè)里程超過1萬公里,運(yùn)用效率大大超過歐美鐵路。為了進(jìn)一步提高探傷檢測(cè)速度,2007－2008年,我國(guó)鐵路對(duì)轉(zhuǎn)向架安裝探輪模式進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn),最高試驗(yàn)運(yùn)行速度達(dá)107km/h；2009－2010年,以美貸二期引進(jìn)的首臺(tái)探傷車為平臺(tái),由鐵道部牽頭組織鐵科院基礎(chǔ)所和寶雞工程機(jī)械廠,開展基于轉(zhuǎn)向架安裝模式和1900型檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)試驗(yàn),認(rèn)為轉(zhuǎn)向架安裝模式能夠滿足80km/h的檢測(cè)需求[1]。

二、我國(guó)鋼軌探傷車檢測(cè)運(yùn)用模式的變化

隨著線路鋼軌通過總重增加,產(chǎn)生疲勞傷損明顯增多。為保證鐵路運(yùn)輸安全、防止斷軌事故發(fā)生,目前國(guó)內(nèi)鐵路主要采用SYS1900超聲波探傷系統(tǒng)鋼軌探傷車。

國(guó)內(nèi)鐵路探傷車檢測(cè)速度80km/h的SYS1900鋼軌探傷系統(tǒng),首次用于75kg/m重載鐵路。目前鋼軌探傷模式為探傷車與地面探傷儀交叉作業(yè),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),探傷車運(yùn)用模式采用探傷儀和探傷車混合檢測(cè)的二級(jí)探傷網(wǎng)絡(luò),對(duì)焊縫和道岔再專門補(bǔ)充焊縫和道岔探傷檢測(cè),探傷車的作業(yè)模式采用連續(xù)式作業(yè)模式。這樣能夠盡可能地提高探傷車的檢測(cè)效率和檢測(cè)覆蓋區(qū)段[2]。

但隨著探傷車技術(shù)的發(fā)展,探傷車的檢測(cè)速度從40km/h分階段提高到60km/h和80km/h,對(duì)道岔區(qū)域從不能采集到有效數(shù)據(jù)發(fā)展到現(xiàn)在能部分采集到有效數(shù)據(jù),每股鋼軌從原來的12個(gè)檢測(cè)通道發(fā)展到現(xiàn)在的15個(gè)檢測(cè)通道,現(xiàn)已有的二級(jí)探傷網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能適用高速鐵路、高原鐵路的探傷檢測(cè)需求,探傷車的最大單車年檢測(cè)里程達(dá)到了27000km,種種現(xiàn)象表明原來的檢測(cè)模式和傷損分析模式已經(jīng)不能適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展需求,探傷車的檢測(cè)運(yùn)用模式需要進(jìn)行革新和探討。

探傷車的特點(diǎn)：探傷車具有自動(dòng)化程度高、檢測(cè)效率高、檢測(cè)數(shù)據(jù)可追溯、檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性好、計(jì)算機(jī)輔助傷損識(shí)別、可夜間作業(yè)等優(yōu)勢(shì)。因此,高原鐵路和高寒鐵路由探傷車承擔(dān)主要檢測(cè)任務(wù),應(yīng)綜合調(diào)配滿足這些線路的檢測(cè)需求,其他線路根據(jù)探傷車保有量和技術(shù)狀態(tài)承擔(dān)二級(jí)探傷網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。建議有條件的線路試點(diǎn)停頓式檢測(cè)或探傷車復(fù)核,為后一步的運(yùn)用管理打下技術(shù)基礎(chǔ)。由于鋼軌表面狀況對(duì)探傷車超聲檢測(cè)結(jié)果影響較大。嚴(yán)重側(cè)磨造成軌頭形態(tài)變化會(huì)破壞探頭耦合：軌面裂紋或剝離掉塊會(huì)阻擋超聲入射,造成檢測(cè)盲區(qū)：表面鋼軌斜裂紋也會(huì)形成軌頭核傷狀干擾反射。

三、探傷小車對(duì)中改造技術(shù)方案

3.1 采用強(qiáng)磁對(duì)中 將隨動(dòng)輪機(jī)械式對(duì)中系統(tǒng)去除,在機(jī)械對(duì)中基礎(chǔ)上采用強(qiáng)磁對(duì)中方式(將輪子的位置改成2塊強(qiáng)磁永久磁鐵),既保證了探傷系統(tǒng)滑靴板的對(duì)中,又解決了特殊道岔通過問題,還節(jié)省了運(yùn)營(yíng)和制造成本。同時(shí)因?yàn)閷?duì)線路非長(zhǎng)期接觸,并不會(huì)對(duì)線路造成影響。

3.2 采用轉(zhuǎn)向架安裝 沒有了探傷小車隨動(dòng)輪的限制,可以將原有探傷小車四連桿機(jī)構(gòu)及限位傳感器去除,探傷系統(tǒng)整體機(jī)構(gòu)更加小巧、輕便、緊湊,探傷系統(tǒng)構(gòu)架只有滑靴模塊、彈簧機(jī)構(gòu)及固定梁,單側(cè)總質(zhì)量小于20kg,不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)向架產(chǎn)生力學(xué)影響。為了節(jié)省車體下部空間,為以后布置更多的設(shè)備,將探傷系統(tǒng)集成到轉(zhuǎn)向架上,在原有轉(zhuǎn)向架構(gòu)架留有的接口處設(shè)計(jì)橫梁,將探傷系統(tǒng)集成到橫梁上[3]。

四、鋼軌探傷車的傷損級(jí)別的評(píng)價(jià)以及作用分析

鋼軌探傷車的模式根據(jù)鐵路系統(tǒng)的變化而變化,對(duì)傷損進(jìn)行級(jí)別劃分有助于相關(guān)技術(shù)人員及時(shí)得知鐵路運(yùn)輸?shù)臓顩r,能夠快速處理問題,使問題的影響最小化。目前,我國(guó)鋼軌探測(cè)技術(shù)還有一定的局限性,在檢測(cè)過程中會(huì)有很多阻礙,所以在鋼軌探測(cè)技術(shù)上要加大科研力度,通過使用鋼軌探測(cè)技術(shù)減少人工量,同時(shí),還能完成一些人工不能完成的高難度操作,發(fā)揮了重要的作用。鋼軌探傷車的傷損級(jí)別劃分有助于鐵路網(wǎng)系統(tǒng)制定階段性的發(fā)展目標(biāo),以解決鋼軌系統(tǒng)發(fā)展中的問題為主,提高鋼軌探傷車的檢測(cè)效率,另外,鋼軌探傷車的發(fā)展是鐵路發(fā)展中的一個(gè)產(chǎn)物,它必然會(huì)使鐵路工程有更好的發(fā)展。通過增加鋼軌探傷車的數(shù)量,實(shí)現(xiàn)鋼軌多角度,多方位的探測(cè),建設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),利用分級(jí)選擇準(zhǔn)確分析損傷狀況,減少鐵路鋼軌傷損帶來的危害,從一定程度上保護(hù)了運(yùn)行的相關(guān)設(shè)備,優(yōu)化了鐵路系統(tǒng)。

結(jié)束語

探傷系統(tǒng)安裝在轉(zhuǎn)向架上,采用強(qiáng)磁對(duì)中,保證在不同線路及運(yùn)行條件下探傷小車均能穩(wěn)定工作,探傷過程中保證滑靴探傷模塊在鋼軌軌頭的自動(dòng)對(duì)中,無須人為干預(yù)。以上措施解決了探傷系統(tǒng)無法通過部分類型道岔的問題,在不影響探傷結(jié)果、符合原有線路限界的同時(shí),提高了運(yùn)行效率,降低了生產(chǎn)成本,節(jié)約了車體下部空間。