背景
當前我國鐵路基本上均採用小型超音波鋼軌探傷儀器來檢查鋼軌的質量狀況，在鋼軌探傷工作人員的辛勤勞動下，很多重傷鋼軌被及時發現和更換，從而使險情一次又一次地排除掉，保證了列車的安全運行。然而伴隨著社會經濟的發展和進步，運量和運能之間的矛盾越來越大，可以說目前鋼軌探傷模式已經無法適應鐵路發展的要求。如何提高鋼軌探傷質量成為了社會的重要話題。
鋼軌探傷現狀簡析
鋼軌傷損是鐵路軌道交通中較為嚴重的問題，直接影響了列車運行的安全與平穩，與運輸成本、鋼軌材料的選定以及相關的設計製造有著密切的關係。鋼軌需要支持並且引導機車按照規定的方向來行駛。然而在長期的使用過程中，鋼軌會出現損傷，例如常見的折斷、裂紋以及其他影響性能的各種情況。只有明確鋼軌傷損及其成因，才能更好地提高鋼軌探傷的工作質量。
鋼軌核傷
主要是因為鋼軌在冶煉或者是軋制的過程中，所使用的材質比較差，或者是在使用過程中存在著缺陷，使得機車在反覆荷載的作用下，應力得以集中，疲勞源不斷增加並且擴展。鋼軌核傷主要發生在鋼軌的頭部位置內側，並且伴隨核傷的直徑加大，鋼軌所承載的能力便會隨之降低。因此在高速重複載荷的作用下，鋼軌極其容易發生折斷。
鋼軌接頭
這是線路當中最為薄弱的一個環節，機車車輛車輪不斷作用於鋼軌的接頭上，使得承受最大的慣性力要比其他部位增加55%左右。因此在平常的鋼軌探傷過程中，經常會發生螺孔裂紋或者是馬鞍形磨耗等。
鋼軌縱向與垂直水平裂紋
鋼軌縱向與垂直水平的裂紋主要是因為鋼軌製造工藝較差，沒有重視鋼錠中存在的嚴重偏析、縮孔、夾雜等問題。使得鋼錠在軋製成為鋼軌之後，那些缺陷就會成片狀地殘留在鋼軌頭部、鋼軌軌腰部位還有鋼軌軌底部位，相反地與鋼軌縱向平行，呈現水平或者是垂直的狀態。
鋼軌軌底裂紋
從鋼軌腰垂直縱向裂紋向下發展，便成為了鋼軌軌底裂紋。鋼軌軌底銹坑或者是劃痕便會形成鋼軌軌底橫向裂紋。另外在製造鋼軌的過程中，鋼軌軌底有軋制、與墊板軌枕間不密貼等缺陷，使得鋼軌底部受到極大的應力，從而導致鋼軌軌底橫向裂紋或者破裂。
軌條探傷器的分類
根據工作原理的不同，軌條探傷器主要分為X光射線探傷器、超音波探傷器、磁粉探傷器、滲透探傷器、渦流探傷器、γ射線探傷器等。
超音波在軌道探傷的套用
鋼軌的完整性是行車安全的重要保障，在役鋼軌的缺陷直接威脅到人們的人身安全，定期對鋼軌進行準確高效的檢測是消除隱患的必要手段。由於超音波檢測具有靈敏度高、指向性好、穿透力強、對人體無害等特點，目前國內外鋼軌無損檢測都以超音波探傷技術為主。鋼軌數位化超音波探傷系統由硬體和軟體兩部分組成。硬體系統包括發射模組、接收模組、AD數據採集及存儲模組、報警模組和USB通訊模組。軟體系統分為上位機和下位機軟體：上位機通過USB與下位機實現數據的傳遞，利用VB界面化編程實現波形顯示和存儲，通過無限衝擊的帶通和低通的數字濾波、可變數據長度的頻譜分析得到回波在時域和頻域的特徵;下位機接受上位機發出的指令，利用VC語言編程實現發射頻率控制、接收模式切換、增益的調節。依據超音波探傷理論及其套用關鍵技術，以標準試塊、自製試塊為實驗對象，對設計的數位化超音波探傷系統的垂直線性以及盲區等性能進行測試。最後，利用設計的系統驗證幾種常見噪聲的數學模型，對自製試塊以及鋼軌的特定缺陷進行定位和缺陷動態波形分析。
提高鋼軌探傷質量的有效途徑分析
強化管理工作，做好人員培訓
第一，需要建立完善領導機構，相關部門專門負責人要做好鋼軌探傷工作，在各工務段或工務機械段建立鋼軌探傷車間，並且配備一定的鋼軌探傷的工程技術人員技術人員，上級領導也需要積極地參與到現場鋼軌探傷，深入了解鋼軌探傷的工作情況，並且及時地解決鋼軌探傷工作中出現的問題。第二，建立鋼軌探傷儀器檢測維護維修中心，對於各段的鋼軌探傷設備進行不定期和定期的檢測，每年的檢查必不可少。從而保證鋼軌探傷儀器設備的良好運行，促使鋼軌探傷工作能夠更加順利的開展。第三，要嚴格執行各種規章制度的開展與落實，對各種報表、工作記錄、日常儀器設備保養等工作進行進行不定期的檢查，並且嚴格的考核和評比。第四，要做好鋼軌探傷人員的培訓教育工作，不斷地提升工作人員的認識，強化他們崗位責任心，並且構建鋼軌探傷工作的獎懲機制，從而增強崗位競爭的意識與責任。第五，在不同的季節其氣候特徵與鋼軌傷損多發區段，更加合理、科學地制定鋼軌探傷周期，一般冬季為五個月，這就要求對橋樑上、隧道內、小半徑曲線、大坡道及鋼軌狀態不良地段以及傷軌數量出現異常，連續兩個探傷周期內都發現疲勞傷損（如核傷、魚鱗傷、螺孔裂紋、水平裂紋等）地段檢查周期進行縮短，從而實現你漏我防，避免漏檢現象的出現。第六，要加強三級數據回放的管理工作，充分利用數字探傷儀的回放功能對數據進行三級回放，及時把一些有危及行車安全的傷損消滅在萌芽狀態。第七，要大範圍地組織和開展技術攻關與崗位練兵等活動，並且適當地開展一些座談會，不斷的總結和交流各種技術方法和經驗，從而全面提升業務技術的水平。另外，也要做好各種鋼軌傷損的記錄工作，對輕傷軌的監控工作不可忽略，做好資料的蒐集與整合，並且對鋼軌探傷情況進行分析，從而找到鋼軌探傷的一般規律。
做好鋼軌探傷檢查與靈敏度調節工作
鋼軌探傷檢查
第一，在上道探傷前，需要仔細、認真地調試儀器的各方面的性能，比如電壓的指示情況、鋼軌探頭與保護膜的結合、各部連線線與探頭的壓力、水路等等，從而確保鋼軌儀器不會“帶病”上道。第二，在上道之後，需要依據鋼軌的具體類型和狀況來整合各個通道報警門的位置、探頭的位置以及鋼軌探傷的靈敏度。第三，在作業當中，更要嚴格地控制探傷速度，做到“接頭站、小腰慢、大腰勻速探”要聽清各個通道的報警聲音，明確各個通道波形的顯示情況，並且認真看清所有探頭在鋼軌上面所處的位置，如果出現了異常的顯示或者警報，那么就要進行重複探測，依據結合的情況及時地修正鋼軌探傷靈敏度與位置。第四，對於那些錯牙、絕緣接頭、尖軌等需要進行正反方向探，從而提高增益，增大注水量。第五，那些鋼軌頭部剝落掉塊較為嚴重的位置，相關的檢測儀器會失效，因此需要嚴格按照操作程式，做好各種手工的配合與檢測，避免漏檢現象的出現。第六，根據鋼軌傷損好波形的顯示過程，多次採取多種探頭和手段、多層次地開展和進行校對與核實，不可錯失任何一個可疑的信息與位置，避免漏檢或是錯判等事故發生。另外，為了進一步加強鋼軌探傷的檢測，需要每個月定期地轉變探頭探測的方向，也就是單月份時內後外方向，雙月份時外後內方向。針對曲線上側磨軌道的探測，需要定期進行調整，從而減少軌道探測的盲區。
靈敏度調節
第一，對於70°的探頭，要使其軌道探頭端面回波較為清晰和飽滿，保證位移夠長，前方沒有雜波出現，在推行的過程中鋼軌探傷靈敏度越大，那么表示越好，能夠更好地發現細小的損傷。第二，對於37°探頭，要保證螺孔的回波清晰可見、位移足夠長，在無雜波影響下，鋼軌探傷靈敏度越大，表示越好，有利於及時發現單側細小孔裂以及軌低橫向的裂紋。另外，對於後37°探頭，要保證鋼軌軌底面回波與螺孔的清晰可見與飽滿，在出現波形顯示和警報的情況下，鋼軌探傷靈敏度越低，表示越好，有利於對鋼軌縱向裂紋的檢測。
綜合保養儀器，合理調節測試
每個月需要定期地對鋼軌探傷儀器進行綜合保養、調節測試，從而確保儀器能夠正常使用。首先，整修車架、鋼軌探頭架等，將那些已經失效的螺絲、彈簧進行及時的更換與補充，使得鋼軌探頭的偏角能夠正確無誤，沒有鬆動，調節更加靈活，保證壓力的適當，使得各部分的作用良好。其次，要定期或不定期地測試儀器的綜合靈敏度以及探頭性能如何，及時地更換已經失效的保護膜。最後，在鋼軌傷損的試塊上進行調試，充分掌握儀器的動態狀況，並且做好各種記錄。對於合理調節測試工作，要求及時地檢查和排除儀器的故障，調節修正探測範圍，適當校正時基線比例以及探傷靈敏度。
引用超音波探傷技術，全面提高鋼軌探傷水平
要知道超音波在物體中進行傳播時，如果遇到了不連續性的位置時，超音波自身的一些特性就會發生變化，通過這種原理，可以利用超音波來進行鋼軌探傷。具體來說，當超音波換能器受到外界作用時，便會向工件發射超音波，而工件當中若存在缺陷時所產生的反射、折射、散射等都能被超聲換能器接收到。由由於工件自身的材質有所不同，因此所反映出來的物理特徵信號也就不同，這樣一來我們就可以對換能器所接收的回波信號進行深入地分析和處理，從而找出鐵路鋼軌中的缺陷。
