作者: Ivan Negrey, Head of Industrial Safety Department of the Industrial Safety and OHS Directorate — Apatit
几年前,我们遇到过一个实际问题:在北极地区的严冬条件下,一列满载矿石的货车在一段很长的铁路区间发生了脱轨事故。
在调查和技术鉴定过程中发现,其中一根已服役数十年的钢轨因出现接触疲劳裂纹,在所谓的“轨头”部位发生了金属断裂。为了将未来发生脱轨事故的风险降至最低,公司在管辖范围内实施了一系列措施,使用探伤设备对钢轨及道岔部件进行定期检查。这些设备能够在高达 4 公里/小时的行进速度下进行连续检测,发现铁路轨道双股钢轨全长及全截面上的缺陷。
那么,究竟什么是钢轨探伤检测?这是一套用于及时发现钢轨内部缺陷、防止铁路事故发生的无损检测方法。探伤检测有助于:
- 发现裂纹、分层、未焊透、腐蚀及其他金属不连续性缺陷;
- 评估钢轨和焊接接头的剩余使用寿命;
- 提前规划钢轨的维修和更换,而不是在事故发生后处理善后;
- 保障行车安全,包括危险货物的运输安全。
钢轨探伤主要有以下几种基本方法:
- 超声波探伤(UT) — 最常用的方法,也是我们自己采用的方法。向金属内部发射超声波(通常频率为 2.5 MHz),并根据反射信号确定内部缺陷:裂纹、分层以及轨头、轨腰和轨底的损伤。最常使用脉冲反射法、镜像阴影法和穿透法。
- 磁粉探伤与漏磁探伤 — 对表面和近表面裂纹非常有效。在磁化后的钢轨上施加磁粉,磁粉会聚集在磁场发生畸变的缺陷处。这种方法特别适用于检查焊接接头以及声接触不良的区域。
- 涡流检测法 — 利用电磁场和金属内部产生的涡流进行工作。能很好地检测出微裂纹,包括铝热焊缝中的裂纹。该方法为非接触式,易于实现自动化。
- 目视与尺寸检测 — 基础阶段:观察并测量钢轨的几何尺寸,发现掉块、剥离、腐蚀和形状偏差。在现场条件下进行,始终作为其他检测方法的补充。
- X射线探伤 — 仅在极其关键的路段有限使用,适用于需要极其详细地了解金属内部结构的情况。
在双轨探伤小车通过后,如果怀疑钢轨、道岔和焊接接头存在缺陷,我们主要使用 RDM-11 单轨探伤仪。该设备的软件支持在探伤仪屏幕上实时显示检测结果,并能保存和查看探伤波形图。
当然,钢轨和道岔部件的检查受到严格规范,并按照每年批准的计划表执行。对于涉及危险货物运输的线路、年货运量达 2500 万吨及以上的线路,或行车速度达 40 公里/小时及以上的线路,我们的检查频率更高,每年不少于 2 次。
钢轨及道岔金属部件超声波探伤波形图的判读结果,会以电子版和纸质版的形式保存至少一年。
您的企业中应用探伤检测了吗?