摘要：鋼軌探傷車在檢測過程中需根據(jù)各超聲通道狀態(tài)實時調整檢測參數(shù)，受探輪對中和耦合狀態(tài)等影響，實際檢測參數(shù)需在動態(tài)標定值的基礎上補償以保證檢測效果。如何合理設置動態(tài)檢測參數(shù)是檢測員面臨的難題。針對該情況，本文從分析現(xiàn)有檢測參數(shù)設置方法出發(fā)，結合鋼軌探傷車實際運用中存在的問題，根據(jù)動態(tài)檢測參數(shù)設置原則，提出一套適合鋼軌探傷車現(xiàn)場運用的高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法，在鋼軌探傷車的實際運用中取得較好效果。

關鍵詞：鋼軌探傷車；高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置；檢測性能

鋼軌探傷車由于探傷效率高，正逐步取代探傷儀（手推式人工探傷設備）成為國內鐵路鋼軌探傷的主力軍。如何運用好鋼軌探傷車，使其在實現(xiàn)高效探傷的同時達到探傷儀的檢測效果，是近年來相關從業(yè)人員的努力方向和目標。鋼軌探傷車動態(tài)檢測參數(shù)的設置直接影響檢測數(shù)據(jù)采集質量，參數(shù)過高會導致雜波較多，影響傷損判讀，過低又容易造成傷損漏檢。在檢測過程中科學合理地設置動態(tài)檢測參數(shù)是保障鋼軌探傷車檢測性能的關鍵。

石永生［1］提出使用設備的最大檢測靈敏度作為檢測參數(shù)設置的依據(jù)，但其對參數(shù)設置標準和要求沒有具體化，在實際檢測中較難卡控檢測數(shù)據(jù)質量。張玉華等［2］提出不同速度下應具有不同基準靈敏度，基準靈敏度利用HT-1型靜態(tài)標定臺根據(jù)不同檢測速度下的各超聲通道掃查間距進行標定，并在試驗轉臺上進行動態(tài)模擬驗證，但其標定步驟較為煩瑣，現(xiàn)場推廣難度較大。本文從鋼軌探傷車現(xiàn)場實際運用出發(fā)，通過梳理探傷車檢測參數(shù)設置中存在的各種問題，結合高靈敏度探傷的現(xiàn)實需要，提出一套適合現(xiàn)場運用的動態(tài)檢測參數(shù)設置方法。

作者簡介：謝祺，男，工程師。

1動態(tài)檢測參數(shù)設置存在的問題

探傷管理辦法中對日常檢測參數(shù)設置要求為：日常作業(yè)參數(shù)不能低于動態(tài)標定值。但是這個規(guī)定只是對參數(shù)設置的下限提出了要求，對于參數(shù)的上限沒有嚴格要求。隨著高靈敏度探傷在全路不斷普及，日常作業(yè)中，要求在不影響傷損判讀的情況下盡量提高參數(shù)。但是在實際檢測中，不同操作員對于檢測過程中動態(tài)參數(shù)的實時調整理解各異（主要體現(xiàn)在對高靈敏度的理解上），導致數(shù)據(jù)采集質量參差不齊，主要表現(xiàn)在以下三個方面。

1.1參數(shù)實時調整不及時

鋼軌探傷車在檢測過程中需根據(jù)現(xiàn)場情況對檢測參數(shù)進行實時調整，但在實際運用中，大部分檢測員對高靈敏度探傷認識不足，認為檢測參數(shù)只要不低于動態(tài)標定值，不違反探傷管理辦法中的規(guī)定即可。對于實時調整參數(shù)的要求也執(zhí)行不到位，不同檢測速度下對于檢測參數(shù)的切換不及時，經(jīng)常出現(xiàn)檢測參數(shù)偏低（傷損檢出能力不夠）或偏高（雜波過多影響傷損判斷）的情況，嚴重影響數(shù)據(jù)采集質量，進而影響傷損判定。

1.2XF70°通道檢測效果不佳

對比檢測過程中焊縫接頭，以及探傷儀發(fā)現(xiàn)而鋼軌探傷車未檢出重傷（主要指核傷）的出波情況，發(fā)現(xiàn)鋼軌探傷車對于XF70°通道的參數(shù)設置普遍較低。其對于母材軌顎附近和焊縫軌顎位置核傷的檢出能力偏弱，整體檢測效果不佳。主要原因為參數(shù)設置雖然符合動態(tài)標定要求，但距離檢出傷損還較遠，甚至無法檢出正常焊縫特征波，更無法檢測出尺寸較小和取向特殊的核傷。

1.3無法有效應對雜波干擾

在檢測過程中由于現(xiàn)場各類情況的復雜性，經(jīng)常會出現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)中存在大量固定雜波的情況。如何快速排查原因并排除固定雜波對于檢測員是極大的考驗，需要對設備全面了解，并且有豐富的檢測經(jīng)驗。雜波干擾對于正常傷損的檢出影響很大，主要體現(xiàn)在應該出波的特征點和傷損沒有出波，不應該出波的位置卻持續(xù)出雜波，嚴重影響鋼軌探傷車的整體檢測性能。

2動態(tài)檢測參數(shù)設置原則

高靈敏度探傷在全路探傷行業(yè)取得良好效果，結合鋼軌探傷車實際運用中存在問題，充分考慮檢測速度對參數(shù)設置的影響，利用現(xiàn)場參照物調整法，提出鋼軌探傷車動態(tài)檢測參數(shù)設置原則：以《鐵路大型養(yǎng)路機械鋼軌探傷車》（GB/T 28426—2021）中規(guī)定的動態(tài)標定參數(shù)為下限，以檢測過程中不連續(xù)出雜波為上限，以線路區(qū)間閃光焊和氣壓焊為現(xiàn)場參照物進行動態(tài)調整，并對檢測參數(shù)按速度分級。

2.1以動態(tài)標定參數(shù)為下限

日常作業(yè)參數(shù)不低于動態(tài)標定值是探傷管理辦法中的明文規(guī)定，因此必須以動態(tài)標定參數(shù)作為日常檢測參數(shù)設置的下限，正常情況下檢測參數(shù)不能低于該值（超聲通道出波異常時應及時排查原因并消除）。

2.2以不連續(xù)出雜波為上限

為了使用設備最大檢測能力的檢測參數(shù)，且不影響傷損識別，以不連續(xù)出雜波作為動態(tài)檢測參數(shù)的上限，實現(xiàn)高靈敏度探傷。即在鋼軌軌面良好且無其他影響的情況下，應使探輪各超聲通道處于最大檢測能力狀態(tài)，盡可能提高檢測參數(shù)，這樣可以最大限度地保證鋼軌探傷車對尺寸較小和取向特殊傷損的檢出能力。

2.3以閃光焊和氣壓焊為現(xiàn)場參照物進行調節(jié)

針對XF70°通道動態(tài)標定值普遍偏低的情況，采用現(xiàn)場參照物［3］調節(jié)法對檢測參數(shù)進行實時調整?？紤]到無縫線路的特點，以線路區(qū)間現(xiàn)場閃光焊和氣壓焊作為參照物。在綜合考慮檢測速度、線路狀態(tài)、焊接質量和工藝等因素后，提出以下調整要求：以打全線路區(qū)間現(xiàn)場閃光焊和氣壓焊為標準，對于某些推凸不良的廠內閃光焊，也要求盡量打出（受單方向推凸影響，一般只能打出單邊焊筋波）。對于廠內閃光焊，若以往能打出特征波，本周期無出波，則證明增益偏低需提高增益；若以往一直無出波，則對本周期也不做要求。

2.4實行不同速度分級檢測參數(shù)設置

鋼軌探傷車傷損判定以疑似出波點數(shù)來確定，只有出波3個點以上的疑似傷損才能視為檢出，即超聲通道對該處疑似傷損在掃查間距內至少掃查3次。而掃查間距與探傷車行車速度密切相關，不同速度下超聲波掃查間距各不相同，所需的檢測參數(shù)也不同。因此在動態(tài)標定和日常檢測設置時，應嚴格按70 km/h、60 km/h、40 km/h三個速度等級進行分級設置。

3動態(tài)檢測參數(shù)設置方式

3.10°通道

0°通道包括0°界面、監(jiān)視和底波三個參數(shù)。探輪內各探頭以0°探頭超聲界面回波的時間作為參考基準（因為0°探頭在進入鋼軌表面時可以產(chǎn)生明顯的界面反射回波）［4］，因此必須保證0°界面波持續(xù)穩(wěn)定（增益建議設為20～25 dB）。0°監(jiān)視主要用于檢測軌腰水平裂紋。以有縫接頭螺孔0°監(jiān)視出波3個點及以上作為衡量其狀態(tài)的標準，在實際檢測過程中要實時查看接頭螺孔出波情況，及時調整參數(shù)。0°底波主要用于探輪對中及狀態(tài)監(jiān)控，以接頭螺孔底波消失長度不低于25 mm作為設置依據(jù)。

3.245°通道

3.2.145°軌腰通道

在動態(tài)標定值基礎上增加3～6 dB作為軌腰45°實際檢測的初始參數(shù)，以有縫接頭螺孔45°出波5個點以上作為標準進行動態(tài)調整，并盡量打全區(qū)間導線孔。在高速鐵路線路上以打全區(qū)間導線孔作為衡量檢測參數(shù)的標準。

3.2.245°軌底通道

鑒于軌底橫向裂紋（月牙傷）的高危害性和斷軌率，以及鋼軌探傷車45°軌底通道相對探傷儀更強的檢出能力，對于45°軌底通道參數(shù)的設置尤為重要。在動態(tài)標定時，軌底傷損檢出率必須達到100%才能視為合格。在動態(tài)標定值基礎上增加3～6 dB作為其初始參數(shù)，根據(jù)實際情況進行微調，以斷續(xù)出現(xiàn)雜波來驗證其處于最大檢測能力狀態(tài)。在軌腰45°出波合理的情況下增加7.5～10 dB作為軌底45°通道的增益值［5］，具體表現(xiàn)為鋁熱焊軌底兩側出全倒八字，閃光焊和氣壓焊軌底出單通道45°。45°通道總的閘門寬度要大于145 μs才能保證其處于正常檢測聲程范圍內。

3.3直打70°通道

直打70°通道建議將延遲統(tǒng)一設置為14 μs，通過換算即從踏面下9 mm開始，使其檢測范圍更靠近軌面，利于檢出近軌面的傷損。中70°閘門寬度（70 μs）稍大于外、內70°（60 μs），有利于發(fā)現(xiàn)鋼軌頭腰結合部位的傷損。

3.4XF70°通道

動態(tài)標定中沒有針對XF70°通道一次波的考核傷損，因此其增益整體偏低（實際檢測中發(fā)現(xiàn)多處軌顎附近的核傷，其出波與閃光焊類似位于軌顎處，且多是XF70°一次波單通道出波）。在動態(tài)標定值基礎上增加5～7 dB作為其初始參數(shù)，并且以區(qū)間現(xiàn)場閃光焊和氣壓焊作為參照物進行調整，在不連續(xù)出雜波的情況下盡量提高增益。

3.5檢測過程中固定雜波應對方法

實際運行檢測中，受探輪膜變形、軌面狀態(tài)、晶片性能等影響經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)固定雜波的情況，嚴重影響鋼軌探傷車整體檢測質量。固定雜波主要分為在0°界面波雜波和XF70°固定雜波兩類。

3.5.10°界面波雜波

當0°界面波閘門內出現(xiàn)雜波時，B超圖會在軌頭表現(xiàn)為直打70°和0°監(jiān)視連續(xù)出現(xiàn)雜波的情況，此時可以適當調整0°界面增益、延遲、寬度以及閾值（原則上是為了保證從始脈沖發(fā)射的超聲波在延遲92 μs后進入鋼軌，產(chǎn)生界面波，所以只要能保證始脈沖發(fā)射92 μs后，界面波在此監(jiān)視門內即可），將其消除而又不影響正常界面波。

3.5.2XF70°固定雜波

（1）XF70°一次波。

探輪輪膜變形是XF70°一次波在軌顎處連續(xù)出現(xiàn)固定雜波的主要原因。探輪使用時間過長會導致輪膜磨耗變大，整體變軟，此時探輪整體檢測效果偏差，需及時更換。為消除探輪膜變形對檢測效果的影響，對每個探輪的檢測里程進行統(tǒng)計，當里程達到1 500 km后應及時更換。

（2）XF70°二次波。

軌面狀態(tài)不良如斜裂紋、軌頭內側剝離掉塊是XF70°二次波在軌距角位置產(chǎn)生連續(xù)固定雜波的主要原因。高靈敏度探傷后加劇其雜波情況。軌距角位置固定出波是由于XF70°二次波打到反射體所致，屬正常超聲回波，因此無法采用消除雜波的方法，只能轉變思路從數(shù)據(jù)回放分析入手。運用精細化對比分析方法（本周期前后對比和多周期對比），提高鋼軌探傷車對軌距角位置核傷、斜裂紋、軌頭內側剝離掉塊的識別能力。

4實際檢測驗證

鋼軌探傷車在運用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法后，整體檢測性能得到提高。對于高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置帶來的雜波等問題，通過回放檢測結果并歸納總結、精細化對比分析可有效解決，并且能夠促進鋼軌探傷車對更高檢測參數(shù)的嘗試，持續(xù)提升探傷車整體檢出能力。

4.1數(shù)據(jù)采集質量提升

鋼軌探傷車在運用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法后，數(shù)據(jù)采集質量提高，各類特征點尤其是閃光焊和氣壓焊出波質量提升較大。運用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法前后的探傷采集數(shù)據(jù)如圖1所示。

4.2傷損檢出能力增強

4.2.1傷損檢出數(shù)量增加、尺寸減小

鋼軌探傷車在運用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法后，傷損檢出數(shù)量尤其是重傷檢出數(shù)量取得較大提升，由23處增加至97處。以往鋼軌探傷車對于尺寸較小的傷損檢出能力有限，只有在傷損發(fā)展較大后利用多通道判定為重傷，在運用高靈敏度探傷后，鋼軌探傷車檢出重傷的尺寸明顯變?。▎瓮ǖ莱霾ǎ?，同時還檢出不少未達到重傷的傷損（傷損尺寸小于重傷標準）。

4.2.2單通道傷損檢出能力增強

（1）直打70°通道。

探傷車在運用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法后，其對于焊縫軌頭處的傷損檢出能力明顯增強，主要由三個直打70°通道中的單一通道檢出。其傷損出波主要集中在軌頭和軌顎兩個位置。軌頭位置的焊縫核傷一般距軌面較遠（區(qū)別鋼軌近表面?zhèn)麚p）且靠近軌顎，軌顎位置的傷損集中在焊筋的對側（即正常焊筋波的另一側出現(xiàn)與其類似的傷損波）。直打70°通道檢出的焊縫核傷如圖2所示。

（2）XF70°通道。

XF70°通道對標探傷儀的內偏70°通道，是檢出母材軌頭核傷最重要的超聲通道。以往鋼軌探傷車對于XF70°通道利用率不高，檢出的母材核傷也少，這是制約鋼軌探傷車替代探傷儀的主要原因［6］。XF70°一次波主要檢出軌顎附近的核傷，動態(tài)標定人工傷損中沒有針對該通道的考核傷損，因此以往鋼軌探傷車對該位置的核傷檢出能力較差。XF70°二次波主要檢出軌距角位置的核傷，探傷儀發(fā)現(xiàn)的核傷中，軌距角位置核傷占比最高，因此二次波非常關鍵，但是受軌面狀態(tài)（斜裂紋和軌頭內側剝離掉塊等傷損的出波與核傷非常相似且出波連續(xù)，難以區(qū)分）和通道增益（動態(tài)標定增益偏低，當雜波較多時會降低增益來消除雜波）影響，鋼軌探傷車對該類傷損的檢出能力有限。通過采用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，再運用精細化對比分析法進行數(shù)據(jù)回放分析后，極大提升了鋼軌探傷車對于鋼軌母材軌頭核傷的檢出和識別能力。XF70°一次波檢出軌顎附近核傷如圖3所示，二次波檢出軌距角位置核傷如圖4所示。

（3）45°通道。

軌腰45°通道主要檢測螺孔裂紋和軌腰斜裂紋傷損，在運用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法探傷前，傷損以螺孔裂紋為主。在運用高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)設置方法探傷后，檢出很多鋁熱焊軌腰內部傷損，以45°單通道出波為主，主要是由于焊接缺陷所致（如溢流飛邊、夾渣、氣孔等）。

軌底45°通道是檢測軌底橫向裂紋（月牙傷）最主要的方式，檢測效果優(yōu)于探傷儀。在設置高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)后，鋼軌探傷車對于軌底該類傷損檢出能力明顯提升，檢出的軌底缺陷包括軌底劃痕、銹蝕坑和軌底橫向裂紋。軌底橫向裂紋如圖5所示。

4.3發(fā)揮鋼軌探傷車設備優(yōu)勢

鋼軌探傷車相對于探傷儀來說，具有其特有的設備優(yōu)勢，即鋼軌探傷車的直打內70°通道對軌頭內側核傷檢測效果是探傷儀不具備的（探傷儀無內側直打70°通道）。因此，在設置高靈敏度動態(tài)檢測參數(shù)后，鋼軌探傷車可檢出軌頭內側探傷儀較難發(fā)現(xiàn)的核傷。

4.3.1垂直踏面核傷

某線屬單線，受雙向輪軌作用力，傷損分布不規(guī)律。在直線地段軌頭內側核傷多與鋼軌踏面垂直，探傷儀中的內偏70°通道較難發(fā)現(xiàn)此類傷損，而鋼軌探傷車獨有的直打內70°通道可以有效檢出，檢出的軌頭核傷如圖6所示。

4.3.2直線地段斜裂紋下核傷

某線屬貨物較多的運輸干線，鋼軌軌面剝離裂紋普遍。在列車尤其是重載貨車反復碾壓作用下，剝離裂紋下極易形成核傷，威脅行車安全。曲線上股魚鱗狀剝離傷損（位于鋼軌內側作用邊下核傷）下核傷主要依靠探傷儀偏內70°二次波對其進行檢測，在設備狀態(tài)良好情況下基本都能檢出。但對于直線地段斜裂紋（位于鋼軌軌面中心）下核傷，探傷儀檢測效果不佳。探傷儀主要依靠直打70°通道對其進行檢測，受軌面斜裂紋影響，直打70°通道很難入射至分層下方，無法卡控傷損發(fā)展趨勢。鋼軌探傷車特有的直打陣列70°通道在檢測該類傷損時有較好效果，可通過周期對比來確定斜裂紋下核傷的發(fā)展趨勢。若斜裂紋下存在核傷，當傷損發(fā)展后，鋼軌探傷車B超圖會由后向中70°單通道出波發(fā)展為后向中70°、內70°雙道通（較大時會出現(xiàn)三通道）重疊出波，因此通過周期對比能夠有效識別該類傷損。直線地段鋼軌踏面斜裂紋下核傷如圖7所示。

5結語

高靈敏度探傷是探傷的發(fā)展趨勢，應合理利用動態(tài)檢測參數(shù)設置方法，盡量使用鋼軌探傷車各超聲通道最大檢測能力，提高鋼軌探傷車整體檢測性能。本文所列的動態(tài)檢測參數(shù)設置方法可為國內各種鋼軌探傷車提供參考。

參考文獻

［1］石永生.依靠雜波設置探傷車檢測標準的分析探討［J］.中國鐵路，2013（5）：67-70.

［2］張玉華，馬運忠，李培，等.探傷車超聲波檢測系統(tǒng)基準靈敏度確定方法［J］.鐵路技術創(chuàng)新，2021（6）：29-33.

［3］連軍，李堯華，高健.鋼軌超聲波探傷儀靈敏度20%林狀回波調節(jié)法［J］.鐵道技術監(jiān)督，2022，50（2）：50-54.

［4］夏浪，曹經(jīng)緯，王品，等.基于界面波跟蹤技術的傷損回波精確定位方法研究［J］.控制與信息技術，2023（4）：111-116.

［5］趙波，陳東文，李培.鋼軌探傷車軌底閘門的靈敏度動態(tài)設置方法［J］.鐵道建筑，2021，61（1）：119-122.

［6］謝祺.關于提高鋼軌探傷車小型核傷檢出率的研究［J］.鐵路工程技術與經(jīng)濟，2019，34（2）：21-23.