钢轨是现在轨道交通的基础之一，车不都在钢轨上跑着呢么？按照现在我国高铁2万公里、地铁4000公里的里程来计算，现在共有5760万吨钢轨在役，这还是客运的，不算厂内和客货混跑、货运的，这么多钢轨怎么检验？这就是今天要说的话题——钢轨探伤。
还是先来一个目录：
每次不按照目录来的话基本都会跑偏
钢轨探伤目的
钢轨的伤损虽说五花八门（这个我们下一篇会说到），但是发展是有规律可循的，基本都是从小向大发展、从表向里发展（部分夹杂、气孔、白核等内部缺陷不是），和人生病一样，都是从小病发展到大病的，这就给了我们检查、预判、处理的时间。
所以，钢轨探伤就是采用无损检测手段、有计划的对钢轨进行检测，以便于在伤损未造成严重后果前发现并处理的过程。
发现伤损怎么办呢？视伤损情况继续观察、计划处理或者紧急处理，这是兼顾经济性和安全性的考虑，对于已经影响安全的就紧急处置，对于暂不影响的就持续观察或者安排计划处理。
损检测方法
无损检测是在不改变被测物物理性质的基础上对其进行检测的方法，相对于“检测”更重要的是“无损”，所以可以对被测物体进行重复的、全覆盖的检测。当然，无损检测的结论不够精细，经常是只能给出“有没有”的结果，很难更精确。
与之对应有损检测方法，虽说结论更加准确，但是随着检测的过程，被测物体也消失不能再使用，既做不到反复、也做不到全覆盖，只能作为辅助的抽样检查办法。
曾经有人说过，“无损检测是现代工业的基础”，我认为这句话没有言过其实，大家可以想象到不经过检测的飞机铆接、船舶焊缝、建筑钢材么？一旦出现问题就是房倒屋塌、车毁人亡。
无损检测技术撑起了现代工业的半边天
无损检测方法一般有五种，分别是超声探伤（UT）、磁粉探伤（MT）、射线探伤（RT）、涡流探伤（ET）、渗透探伤（PT）。
超声探伤
基本原理：定向辐射超声波束在缺陷界面上产生反射或使透过声能下降等原理，通过测量回波信息和透过声波强度变化来指示伤损的一种方法。
优点：指向性好（可以定向发射）、穿透力强（波束能量大）、灵敏度高、盲区少（可以通过声波发射角度的组合，最大的减少盲区）、消耗小（基本只费电，还有少量耦合剂）
不足：缺陷显示不够直观（非专业人员基本看不懂）、表面要求制备（要求耦合良好）、定量性能不好
这个和去医院做B超的原理很像，不是专业人士根本看不懂那是啥，而且探头要和表面完全耦合不然会失波，这也是为啥每次医生都涂你一肚皮油的原因。B超也属于无损检测，医生也没有每次都把肚子给割开不是？
那两个在钢轨上的东西就是超声探头
其实原理是一样的
磁粉探伤
基本原理：利用磁力或磁场与铁磁体的相互作用进行探伤。有缺陷时，一部分磁力线外露形成漏磁场，漏磁场吸附磁粉形成磁痕，给出缺陷的存在。
优点：缺陷显示直观（直接能看见哪里有啥问题）、探测精度高（可以检测到微米及的缺陷）、形状不受限制
不足：只能检测可以被磁化的工件（比如雷布斯同志大爱的奥氏体不锈钢就不能检测）、只能检测表面附近的伤损（磁场的趋肤性）、需要磁化和退磁、有方向性盲区（缺陷和磁场方向平行时，没有漏磁也就没法检出）
磁粉探伤的特点就是直观
需要对被测物体进行励磁
射线探伤
基本原理：利用射线的穿透性、衰减性和胶片的光化学作用进行探伤。
优点：检测结果可以保存（就像拍照一下，这个简直太棒了）、显示直观（和拍照一下，啥毛病清清楚楚）
不足：需要用到放射源（和医院的X光一样，需要严格的防护）、成本大
这类方法和医院拍X光、CT的原理一样，基本就是对焊缝进行X光检测。一般用在重要设备的焊缝探伤上，比如航母的飞行甲板焊缝探伤。
这个是射线探伤的示意图，和拍片子很像
001A航母的甲板焊缝全部经过射线探伤并拍照
涡流探伤
基本原理：利用电磁感应原理，通过工件表面阻抗的变化来判断伤损情况。
优点：应用范围广（基本只要是金属都可以用）、可在高温下使用（秒杀大部分方法）
不足：只能显示表面附近的缺陷（趋肤性）、对工件形状有要求（条状、管状为宜，因为要装在线圈里）
所以，大家可以看到，这种方法特别适宜钢轨厂对钢轨进行检测，高温、条状、金属，只需要把线圈架起来让钢轨穿过去就行了。
涡流探伤运用的是电磁感应原理，探测电磁场的变化
渗透探伤
基本原理：利用毛细现象，采用浸润的检测剂进行检测的方法，又叫着色探伤。
优点：对检测对象没有要求、设备简单（就几个瓶子）、可以在没有水电的情况下使用（特别适合恶劣环境）
不足：只能检测表面伤损、效率低、污染环境（着色剂、显像剂都有毒性）
过程看起来很复杂，操作起来很简单
钢轨探伤方法
前面介绍了半天无损检测方法，并不是每一种都适合钢轨探伤，经过长期摸索，现在钢轨探伤基本只用超声探伤法（在线钢轨）和涡流探伤法（钢轨制造厂家），个别时候会用其他方法进行辅助判断。
钢轨在线探伤
在线探伤也是钢轨探伤的主要方向，也就是前面说的五千多万吨钢轨。在线探伤分为人工探伤和车辆探伤。
人工探伤
人工探伤是使用钢轨探伤小车或通用探伤仪对钢轨进行探伤的方法，灵活、成本低但是效率也低。
无数日夜就是这个家伙陪着探伤的兄弟们
这里面，探伤小车是可以在钢轨上推着走的，用来全扫式的探伤，速度和人走路速度差不多。通用仪和相控阵探伤仪是用来对个别位置进行复查或者加强检查用的，精度更好但是效率更低。
探伤小车的探头分布，一般7-8个通道，可以覆盖大部分区域
通用仪，只有一个探头，可以随意配置入射角度，很灵活
相控阵探伤仪是通用仪的升级版本，利用相控阵原理可以更加灵活的探伤，效率也更高，看起来也更像B超。我们测试过，对同一个焊缝检查，通用仪要10分钟，相控阵探伤仪大概需要2分钟。
这个是相控阵探伤仪，是不是和B超更像？
钢轨的离线探伤（出厂检验）
根据《TBT-2344》标准的要求，钢轨出厂前需要逐根进行超声探伤，用以排除内部伤损。
钢轨探伤是出厂强制要求
但是，很多钢轨制造企业也同时设置了钢轨在线涡流探伤设备来检测钢轨表面缺陷（裂纹、掉块），作为一个重要的补充手段。而且实际情况是涡流探伤在前、超声探伤在后，经过这两道手续后，就可以出厂啦。
这是涡流探伤的人机界
车辆探伤
车辆探伤是采用大型轨道车辆安装探伤设备进行探测的方法，准确度高、效率高、成本也高。目前主流的车载探伤探头为轮式探头和滑靴式探头，因为滑靴式探头对钢轨廓形的要求高、不适应寒冷天气、水消耗量大，所以现在我们主要用轮式探头传感器。
数一数一共有多少个通道？
看了这个图大家也明白为啥大型探伤车的精度更好了，它的探伤通道有30个，一般的小推车也就7-8个，覆盖更大、盲区更小，而且速度更快，现在已经可以做到在60-80公里时速下的稳定工作了。
大型探伤车
特殊需求探伤
有些时候对于探伤还是有特殊需求的，比如尖轨的探伤，由于尖轨是不规则形状物体，为普通钢轨设置的探伤角度不适用，还有辙叉心等等。
前几天我就碰到这么一档子事，大型探伤车告诉我一个接头有伤损，但是我们自己检查来检查去就是没有，后来没办法用上了渗透（着色）探伤，发现原来是螺栓孔里有两个小坑，小的不得了。。。至于渗透探伤为啥也叫做着色探伤，你们自己看。
着色探伤确实污染很大
