掌握钢轨探伤，必须了解各种探头的探测范围和超声波传播方向，熟悉正常和异常情况下的回波规律，以及钢轨内缺陷的类型，在打好理论基础的前提下，不断总结经验，提高判定钢轨伤损的能力。本章以探测60kg/m钢轨为例进行论述，涉及回波显示部分会说明仪器标定比例，但由于目前钢轨探伤仪种类多，探测范围标定方式不同，以及各探头厂生产的探头折射角误差，因此，论述中的出波和探头位置与实际工作中遇到的会有差别，这一点在学习与实践中予以注意。
第一节 70°探头的探伤
70°探头采用横波在钢轨轨头内进行反射式探伤，主要探测轨头核伤和钢轨焊缝轨头的夹碴、气孔和裂纹等。
一、声波的传播途径 （一）偏角扫查
为了一次性检查较大范围轨头内、外侧伤损，采用70°探头置轨面与钢轨纵向呈一定的偏角扫查，使入射钢轨中的横波经轨颚反射来扩大扫查范围。
1．一次波 探头发射的超声波在未被轨头下颚反射之前，由伤损或轨端断面反射的回波，图4－1声束0~1段。
2．二次波 超声波经轨头下颚反射后，尚未被轨顶面反射之前，由伤损或轨端断面反射的回波，图4－1声束1~2段。
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图4－1 偏斜放置70°探头声波在轨头内的走向
（二）无偏角扫查
为了有效检测轨头中心区域的横向裂纹，采用70°探头置轨面中心，声束方向与钢轨纵向平行，入射钢轨中的声波由轨面向轨头三角区传播（图4－2），有利于发现钢轨轨头中心区域横向裂纹。
图4－2 无偏角放置70°探头声波在轨头内的走向
二、轨端回波显示 （一）A型显示的偏角扫查
当70°探头入射点距轨端（60kg/m轨）216mm左右（图4－3a），荧光屏刻度9.2左右（仪器标定为横波声程1：2.5），将显示轨端顶角反射波；随着探头向轨端移动，由位置0移至位置1，回波由刻度9.2向5.0移动（图4－3b），这时二次波由轨端顶角向轨颚方向移动，同时，在荧光屏刻度4.8处显示轨颚底角波（图4－3c），探头位置距端轨108mm左右，继续前移，二次回波波幅下降，一次回波波幅上升（图4－3d），并随着探头从位置1移向位置2，一次回波由刻度4.6向1.0处移动（图4－3e）。
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图4－3 偏角70º探头轨头端面回波A型显示过程
已知：60 kg/m轨、轨颚面中心距轨顶面约为39.5mm、折射角70°、标定比例1:2.5，二次波：F=（39.5÷cos70°）×2÷25＝9.24
1．上述是70°探头发射方向和探头移动方向相同的显示过程，由于钢轨探伤仪上还装有向后发射的70°探头，即探头移动方向与发射方向相反，因此，该探头轨端断面回波显示正好与上述过程相反，回波从刻度值小向刻度值大的方向移动，先显示一次回波，再显示二次回波。
2．钢轨探伤仪为提高二次波探伤灵敏度，接70°探头的通道，接收放大电路中采取远距离补偿方式，加上二次波是经轨颚反射，受声束扩散、轨头侧面和顶面的影响，二次波在轨头内的反射较复杂，呈多支波交替显示现象；另外，为防止近区杂波而产生频繁报警，在接收电路中又采取近区抑制方式，使一次回波移不到0刻度。这
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些均属于正常现象，切勿为追求一次回波位移到0刻度或二次回波单支波显示，而采取提高或降低探伤灵敏度，这样不利于钢轨探伤。
（二）A型显示的无偏角扫查
当无偏角70°探头入射点距轨端（60kg/m轨）140mm左右（图4－4a），荧光屏刻度10.0（仪器标定为横波声程1：1.5），显示轨端反射波；随着探头向轨端移动，探头距轨端距离越来越小，回波由刻度大向刻度小移动（图4－4b），它的显示特点与偏角70°探头端面回波显示不同，只有一次波，无二次波。
图4－4 直70°探头轨头端面回波A型显示过程
（三）B型显示
B型显示与A型显示不同，某处反射回波，在屏幕上只以一个点表示回波的空间位置。当70°探头入射点距轨端（60kg/m轨）216mm左右，荧光屏轨颚线下开始出现回波反射点（图4－5a），由于二次回波反射，声程大于一次波，折算出的深度大于轨颚厚度，因此显示回波的“点”出现在轨颚线下部；随着探头向轨端移动，探头由位置0接近位置1，回波声程越来越小，B型显示回波点向上延伸接近轨颚线（图4－5b）；探头移过位置1时，回波显示图会出现继续向上延伸和在轨颚线上同时出现回波显示点，这是一、二次波交替中出现的现象（图4－5c）；当探头由位置1移至位置2（轨端），回波显示点由轨颚线向上延伸接近轨面线（图4－5d、e）。
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图4－5 70°探头轨头端面回波B型显示过程
三、声束覆盖范围
了解和掌握声束覆盖范围，对实际探伤中波形分析有很大帮助。目前，钢轨探伤仪的探伤工艺一般都采用70°探头在轨面偏角和无偏角两种扫查方式，偏角扫查是利用轨颚反射作用，扩展扫查范围；无偏角扫查是为弥补偏角扫查未检测的区域。
（一）偏角扫查声束覆盖范围
1．一次波声束覆盖范围约占轨头总面积约20%（图4－6a），实际扫查面积大小与探头偏角、位置和探伤灵敏度等有关。
2．二次波声束覆盖范围约占轨头总面积约45%（图4－6b）。
3．同时用两个70°探头，一个检查轨头内侧，另一个检查轨头外侧，由于探头偏角的因素，在轨头中下部仍存在一个“盲区”（图4－6c）。
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图4－6 偏角70°探头声束覆盖范围示意图
声束覆盖范围的检验方法是在轨端不同位置上向内纵向钻平底孔（图4－7），模拟不同位置的核伤，按正常探伤方法对每一个平底孔进行探测，并记录回波位移情况（表4－1）。从表中可以看出，轨头中部检测灵敏度比较低，正常探伤灵敏度下，10、15、20号孔无回波，如伤损处于该区域是无法检测出；9、14、18、19、21、22号孔只有一次回波，说明70°探头偏角扫查，对轨头侧面灵敏度较高，对轨头中部检测困难，因此，采用70°探头偏角扫查，轨头中部存在一定的“盲区”，必须使用无偏角70°探头来弥补。
图4－7（4T4） 平底孔试块孔位示意
表4－1 平底孔回波显示记录
孔号 1 6 11 16
回波位移 孔号 6.3~7.7 5.5~6.5 4.6~5.8 3.4~4.4 4.5~5.1 2 7 12 17 回波位移 6.0~8.4 5.8~6.6 2.2~2.7 5.2~6.0 3.0~3.6 4.6~5.7 孔号 3 8 13 18 21 回波位移 6.4~8.6 1.2~1.5 7.2~7.6 1.8~2.5 7.2~7.4 2.4~3.4 3.1~4.4 - 6 -
孔号 4 9 14 19 22 回波位移 0.9~1.1 8.5~9.2 1.1~1.8 2.0~2.3 2.2~2.6 3.4~4.4 孔号 5 10 15 20 回波位移 7.7~7.8 —————— —————— —————— —————— （二）无偏角扫查声束覆盖范围
根据晶片宽度和声束扩散特性，无偏角70°探头的声束覆盖范围约为轨头总面积的20%（图4－8），从图中可知对，主要探测轨头中部。
图4－8 无偏角70°探头声束覆盖范围示意图
根据两个偏角70°探头声束覆盖范围（图4－9a），再增加一个无偏角70°探头探测，三个70°探头同时使用，声束可覆盖整个轨头范围，满足轨头全面扫查的目的（图4－9b）。
图4－9 两个偏角加一个无偏角70°探头声束覆盖范围示意图
四、核伤回波显示
70°探头属反射式探伤法，探伤中无伤损存在时，一般不会有回波显示，当遇有伤损，且反射回波能被探头接收时，荧光屏显示伤波并报警，探伤人员可根据回波显示特点，大约确认伤损存在的位置和大小。
（一）规则核伤的显示
规则核伤是指核伤反射面与钢轨纵向基本垂直。 1．偏角检测核伤回波显示
⑴核伤位于轨颚附近 由于伤损存在于一、二次波扫查区，且接近轨颚，因此，
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A型显示在荧光屏刻度5.0左右，一、二次回波连续显示（图4－10a）；B型显示有轨颚线附近，且伤波图形较长。
⑵核伤位于轨头上方 一、二次波扫查区，A型显示回波在荧光屏扫描线上分两次显示，两次显示越靠近扫描线两端，则核伤距轨面越近（图4－10 b）；B型显示在轨面线附近和离轨颚线较远的下方。
⑶核伤位于轨头一侧上角 处于二次波扫查区内，A型显示回波显示于荧光屏刻度5.0以后，回波位置刻度越大，核伤距轨面越近（图4－10c）；B型显示伤损图形在轨颚线下方，离轨颚线距离越大，核伤越靠近轨面。
图4－10 偏角探测核伤的位置和回波显示
规则核伤回波显示规律一般具有伤损垂直高度越大，A型显示回波位移越大、B型显示伤损图形越长的特点；伤损位于一、二次重叠扫查区时，则A型显示一、二次波都有，B型显示在同一垂线附近出现两个伤损图形；若核伤处于一次波扫查范围之外，则A型显示仅有二次波显示，B型显示在轨颚线下方仅有一个伤损图形；如果核伤直径已经很大，则A型显示伤波近似与轨端回波，B型显示较长的伤损图形从轨颚
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线下方至轨面线附近。
2．无偏角检测核伤回波显示
核伤的位置与回波显示刻度相对应（图4－11），伤损越浅，A型显示回波位置靠近起点，B型显示靠近轨面线，反之，伤损越深，A型显示回波位置靠近基线后端，B型显示靠近轨颚线。
图4－11 无偏角探测核伤位置和回波显示
（二）倾斜核伤的显示
由于疲劳源的倾斜，以及双线地段列车单向运行或单线地段上、下行列车运量悬殊，使核伤早期呈倾斜性发展，给核伤检查带来难度。由于核伤倾斜后，伤损回波途径发生改变，伤损回波的显示规律与规则性核伤不相同，认识倾斜性核伤回波显示规律，对波形分析、防止核伤漏检有益。
1．偏角检测倾斜核伤回波特点
⑴核伤位于轨颚附近 虽然伤损存在于一、二次波扫查区，当探头接收不到二次波时（图4－12a），A型显示回波在5.0之前，B型显示在轨颚线之上；当探头接收不到一次波时（图4－12b），A型显示回波在5.0之后，B型显示在轨颚线之下。
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图4－12 偏角检测倾斜核伤位置和回波显示
⑵核伤位于轨头上方 虽然在一、二次波扫查区内，由于核伤倾斜后，使一次回波探头无法接收到（图4－13a），从波形显示上会误以为核伤位于内侧上角处；当二次波探头无法接收到（图4－13b），会误以为核伤位于轨头中心处。
图4－13 偏角检测倾斜核伤位置和回波显示
⑶核伤位于轨头一侧上角 虽然核伤在二次波扫查区内，因核伤倾斜后，当核伤反射面正好与二次波正交时（图4－14a），会有回波显示；当核伤与二次波的入射角过大（图4－14b），回波无法被探头接收，会造成漏检，这一漏检往往在不知不觉中发生。为防止倾斜性核伤漏检，最有效的方法是增加探头（图4－14c），从另一侧检查，或定期调换70°探头的发射方向，即原来一个探头向前向内，另一个探头向后向外，调整为一个探头向前向外，另一个探头向后向内，以便提高核伤检出的可靠性。
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图4－14 偏角检测倾斜核伤位置和回波显示
2．无偏角检测倾斜核伤回波特点
当倾斜核伤与声束正交时（图4－15a），在仪器显示屏上会出现核伤波（A显示）或图（B显示）；当倾斜核伤与声束不正交时（图4－15b），虽然核伤处于声波扫查范围之内，因核伤回波无法返回到探头中，荧光屏上无伤波显示，为防止倾斜性核伤漏检，应采取增加探头或调向检查的方式弥补（图4－15C）。
图4－15 偏角检测倾斜核伤位置和回波显示
五、非核伤回波识别
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（一）剥离层多次反射波
钢轨制造和淬火不良，产生轨头表层剥离，形成不规则的薄层（图4－16）。超声波在薄层中多次反射后被探头接收，A型显示的荧光屏一次波范围会出现单支或多支回波同时显示的现象；B型显示轨面线附近会有不规则的、密集分布的点，同时会在轨底线上显示0°探头的失波。
图4－16 剥离层多次反射波
该类伤损可根据回波和探头位置对应关系来进行识别，如果探头入射点在剥离层上或是回波定位正好在裂口上，则属剥离层回波。但剥离层末端很容易产生核伤，如遇回波定位在剥离层末端，则很可能已经形成核伤。
（二）鱼鳞剥离反射波
由于钢轨接触疲劳强度不足，曲线上股或部分直线地段形成鱼鳞状剥离（图4－17）。向轨头内侧发射的通道，A型显示的荧光屏刻度7.5~8.5间会出现有规律、连续、循环出现回波显示（由于轨头磨耗、探头位置不同和仪器探测范围校正误差，回波位置会有所不同）；B型显示轨颚线下会形成连续图形，且离轨颚线较远。探测中应慢走细看，重点注意波幅强、位移大和二次波靠近5.5刻度的回波，因为鱼鳞剥离末端很容易产生核伤。
图4－17 鱼鳞剥离反射波
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（三）剥落掉块波
轨头侧面肥边或曲线内侧剥落掉块，形成一定的反射面，引起超声波的反射（图4－18）。剥落掉块向轨头中心扩展，有时一、二次波都会显示，很像核伤回波，可用校对方法区别。由于飞边易产生应力集中点而形成核伤或剥落严重会向轨头内裂，所以对这种异常反应，要认真细查。
图4－18 剥落掉块波
（四）轨面擦伤波
机车空转或制动过程中，轮轨间剧烈摩擦，使钢轨表面擦伤，后形成网状碎裂，在探伤中呈不规则回波显示，类似剥落掉块回波，但波幅弱一些。擦伤波碎裂程度不同回波显示也不同，靠近刻度零点显示不规则的跳跃波或移动很短的回波，则擦伤的深度很浅。当一次或二次波范围内有回波显示，一般擦伤较深或存在“锅底”、“月牙”型损伤，这时应把仪器调向复查或进行校对，防止擦伤引发的核伤漏检。
（五）侧面锯齿波
液压匀缝器进行拉轨作业地段，由于匀缝器卡钳的卡齿作用，使钢轨接头轨头侧面呈斜条状齿痕（图4－19）。探伤中二次波在齿痕上产生反射，A型显示的荧光屏刻度6.0左右显示连续、位移短、重复的回波；B型显示在轨颚线下出现等距离图形，可根据外观和波形显示来区别。
图4－19 侧面锯齿波
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（六）颚部锈蚀波
轨头颚部锈蚀严重时，较深的锈损坑使超声波产生反射。会出现间断而短促的报警声，在荧光屏一、二次波交替处，显示没有移动的跳跃波（图4－20）。用砂纸打磨钢轨颚部，跳跃波会减弱或消失。为防止连续报警而干扰探伤，可打开“位移报警”功能（有些钢轨探伤仪具备此功能），实现位移小的回波不报警。
图4－20 颚部锈蚀波
（七）夹板卡损波
钢轨接头连接件夹板端头与钢轨长期摩擦，形成一定深度的摩损台阶（图4－21），探伤中会产生回波。探头入射点距夹板（60 kg/m轨）108 mm左右时，产生报警声，并在荧光屏一、二次波交替处显示波幅稳定的单支回波。通过目视或探头调向校对鉴别，要注意卡损处向内发展的横向裂纹。
图4－21 夹板卡损波
（八）螺孔反射波
探伤中遇钢轨磨耗严重、探头偏角和位置不当等，使入射轨头内声束方向变化，部分声波射入螺孔上产生回波。探头距螺孔210 mm左右，A型显示的荧光屏刻度9.0左右显示螺孔反射波（图4－22）；B型显示有轨颚线下出现斜线的图形。可以通过测量探头与螺孔间的距离，调节探头的横向位置，使螺孔反射波消失。
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图4－22 螺孔反射波
（九）夹板内螺孔反射波
遇接头夹板与钢轨颚部密贴，水渗入到密贴的界面处，超声波透过水耦合，入射夹板螺孔上（图4－23），在荧光屏刻度9.0左右显示螺孔反射波，一般在接头第2螺孔上会产生这一现象，可以通过松开接头螺栓，使夹板与钢轨分离，破坏透声途径进行判别。由于这种透声现象，在探伤中也会出现夹板内的横向裂纹产生类似轨头核伤的回波，遇接头区明显核伤回波而校对不到时，很可能是夹板内有裂纹。
图4－23 夹板内螺孔反射波
（十）焊筋轮廓波
无缝线路钢轨焊缝，轨头下颚都存在一个凸起的焊筋，探伤中一般都会产生回波。焊筋轮廓波在荧光屏刻度4.5左右显示（图4－24），由于焊筋几何形状不一，回波显示的位移和强弱略有差异，铝焊接头回波强，气焊接头回波弱。要注意回波位移长、波幅强和多支回波同时显示的回波分析，防止焊缝内缺陷的漏检。
图4－24 焊筋轮廓波
非核伤回波在不同仪器调节和轨型探测时，回波位置和位移略有差异，但基本规
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律相似。可以通过目视轨面状态、确定反射点位置、70°探头校对、调整探头位置和方向等方法区别核伤真假，要重视异常波形的分析，防止回波显示相似的核伤漏检。
六、探伤注意事项
（一）重视现场探伤灵敏度调节和修正
上道检测前做好现场探伤灵敏度调节，无杂波的情况下，尽可能提高探伤灵敏度，确保轨头小核伤及时发现；当轨面、轨颚锈损严重时，及时提高增益，保证钢轨不良地段轨头核伤及时检出。
（二）防止接头1m区域核伤的漏检
其一，钢轨接缝二端各1m区域是核伤的多发处，应加强该区域核伤检查；其二，仪器进入这一区域，正好37°探头射及螺孔或导线孔（图4－25），螺孔反射回波引起的报警干扰了核伤回波的报警；其三，进入接头区域探伤人员的注意力都集中在三、四通道，观察螺孔裂纹回波的显示，忽视了一、二通道的显示和报警，很容易导致核伤的漏检。使用B型显示钢轨探伤仪时，伤损图形在荧光屏上显示时间较长，该问题容易避免发生，但仍需慢走细看，认真分析仪器显示的回波图形。
图4－25（4T18） 接头区域核伤探测的干扰
（三）根据核伤存在规律综合判伤
在探伤中每个探伤人员应注意伤损规律的分析，根据伤损存在的部位、趋向，合理设置探头声束发射方向和组合排列形式，采取多种方式检查判断。对于焊补层下的核伤检测，因核源多数在焊补层下方最深点，由残余裂纹发展形成，应注意70°探头的二次波探伤，同时结合0°探头检查焊补层有否脱离。大运量区段曲线上股的鱼鳞
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伤，其特征存在纵、横两个面的倾斜（图4－26），在复线区段仪器迎着列车方向推行时，应设置一个朝后向内发射的70°探头，有利于对鱼鳞破损引起核伤的探测。
图4－26（4T19） 鱼鳞伤特征
（四）重视倾斜性核伤的检测
从大量探伤资料显示，双线区段由于列车单向运行，钢轨头部核伤常带有一定倾斜特点（图4－27），为防止这类核伤漏检，应采用多个70°探头，以多个不同发射方向检测轨头；若使用2个70°探头检测时，应采用发射方向定期调换方式，通过调换70°探头方向，使声束方向与核伤反射面正交，以保证对不同倾斜核伤的检查。
图4－27（4T20） 倾斜核伤的探测
（五）注意探头位置和偏角的检查
对于同样大小的核伤，探头的偏角与报警长度有直接关系，偏角过大会影响核伤的检测，因此，要重视探头位置和偏角的检查，发现探头位置不当应及时调整，探头偏角不准及时进行整修探头架。尤其是检查小半径曲线地段，应根据钢轨磨耗程度及时调整探头，使探头处于正确位置上，保证声束扫查预定区域。
（六）重视薄弱处所的检查和校对
应注意小腰内侧、曲线上股、坡道变坡点和道岔基本轨竖切部位的检查，由于尖轨高于曲基本轨，探伤时应擦去油污，正反相各查一遍，入冬前应进行仪器的校对检查，同时不能忽视擦伤、剥离、焊补层下核伤的检查和校对。
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七、核伤定位和定量*
钢轨核伤除判定伤损性质后，还应通过校对确定它的位置、大小，以便确定对钢轨的处理。目前采用的校对方法有四点法、基线法、半波高度法和试块对比法等。下面介绍常用的基线法和校对方式：
（一）基线法
基线法又称二点定位法，它是根据核伤回波显示在荧光屏基线上的位置来确定核伤的位置和大小（图4－28）。此法不仅操作简便，而且定位定量精度较高，适合各种类型核伤的校对。但要求所用仪器的探测范围和校对灵敏度标定准确，否则，影响定位定量精度。
图4－28 基线法示意图
1．校对前准备工作
（1）测定探头的入射点和折射角 将探头入射点和前沿中心在探头外壳上作好标记。
（2）确定水平和垂直距离的系数 根据三角函数边角关系，按探头折射角和仪器标定声程比例值，求出荧光屏每毫米表示实际水平和垂直距离的系数（表4－2）。
表4－2 水平和垂直距离系数
仪器标定 计 算 公 式 水平距离=2Sinβ 声程1：2 垂直距离=2Cosβ 水平距离=2.5Sinβ 声程1：2.5 垂直距离=2.5Cosβ
1.02 - 18 -
0.98 0.94 0.90 0.86 0.81 2.28 0.78 2.30 0.75 2.32 0.72 2.33 0.68 2.35 66° 1.83 67° 1.84 68° 1.85 69° 1.87 70° 1.88 通过实际操作和现场试验结果，常用的路轨70º探头，按声程1∶2标定后的仪器屏幕显示刻度，水平距离系数取1.9，垂直距离系数取0.7；按声程1∶2.5标定后的仪器屏幕显示刻度，水平距离系数取2.3，垂直距离系数取0.9。
（3）校正探测范围 将“抑制”开关置于“大”，校准仪器探测范围为声程1∶2（50 kg/m轨）或1∶2.5（60kg/m轨）。
（4）确定校对灵敏度 在待校对钢轨上调节校对灵敏度，校对探头横向置于轨面上，声束方向朝钢轨外侧（图4－29）。以轨头外侧一次反射波，显示在2.5~3.0范围内，波高80%为基准，再增益14~16dB就可。
图4－29（4T24） 校对灵敏度调节
2．核伤位置大小测量
（1）确定核伤近、远点波位置 使用一次波校对，在反射面较强的一侧确定近点波（b）和远点波（a），并在探头入射点对应的钢轨上打上标记B、A（图4－28）。
（2）确定核伤中心 近点波刻度（b）乘以水平距离系数，得出值从探头入射点（B）向前量，确定出核伤顶端在轨面投影位置（O1）；远点波刻度（a）乘以水平距离系数，得出值从探头入射点（A）向前量，确定出核伤底端在轨面投影位置（O2）；取O1点到O2点的中心O点，则O点就是核伤中心在钢轨纵向的位置。
（3）确定核伤深度（h1） 近点波刻度（b）乘以垂直距离系数，得出值就是h1。 （4）确定核伤高度（h2） 远点波减近点波刻度（a－b）乘以垂直距离系数，得出值就是h2。
（5）确定核伤距侧边距离和横向宽度 核伤在轨头内的横向宽度一般采用延伸
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法测定，测定时将探头置于起、落波中点或回波幅值最大的位置（图4－28）。然后横向移动探头，分别标出回波刚好跌落时探头前沿中心对应于钢轨处的C、D二点位置。则C点为核伤距侧边的距离。CD间的距离为核伤横向宽度。
3．核伤校对注意事项
（1）注意灵敏度修正和回波识别 使用具有远距离补尝特性的通道来校对核伤，校对灵敏度应采取“近高远低”的修正方法进行定量。
近高——测定核伤近点波时，在回波前方无杂波的前题下，应尽可能提高增益；向核伤方向移动探头，使近点回波前移，找到核伤顶端。
远低——测定核伤远点波时，应将衰减量恢复到修正前的校对灵敏度；对于较大核伤，由于轨颚反射作用，使一、二次波不间断连续显示，易造成核伤定量过大，因此，要注意观察一、二次波交换显示。
（2）注意探头移动方向的选择 对存在轮轨作用面顶端的小核伤可采用“近斜远直”的校对方法，测定近、远两点。
近斜——测定核伤近点波时，探头方向应根据回波强弱，选择合适的探头移动方向，因处于作用面顶端的小核伤，起点在轨头圆弧边，采用斜移探头法，可避开探头与圆弧面接触，更容易找出核伤回波的最近点。
远直——测定核伤远点波时，斜移探头，使声束与核伤主反射面入射角增大，回波下降，对测定核伤底端不利，因此，必须采用直移探头。
（二）校对方式选择
因轨面状态不良、核伤不规则性，以及擦伤和剥离下核伤校对难度较大等原因，核伤的定位定量应选择有针对性的方式，以满足各种核伤的校对。
1．直移校对法
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探头移动方向与钢轨纵向平行（图4－30）。它适用于核伤与轨头侧面近似垂直的校对。
图4－30（4T25） 直移校对法
2．斜移校对法
探头移动方向与钢轨纵向呈一定夹角。它适用于校对与钢轨纵向不垂直的核伤（图4－31）。
图4－31（4T26） 斜移校对法
3．轨颚校对法
探头放置轨头下颚，对核伤进行定位（图4－32）。它适用于产生在轨头内侧上角，轮轨作用面边缘小核伤的校对。校对时应尽可能将声束发射方向指向作用面边缘，如果是倾斜小核伤，要选择声束指向核伤最佳反射面的一侧。校对灵敏度以钢轨表面校对灵敏度再增益10~12 dB。
图4－32（4T27） 轨颚校对法
4．侧面校对法
探头放在轨头侧面进行核伤校对（图4－33）。它适用于严重侧磨轨下颚形成的横向裂纹或擦伤、剥离和焊补层下的核伤定位定量。校对灵敏度同轨颚一样，如果核伤
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处于探测面的另一侧，应适当修正校对灵敏度。校对波形显示要注意分辨，如果仪器标定为声程1：2，荧光屏刻度“10.0”之前均为一次波，因轨头宽为70（50kg/m轨），侧面校对最深为70mm，不要把刻度“5.0”之后的回波误认为二次波。
图4－33（4T28） 侧面校对法
5．二次波校对法
运用轨颚反射的二次波对核伤进行校对（图4－34）。它适用于擦伤、剥离和焊补层下核伤定位定量。也可用于测定擦伤深度，以二次波估算确定。
图4－34（4T29） 二次波校对法
6．直探头校对法
用直探头对轨头水平裂纹和水平状核伤定深定量（图4－35）。在核伤校对出现异常，用直探头进行鉴别，如发现近表面有多次反射波或失波报警，可依据探头在轨面位移确定长度，根据回波显示刻度确定深度。
图4－35（4T30） 直探头校对法
7．通用探伤仪校对法
通用探伤仪对核伤进行定位、定量以核伤最大反射波高80%，再增益12 dB作为校对灵敏度，前后左右移动探头，使核伤边缘回波降至80%，来确定核伤大小；以最大反射回波显示的刻度来确定核伤位置。
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第二节 37°探头探伤
37°探头（以往按入射角的大小称之为30°探头）属反射式探伤，其发射的超声波从轨头以折射角37°方向传播到轨底（图4－36）。主要探测轨腰投影范围的螺孔裂纹、斜裂纹和特殊部位水平裂纹，以及轨底横向裂纹。
图4－36（4T31） 37°探头探测区域
一、正常钢轨内回波显示
掌握好37°探头探伤方法，必须了解正常情况下钢轨内的回波显示规律，在熟知各种回波与探头位置对应关系的基础上，才能识别异常回波或裂纹回波。钢轨接头第一螺孔裂纹是探测的重点和难点，掌握37°探头在钢轨接头的波形显示，以及一孔裂纹探测的方法和要领是本节学习的重点。
（一）螺孔回波
37°探头探伤扫查中距离螺孔中心73mm左右，A型显示的荧光屏刻度4.2左右出现螺孔回波，前37°探头（朝仪器推行前方发射的探头）螺孔回波由刻度大向刻度小的方向移动（图4－37），后37°探头螺孔回波由刻度小向刻度大的方向移动，由于两个探头声束方向不同，螺孔波显示移动过程正好相反；B型显示在轨颚线下方显示与螺孔回波深度相对应的两条斜线。
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图4－37 螺孔回波显示
（二）第一螺孔至轨端部回波
37°探头探测钢轨接头第一孔至轨端间，因钢轨类型、螺孔位置和轨面状的影响，以及钢轨端面、顶角、颚部、腰部等反射作用，会产生很多固有回波，容易与第一螺孔裂纹或轨端裂纹混淆。现以前37°探头探测60 kg/m轨接头回波的显示规律为例（仪器按声程1∶2.5调节），说明各种回波规律。后37°探头回波规律与前37°探头相反。
1．37°探头探测遇到第一螺孔时，A型显示的荧光屏对应基线刻度4.2左右显示完整的第一螺孔回波（图4－38 探头位置1）；B型显示在轨颚线下显示一斜线图。
2．探头入射点移至距轨端约100 mm处，A型显示的荧光屏刻度6.5左右有时会显示轨头顶角波（图4－38 探头位置2），该回波是由轨颚和轨面多次反射至端角上产生的回波，由于43 kg/m、60 kg/m轨下颚的斜度大，反射波的途径有所改变，因此，显示回波有一定差异；B型显示在轨颚线下靠近轨端位置（图4－38中虚线），会显示一长度较短的斜线，这是仪器根据回波时间换算得出。
3．探头入射点移至轨端约40mm左右时，A型显示的荧光屏刻度2.8左右显示轨端颚部反射波（图4－38探头位置3），它是由轨端面与轨颚面形成的端角，37°探头扩散声束在端角上的反射；B型显示在轨颚线上，靠近轨端位置显示一长度较短的斜线。正常探测条件下，每个钢轨接头都会显示轨颚波，且波幅较强，如果无显示，除轨面状态不良外，一般为探伤灵敏度偏低，应及时进行修正。
4．探头入射点移至距轨端5mm左右（一般探头外壳1/3已移出本轨），超声波经过轨端端面反射至第一孔，A型显示的荧光屏刻度4.3左右显示不完整螺孔波（图4－38探头位置4），又称倒打螺孔波；B型显示在轨端位置的另一侧，螺孔图的位置，
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显示长度小于正常螺孔图。该螺孔波与正常螺孔波不同，是受一孔至轨端距离、轨端反射面平整度、轨端顶面等的影响。
5．当探头入射点刚过轨缝进入另一根轨面时，A型显示的荧光屏刻度约3.9左右显示半个螺孔波（图4－38探头位置5），它和倒打螺孔波一样都属于不完整螺孔波，都是受一孔至轨端的距离影响，不能满足一个完整螺孔波显示的探测距离，只能显示螺孔波一部分；B型显示在轨端位置的另一侧，螺孔图的位置，显示位置高于倒打螺孔波。当遇有高低接头、压塌或是擦伤（掉块）接头时，轨缝二端的不完整螺孔波很难显示，若使用了螺孔反报警门，则一孔向二孔向上裂纹不会产生报警，A型显示容易导致漏检，因而需要加以重视，但B型显示从空间位置上可以很容易识别出裂纹图形。
图4－38 第一螺孔至轨端回波显示
二、探测螺孔裂纹范围 （一）第二、三螺孔
螺孔划成四个象限，各象限都有可能产生螺孔裂纹（图4－39）。按其声束方向，前37°将探头能发现Ⅱ、Ⅳ象限的斜裂纹及Ⅰ、Ⅳ象限的水平裂纹；后37°探头能发现Ⅰ、Ⅲ象限斜裂纹及Ⅱ、Ⅲ象限的水平裂纹。从图中可知，通过两个探头两个方
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向的探测，能基本解决第二、三螺孔各个方向 裂纹的检出。
图4－39（4T34） 第二、三螺孔前后37°探头探测范围
（二）第一螺孔和轨端
在钢轨端面、轨面状态和螺孔位置正常的情况下，由于钢轨端面对超声波的反射作用，前后37°探头探测范围与在第二、三螺孔上有所不同。前37°探头能探本侧第1螺孔除1象限以外裂纹、轨端上的裂纹和迎端轨第1螺孔2象限裂纹（图4－40），而后37°探头探测范围刚好弥补前37°探头的不足。
图4－40（4T35） 第一螺孔和轨端前后37°探头探测范围
以上所说的斜裂纹，对37°探头来讲是有一定范围，裂纹倾角过大或过小，都有可能无回波显示而造成漏检，因裂纹倾角过大或过小后，裂纹反射波无法被探头接收所致。
三、裂纹波显示规律
为叙述方便，以前37°探头为例，后37°探头可按其探测方向依理类推。根据钢轨接头的回波显示情况以及受力状态，一孔向轨端的下裂（或水平裂纹），以及一孔向二孔反向的上裂是探测的重点和难点，这些裂纹不仅发生频率高，而且是导致轨
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端揭盖的主要裂纹。
（一）螺孔向下斜裂纹
前37°探头遇到Ⅳ象限向下斜裂纹（图4－41），因为裂纹在螺孔中心下方，反射面比螺孔声程更远，A型显示的荧光屏对应基线5.0以后先显示螺孔向下裂纹波，裂纹波消失后，在5.0以前显示螺孔波，伤波位移长短与裂纹长度有一定的对应关系，一般为裂纹越长，显示裂纹波的起点刻度值越大、回波位移越长；B型显示螺孔向下裂纹显示在螺孔图下方，图示裂纹长度与A型显示的回波位移长度和仪器推行距离呈正比关系。若裂纹与入射声束不正交，侧显示的比例关系不成正比。
图4－41 螺孔向下裂纹回波显示
（二）螺孔向上斜裂纹
前37°探头探测遇到第Ⅱ象限向上斜裂纹时（图4－42），因为裂纹处于螺孔的后方，A型显示特点为先螺孔波，后显示裂纹波，在螺波还没有消失时，在螺孔波之后就出现裂纹波。当向上斜裂纹端点低于螺孔顶面时，则伤波显示在螺孔波范围内；当向上斜裂纹较长，且裂纹端点超过螺孔顶面时，则裂纹的回波失落点超过螺孔波显示范围，裂纹回波位移长，回波失落点刻度值越小；B型显示为螺孔图先显示，裂纹图后显示，与实际检测时，出波顺序相同。
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图4－42 螺孔向上裂纹回波显示
对于无B型显示的钢轨探伤仪向上裂纹还可用“相关法”进行确认。在正常情况下0°加后37°组合探头探测同一螺孔时，先显示0°探头螺孔波，在螺孔波结束的瞬间，再显示后37°探头螺孔波。两波交换互不并存。当遇有向上裂纹时，在0°螺孔波显示同时，后37°探头在螺孔波显示范围内出现伤波，呈现双波并存现象（图4－43），它适用于43 kg/m、50 kg/m钢轨。运用这个显示规律，对一孔向二孔向上裂纹鉴别，具有方便准确的效果。
图4－43 螺孔向上裂纹相关法回波显示
（三）螺孔水平裂纹
前37°探头遇到第Ⅰ、Ⅳ象限间的螺孔水平裂纹时（图4－44），由于螺孔周边和裂纹面之间构成角反射作用，能显示螺孔水平裂纹波。探头声束先射及水平裂纹角反射点，后射及螺孔反射面，因此，A型显示的荧光屏先显示裂纹回波后显示螺孔回波，因水平裂纹角反射点与螺波反射面高差小，则两个回波间隔很小，并有裂纹波未消失螺孔波就出现的同时显示过程；B型显示在螺孔图下方紧接着显示裂纹图，位置比向下裂纹要高此。
图4－44 螺孔水平裂纹回波显示
（四）一孔向轨端向下（或水平）裂纹
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根据超声波反射原理，前37°探头发射的超声波，经轨端面按入射角等于反射角的方向向轨腰下方传播。前37°探头显示轨端颚部波同时，若声波射及螺孔向下（或水平）裂纹，A型显示的荧光屏5.0左右会显示裂纹波，这时探头入射点距轨端10~40 mm范围，如果斜裂纹越长，探头距轨端也越大，裂纹波显示的刻度也越大（图4－45），由于该部位各种回波很多，很难以听报警来确定裂纹，只有看清颚部波的同时，注意螺孔波出波位置后方回波的显示，这样才能发现裂纹；B型显示第一孔向轨端裂纹的位置有一特殊现象，它显示在轨缝线的另一侧，这是仪器对轨端面反射过程无法判断，按回波声程计算伤损位置显示的结果。
图4－45 一孔向轨端向下（或水平）裂纹回波显示
（五）一孔向二孔向上裂纹
前37°探头入射点进入另一根钢轨顶面时，显示不完整螺孔波。探头继续向前移动10 mm左右，显示向上裂纹波（图4－46），探头入射点离轨端约20mm。由于轨端顶面不平，多数情况下第一螺孔波不能正常显示，因此，一但发现荧光屏显示螺孔波的刻度上有回波，则要以观察探头位置方法来鉴别，认真区分是螺孔回波还是向上裂纹回波，防止误将向上裂纹波当成螺孔波来处理；B型显示对此伤损容易判断，无论不完整螺孔图是否出现，只要采用前后37°探头回波合并显示方式，很容易判断出是否存在一孔向二孔向上裂纹，这是B型显示的优势。
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图4－46 迎端轨一孔向上裂纹回波显示
（六）轨端水平和斜裂纹
37°探头发现轨端水平或裂纹，是通过轨端水平或斜裂纹与端面构成直角反射来实现。它们在荧光屏上显示回波（A型显示）或图形（B型显示）位置，根据裂纹在轨端上的深浅而定。要重视轨颚和轨腰（与螺孔等高部位）上的裂纹检出。一般钢轨下颚水平裂纹较多，应根据轨颚和轨颚裂纹回波强度、位移量不同来区别，防止裂纹回波误认颚部反射波（图4－47）；轨腰（与螺孔等高部位）上的裂纹，A型显示不仅要看出波位置，还需根据探头位置不同来区别，如接头第一螺孔显示后，探头前移动76 mm左右，在荧光屏螺孔波显示刻度上出现回波，且回波很强时，很可能轨端腰部有裂纹；B型显示轨端水平或斜裂纹判断比较容易，只需根据屏显图形位置来判断，但也要求注意轨颚回波图与轨颚裂纹回波图的分辨。
轨端裂纹是水平还是倾斜，可根据0°探头回波情况进行鉴别，若0°探头有回波反映，一般为水平裂纹或倾斜度较小的向上斜裂纹，若失底波而无回波则是轨端斜裂纹。
图4－47 轨端裂纹回波显示
（七）轨腰斜裂纹
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37°探头遇到轨腰斜裂纹（图4－48），当裂纹方向同入射波方向正交，产生回波和报警。回波显示离基线0刻度（A型显示）越远或图形显示（B型显示）离轨面线越远，则裂纹距轨面越深；回波位移越大，一般裂纹越长。若A型显示探伤仪使用螺孔反报警门方式探伤，应注意反报警门范围内的轨腰斜裂纹因不报警而漏检，同时，也要注意因探伤灵敏度高，而产生年炉号回波导致的误判。
图4－48 轨腰斜裂纹回波
（八）轨底横向裂纹
老杂轨区段或隧道、道口内，因轨底严重锈蚀或垫板磨损，在锈蚀严重部位或磨损的台阶边产生会产生横向裂纹；铝热焊接头轨底焊筋边沿或热影响区、接触焊热影响区钳口部位烧伤处也会产生轨底横向裂纹；特大桥上铺设的固定型温度调节器，异型尖轨的底部钻有防爬孔时，在防爬孔圆切面边也会产生横向裂纹（图4－49）。
图4－49（4T44） 轨底横向裂纹产生部位
横向裂纹一般呈“月牙型”扩展，且与轨底面垂直，裂纹与轨底面构成直角反射点，在探伤中前、后37°探头会产生两次回波（A型显示）或图形（B型显示）和报
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警（图4－50）；对只有一次回波报警，且回波位移长的部位，要注意分析，有可能是倾斜度较大的横向裂纹，或者是轨底磨损形成的台阶和焊筋回波反映。
图4－50 37°探头轨底横向裂纹回波显示
37°探头只能探测轨腰投影范围内的轨底横向裂纹，凡在这个区域与轨底垂直的裂纹且面积较大时，均有良好显示，若裂纹与轨底面夹角小于84°回波明显下降，仪器检测困难。
四、非螺孔裂纹回波的鉴别
在实际探伤中，37°探头经常会遇上变形（或非标准）螺孔回波和其它异常现象对伤损判定的干扰，如何鉴别异常回波，需要掌握规律、观察分析和综合判断，去伪存真，防止误判和漏检。
（一）异常螺孔的鉴别（表4－3）
表4－3 常见异常螺孔波形特征及鉴别
名称 导线孔 拉长孔 卷边孔 气割孔 短尺轨 大修换轨或工程施工区段 图 示 易产生部位 自动闭塞区段 自动闭塞区段的短尺轨 短尺轨 老杂轨和线路爬行严重区段 波形显示基本特征 回波略低于标准螺孔波，且位移量小，两孔相邻时易误判螺孔裂纹。 大小孔回波类似于螺孔向下裂纹 前后37°探头都有类似螺孔向上裂纹回波 产生近似螺孔水平裂纹回波 卷边回波显示在螺孔后方，且有同时显示的瞬间，一般卷边波消失后，螺孔波仍显示 螺孔波波形松散杂乱 0°探头鉴别或拆检 鉴别方法 目视 大小孔 双环孔 拆检 （二）螺栓回波
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钢轨爬行、轨缝拉大后，螺栓与螺孔壁紧密接触，当雨水渗入接触面后，37°探头发射声波一部分在螺孔面上反射，另一部分透过接触面射入螺栓圆柱面上产生反射，荧光屏会同时显示螺孔和螺栓回波或图形（图4－51）。可采用手工检查锤击打螺栓方法，使螺栓与螺孔接触面分离，螺栓回波会消失。
图4－51 螺栓回波显示
（三）倒打螺孔波后移
道岔铺设配轨时，由于轨端锯切面不垂直，呈一定的斜度（图4－52）。在37°探头探伤中，声波在端面反射后，方向与垂直端面不同，增加传播距离，使倒打螺孔回波显示后移到5.0刻度左右，容易误认为螺孔向轨端水平裂纹，可以通过目视轨端方法进行区别。
图4－52 倒打螺孔回波后移
（四）螺孔顶面反射波
有缝线路60kg/m钢轨探伤中，检测接头第1螺孔时，有些钢轨探伤仪A型显示第1螺孔波后会紧接作出现类似螺孔向上裂纹波，这支回波是由于螺孔顶面反射纵波致轨端面引起（图4－53）。螺孔顶面反射波与螺孔向上裂纹波出波显示时间顺序有所不同，螺孔顶面反射波为螺孔回波出现后，紧接着出现，而且在螺孔波消失前先消失；
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螺孔向上裂纹波则是螺孔回波出现后，快消失时出现，而且在螺孔波消失前后消失。检测时应掌握出波前后顺序，认真分析，去伪存真。
图4－53 螺孔顶面反射波
五、探伤注意事项
（一）重视现场探伤灵敏度调节和修正。上道检测前做好37°探头现场探伤灵敏度调节，使用正常接头螺孔进行调节，在孔波最强、波高80%的前提下，增益14dB以上，增益量越多越有利于较短螺孔裂纹的发现；当轨面锈损严重时，应及时修正探伤灵敏度，保证钢轨不良地段螺孔裂纹检出。
（二）注意异常波形的分析。遇仪器显示螺孔裂纹回波，拆检未见裂纹，有可能是螺孔周边的毛刺、黄油、钢轨生产标记引起，若排除上述因素，可作成记录，以便探伤人员观察波形变化。
（三）注意钢轨接头检查的“三看”。一看接头状态，是否翻浆冒泥、空吊板、高低、打塌、擦伤、掉块和塌碴接头，因这些病害造成接头列车冲击力加大，裂纹发生机率上升，探伤时应加大水量，确保探头与轨面耦合；二看波形显示，注意对各种回波位移大小、波幅强弱的观察，认真分析，从中发现异常回波显示，并做出准确判断；三看探头位置，根据接头区域各种回波与探头位置的对应关系，对异常回波进行判别，防止轨颚波与轨颚裂纹波、轨腰裂纹与螺孔波的混淆而发生漏检。
（四）注意道岔群钢轨接头的检查。岔后引轨接头是螺孔裂纹的高发部位，应通过双人复查、探头位置调整等方法来提高检查质量；加强对基本轨轨撑螺孔、尖轨活
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接头螺孔和顶铁螺孔的探测，必须慢走细看听警报，防止前后37°探头干扰，而产生螺孔裂纹漏检。
（五）注意绝缘接头螺孔的检查。绝缘接头的尼龙片明显高于轨面，使第一螺孔至轨端间检查困难；绝缘衬垫加大了对螺孔周边的挤压，容易产生螺孔裂纹。探伤时应注意探头的耦合，掌握伤损发生规律，一般单线区段螺孔裂纹多数发生在第一孔，复线区段发生在迎着列车运行方向的轨端（简称迎端轨）第二孔。
（六）注意迎端轨一孔裂纹的检查。复线区段，由于列车单向运行，迎端轨一孔裂纹多，尤其道岔区域的连接短轨，曲线更换后的下股接头，道口，小钢梁桥的两端接头和无缝线路区段长轨末端等接头更应加强检查。
（七）注意薄弱地段、异常螺孔的检查。隧道、道口、灰坑、水沟地段是螺孔裂纹多发区域，要注意变形螺孔和螺孔裂纹回波的鉴别；有缝线路大修换轨和工程施工区段，要注意氧乙焕气割和烧孔的检查，发现气割螺孔，应立即通知养路工区更换。
（八）注意钻孔加固焊缝接头检查。无缝线路伤损焊缝接头采取钻孔后，提高焊缝再役安全性，但由于部分作业人员钻孔中未按要求进行倒棱工序，螺孔周边遗留的毛刺会形成应力集中点，容易引发螺孔裂纹的形成。探伤中要克服焊缝接头螺孔受力小的麻痹思想，认真分析仪器的螺孔回波图形，防止裂纹漏检。
第三节 0°探头的探伤
0°探头放置钢轨顶面中心，发射声束从轨面至轨底，能探测的区域为轨腰投影范围内。它具有穿透和反射两种探伤功能：穿透式探伤时，由一个晶片发射的纵波从轨头经轨腰到轨底，被轨底面反射后，由另一个晶片接收，为使轨底波不报警，仪器均用反报警小方门罩住轨底波（图4－），如果钢轨内有纵向裂纹和斜裂纹，超声波在传播过程中改变方向，使探头接收不到轨底反射波而产生失底波报警现象；反射式
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探伤时，当遇有水平裂纹，超声波在裂纹面上反射并被探头接收，荧光屏上显示回波并产生报警。根据水平裂纹距轨面的深度，在基线上显示水平裂纹回波。所以，0°探头能探测轨头至轨底间的水平、纵向和斜裂纹功能。
0°探头穿透探伤从理论上说，对轨腰投影范围内任何取向和性质的缺陷，只要对超声波传播有阻碍都能被检出，但实际探伤中由于外界原因和探伤方法的影响，对纵向投影长度较小的缺陷检出有一定难度。
图4－（4T48） 0°探头正常显示
一、正常钢轨内回波
钢轨轨腰投影范围内无裂纹时，探头发射的超声波在轨底上产生反射，A型显示的荧光屏对应基线刻度（声程1∶2.5）50kg/m轨6.0左右、60kg/m轨7.0左右。当探头检测有螺孔部位，则螺孔波和轨底波会发生交替显示过程（图4－55）：a轨底波→b轨底波和螺孔波→c螺孔波→d螺孔波和轨底波→e轨底波。B型显示在轨颚线下方呈两端稍倾的水平线——“孔波图”，该线位置与螺孔顶面在钢轨高度上的位置相对应，并在孔波图下方的轨底线上显示一条失波线（有些钢轨探伤仪无轨底波时，以轨底线呈断开方式显示）。
图4－55 探头移过螺孔时显示过程
二、裂纹回波显示规律
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0°探头穿透式和反射式探伤判伤方式各不相同，穿透探伤以失波报警来判定，反射式探伤以裂纹回波显示来判定。
（一）水平裂纹
0°探头发射超声束遇有水平裂纹时，A型显示的荧光屏对应基线0位与轨底波间显示水平裂纹回波（图4－56），同时，轨底波消失并报警；B型显示在轨颚线下方，螺孔水平，显示在螺孔图旁，轨端水平裂纹，显示在轨端部位。水平裂纹距轨面越深，回波显示刻度值越大，如果水平裂纹长、且表面平整，则会产生多次等间距水平裂纹回波的显示。
图4－56 水平裂纹回波显示
1．遇有钢轨轨腰单侧水平裂纹、轨头部一侧或颚部圆弧处有水平裂纹，裂纹进入声束扫查范围，A型显示的荧光屏对应基线会同时显示底波和水平裂纹回波（图4－57）；B型显示根据裂纹距轨面高度，分别显示在轨面线下方的对应位置上。
图4－57 单侧水平裂纹回波显示
2．螺孔单侧水平裂纹，A型显示的荧光屏对应基线有时会出现螺孔波、水平裂纹波和轨底波三波并存的现象（图4－58）；B型显示与螺孔水平裂纹相同。当出现这种
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显示，应将探头横向移动，观察伤波变化情况，确定单侧裂纹的具体部位，由于单侧裂纹的横向深度不一或探头位置偏离轨面中心轴线等因素，有可能发生裂纹漏检，因而要经常注意探头位置的调整。
图4－58 螺孔单侧水平裂纹回波显示
3．横向倾斜的水平裂纹。由于钢轨内外侧受力不均或长期偏载作用下，轨腰裂纹呈纵向水平发展，在横截面上与水平呈一定的倾斜角（图4－59）。裂纹因在一个方向倾斜后，产生回波不强或失底波的现象，有波形显示时，还会出现回波位置后移。
图4－59（4T53） 横向倾斜的水平裂纹
（二）斜裂纹
1．轨腰斜裂纹。0°探头发射的超声波，在斜裂纹上产生反射声波，无法按原方向传播到轨底，因此，仪器发生无轨底波而报警的现象。当斜裂纹不规则或带有局部水平裂纹时，在探头移动过程中，A型显示的荧光屏对应基线有可能出现不连续，波幅不强，一闪即消失的移动回波（图4－60）；B型显示在轨颚线下呈现不连续的点。
图4－60 倾斜裂纹显示
2．螺孔斜裂纹。0°探头遇螺孔向下裂纹，其倾角在37°左右，一般长度大于
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15 mm，会产生螺孔波与轨底交替过程中，两波均不显示而报警，裂纹越长，则失波探头位移也越长，在B型显示中失波图越长（图4－61），失波沿长部位与裂纹处于螺孔位置对应；螺孔向上裂纹，其倾角较小时，会有特殊显示形式，一般表现为底波、螺孔波交替显示迟缓或螺孔波变粗，这是因一部分声波在斜裂纹与螺孔形成的二面角上反射，当裂纹长度大于15 mm时也会产生失底波报警。
图4－61 螺孔斜裂纹显示
（三）纵向裂纹
纵向裂纹它的长度不一，从几厘米至十几米，甚至纵贯整根钢轨。轨头，轨腰，轨底部位都有可能存在。在钢轨外观状态正常的条件下，0°探头探测中发生失底波或底波减弱报警，为避免因轨底（腰）严重锈蚀的干扰，一般应适当开大增益，观察底波有否显示。若有底波显示，可以不判伤；如果仍无底波显示，或在荧光屏扫描线上有回波显示，可初步判为纵向裂纹。各种纵向裂纹回波特点见表4－4。
表4－4 纵向裂纹回波特点
裂纹形状 直 线 型 回 波 特 点 一般产生在轨底或轨腰部位，多数存在倾斜劈裂，使入射轨底的声波被阻隔，而产生现失底波报警。 曲 线 型 当纵向裂纹的形状不规则，伤损以曲线型存在于钢轨腰部，提高灵敏度后有时会显示不固定位置的回波。 裂 纹 与 回 波 图 示 - 39 -
开 口 型 裂纹顶端横向宽度较大，入射的超声波在其顶端产生反射，回波幅度强，波形稳定，可根据回波显示的刻度确定纵向裂纹顶端距轨面的深度。 多数在轨腰（或颚部）形成局部鼓起，根据鼓泡的大小会产生有伤波或伤波和底波并存显示，一般伤波波幅高，探头位移短。除按波形判断外，还可目视或手摸探头下方轨腰部是否有鼓起现象。 鼓 泡 型 说明：有些钢轨探伤仪纵向裂纹B型显示为轨底线断呈开方式。
三、非裂纹回波识别 （一）异常螺孔回波
老杂轨区段，因线路爬行，螺孔被螺栓挤压、磨耗成椭圆形或是插入人工锯制轨短，螺孔钻眼不良造成卷边或毛刺（图4－62）。探测时会有类似螺孔水平裂纹波显示，其特点波幅低，显示不稳定或一闪而过。
图4－62 钻孔不良回波
（二）迟到波
由于钢轨轨腰宽度较窄或0°探头偏离钢轨横向中心，声束在钢轨侧壁上产生反射和波型转换（图4－63），部分入射螺孔或轨底的超声波声程增加，A型显示的荧光屏对应基线螺孔波或轨底波之后，显示一个与螺孔波或轨底波同时出现同时消失的迟到波。螺孔迟到波容易与螺孔水平裂纹混淆，区别方法可以从回波显示规律上判断，
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水平裂纹显示规律是螺孔波与裂纹波交替显示，而迟到波则是同时出现同时消失。
图4－63 迟到波显示
四、探伤注意事项
（一）注意探伤灵敏度调节。0°探头具有穿透和反射式探伤功能，按探伤灵敏度要求，两者调节方式正好相反，穿透探伤增益数越大，探伤灵敏度越低；反射式探伤增益数越大，探伤灵敏度越高。因此，确定探伤灵敏度时，应兼顾穿透和反射两种探测方法的需要。利用钢轨底面回波调节现场探伤灵敏度，底波高80%的前提下，增益8~10dB，新铺钢轨地段，为提高穿透式探伤灵敏度，宜选择较低的增益量，有利于钢轨纵向裂纹发现；老杂轨地段，为提高反射式探伤灵敏度，宜选择较高的增益量，有利于钢轨螺孔裂纹发现。
（二）注意小方门使用。在使用A型显示的钢轨探伤仪为避免螺孔水平裂纹或靠近轨底的水平裂纹进入小方门而造成不报警，应将螺孔波的后沿与第一个小方门后沿对齐（图4－a）；底波的前沿与第二个小方门的前沿对齐（图4－b）。同时，尽可能将小方门宽度调小，以减小螺孔反报警门产生的盲区宽度。由于使用螺孔反报警门后，当轨腰水平裂纹与螺孔顶面高度相当时，裂纹回波显示在小方门内（图4－c），轨底波消失后是不会产生报警，因此，在检查中应注意回波观察，防止水平裂纹的漏检。
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图4－ 小方门调节与报警盲区带
（三）注意波形分析。如轨腰水平裂纹处于二分之一轨高时，裂纹二次反射波正好落在轨底波小方门内（图4－65），仪器不产生报警，应注意识波确认。在站专线、线路爬行地段，由于螺孔变形，也会显示类似的回波现象，要注意分析，防止误判。
图4－65 水平裂纹二次波落在轨底波报警门内
（四）重视仪器和手工相结合。0°探头引起失底波报警的因素很多，轨面擦伤、油污和灰砂，轨底（腰）锈蚀严重，探头位置偏离轨面中心等。需要通过目视、去污、调整探头排除。对于纵向裂纹已延至轨端可拆卸螺栓或在轨端面观察裂纹是否存在，而年炉号印记，轨腰鼓泡或调边使用钢轨的颚部疲劳裂纹都可采用眼看、手摸和镜照的方法加以确认。
五、纵向、水平裂纹定位和定量* （一）纵向裂纹定位和定量 1．纵向裂纹的位置判断
⑴轨头纵向裂纹。可使用0°探头测定，将探头置于轨头外侧（图4－66），以无伤轨头侧面的等分波和有伤轨头等份波比较，估算伤损存在位置和正确测定长度。同时可目视轨面黑线和颚部有否透锈进行综合判断。
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图4－66 轨头纵向裂纹判断
⑵轨腰纵向裂纹，可参照上述方法判断（图4－67）由于轨腰宽度窄，等分波间隔小，应注意分辨。
图4－67 轨腰纵向裂纹判断
⑶轨底纵向裂纹，用70°探头接一通道，置于轨底角坡面（图4－68）与轨腰垂直，先后在有伤和无伤部位进行比较，依据坡面回波差异判定。
图4－68 轨底纵向裂纹判断
2．纵向裂纹长度判断
⑴失波报警法。0°探头置于轨面，在正常探伤灵敏度下，可根据0°探头失波报警时的探头位移长度（A型显示）或失波图形长度（B型显示）确定（图4－69）。一般为报警时探头位移距离就是纵向裂纹的长度，但由于现场裂纹实际状态和仪器探伤灵敏度调节的影响，测出长度与实际裂纹长度会有一些误差。
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图4－69 失波报警法测长
⑵裂纹回波法。采用与纵向裂纹位置判断相同的方法，轨头和轨腰用0°探头，轨底用70°探头（图4－70）。在确定裂纹位置的同时，探头分别向裂纹两边移动，直至裂纹波刚消失，在探头中心对应的钢轨上做好标记，则两个标记的距离为纵向裂纹长度。此法测出值与实际长度也会有误差，其主要原因是裂纹两端的形状和探测面的影响。
图4－70 裂纹回波法测长
（二）水平裂纹定位定量
根据基线所代表的探测声程和回波显示的刻度进行定位，如扫描线按声程1∶2.5调节时，水平裂纹回波在荧光屏刻度3.0，则裂纹距轨面的深度为75 mm处（图4－71）。在现场探伤中，因受仪器近区抑制的影响，轨头近表面的水平裂纹一次回波被仪器抑制而无法显示，实际显示的第一支回波已不是水平裂纹第一次回波，因此，会产生计算出的裂纹深度与实际裂纹深度不一致，这一点在水平裂纹定位中要注意。水平裂纹长度按延伸度法确定，根据回波有无时的探头位移，测得裂纹长度。
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图4－71 水平裂纹定位定量
第四节 钢轨探伤新方法
钢轨中裂纹产生的形貌存在规律性和偶然性，裂纹形成的特点除与钢轨生产有关外，还与列车运行中作用于钢轨上的力有关。随着列车速度加快，轴重增加，轮轨间作用力的变化，它影响着钢轨伤损形貌的产生和发展，在这新的伤损趋势面前，多了解一些探伤方法，对从事钢轨探伤工作有益。下面介绍部分路局目前研究和使用的探伤新方法。
一、螺孔小角度裂纹的探测**
钢轨螺孔小角度裂纹是指裂纹与水平方向夹角为 5°~ 25°的螺孔斜裂纹。根据超声波反射原理，现有仪器配置的37°探头对钢轨螺孔小角度裂纹检出有一定难度，尤其是螺孔向上裂纹，当裂纹倾斜角较小时，37°探头入射裂纹的声波朝另一方向反射（图4－72），因此，反射回探头的裂纹回波能量很弱，在正常探伤灵敏度条件下，回波很难从荧光屏上显示出来。
图4－72（4T66） 超声波在小角度螺孔裂纹上反射
（一）螺孔裂纹回波特点
超声波对钢轨螺孔裂纹检测，其反射机理可近似分为两种形式：一是裂纹的直接反射和散射；二是裂纹和螺孔柱面构成的二面角反射。图4－73是使用A型显示的钢轨探伤仪37°探头探测不同倾角螺孔裂纹与反射回波幅度的极坐标图，图中曲线上4个峰值是螺孔裂纹两种反射机理的综合结果，在－37°和143°上的二个峰值是裂纹直接反射结果，另二个峰值是二面角反射结果。曲线的谷点表明37°探头在探测螺孔
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裂纹中存在探测低灵敏区域，从人工模拟螺孔裂纹试块中实测中证实（表4－5），以螺孔波高80%释放14dB为基准，探测不同倾角、长度为5 mm的螺孔裂纹（表4－5），随着倾角减小，探头收到反射能量明显下降，当裂纹倾角小于25°以后，在正常探伤灵敏度下回波微弱或无显示。
图4－73（4T67） 37°探头探测螺孔裂纹与反射 表4－5 37°探头在人工模拟螺孔斜裂纹上测试
裂纹与水平方向夹角 裂纹方向 向上裂纹 向下裂纹 15° －21 … 17° －20 … 19° －18 －10 21° －18 －10 24° －14 －8 27° －11 －10 30° －6 －8 33° －3 －8 36° 0 －6 说明：表中数据为裂纹波与螺孔波波高80%时的dB差值。
（二）利用现有探头对小角度裂纹的探测 1．提高37°探头的探测能力
适当提高探测灵敏度，扩大对螺孔裂纹的探测范围，使部分倾斜角接近20°的螺孔向上裂纹回波能在仪器上显示；根据裂纹与螺孔圆面间构成的二面角反射原理，注意螺孔波起始（对后37°探头为跌落）时的波形观察，对规律近似于37°探测螺孔
水平裂纹的显示（图4－74），认真分析，以防螺孔小角度向下裂纹的漏检。
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图4－74 37°探头探测螺孔小角度裂纹回波
2．加强0°探头的回波分析
当裂纹倾角小于10°，长度大于等于12 mm，因0°探头声束扩散部分与裂纹间构成近似垂直反射，也会显示裂纹回波（图4－75），且随着裂纹倾斜角变小，裂纹回波的幅度升高，更有利于裂纹的检出。
图4－75（4T69） 0°探头探测螺孔小角度裂纹回波
（三）增加18°探头的探测
从螺孔裂纹回波特点分析中可知，螺孔小角度裂纹难以检出的关键是螺孔小角度向上裂纹的探测，根据超声波反射式探伤原理和难以检出裂纹的倾斜角范围上选择，以折射角为18°探头检测为最好。
1．回波显示规律
18°探头利用折射纵波进行反射式斜角探伤，螺孔和裂纹的回波规律与37°探头或0°探头有一定差别，掌握回波规律是充分用好18°探头的关键。
⑴正常螺孔回波 通常把18°探头接在0°探头连接的通道，18°探头螺孔回波与0°探头的螺孔回波位置相近，但回波显示过程有所不同，0°探头螺孔回波属“固定”回波，只在荧光屏某一固定刻度上显示（图4－76a），18°探头螺孔回波属“移动”回波，在荧光屏某一刻度范围内移动显示（图4－76b）。
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图4－76 18°探头正常螺孔回波
⑵裂纹回波 由于螺孔小角度向上或向下裂纹反射面声程大于螺孔反射面，因此，螺孔上下斜裂纹回波均显示在螺孔波的后方（图4－77），而且，裂纹倾斜角较小时，裂纹起点与终点对18°探头而言，声程差不大，所以，会出现裂纹较长，回波显示位移不长的现象，不可误认为回波位移小，裂纹就小而予以忽视。
图4－77 纵波18°探头裂纹回波
当裂纹倾角在5°~10°间，长度大于等于12 mm的上、下裂纹会有二次反射回波显示特点（图4－78）。经理论计算与试验分析，该回波是发射声束经裂纹反射至轨面的回波。
图4－78 纵波18°探头5°~10°斜裂纹回波
2．探测效果
⑴18°探头对螺孔小角度裂纹探测具有良好效果（表4－6）。经加工的小角度裂纹验证，以正常探伤灵敏度检测（螺孔最高回波80%、增益12dB），能发现长度大于等于3 mm的螺孔小角度裂纹。
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表4－6 18°探头在人工模拟螺孔斜裂纹上测试
裂纹与水平方向夹角 裂纹方向 向上裂纹 向下裂纹 5° 40 38 10° 38 36 15° 42 38 20° 40 38 25° 34 34 说明：1．裂纹长度4mm。 2．正常探伤灵敏度32dB。 3．表中数据为裂纹波 波高80%时的dB值。 ⑵裂纹回波时探头入射点到裂纹的水平距离短。一孔向轨端向下裂，可以利用直接反射来发现（图4－79a）；一孔向二孔向上裂，探头入射点距轨端距离约50 mm（图4－79b），有利于轨端擦伤掉块下一孔裂纹的探测。
图4－79（4T73） 18°探头探测一孔裂纹
3．探头组合和使用
18°探头与37°探头组合成18°+37°组合探头，为确保四个象限的探测，采用同向发射和异向发射二种组合方式（图4－80）。通过轮换不同的组合探头或仪器调向反查，可满足四个象限的探测需要。在使用中，18°探头与0°探头共用一个通道，通过转换装置分别使用。也可将18°探头与前或后37°探头共用一个通道使用，但要注意回波位置与0°探头共用一个通道不同。
图4－80 18°和37°组合探头
4．探伤要求及注意事项
⑴配置探头转换器 在钢轨探伤仪上配置18°探头和0°探头转换器，当需要用18°探头检查时，将转换器上的开关拨向“18°”。转换器接收端上另增设可调电位
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器，以便平衡共用一个通道的两个探头灵敏度。
⑵注意现场探伤灵敏度调节 以螺孔波高80%增益12dB为宜，现场探伤灵敏度不易增益过多，因纵波18°探头入射角小于第一临界角，在折射波中存在横波成份，当探伤灵敏过高时，会出现横波反射，干挠正常伤损回波识别。
⑶注意两个方向18°探头轮换使用 同向和异向组合的18°+37°探头定期轮换使用，以确保各方向小角度螺孔裂纹的检出。
⑷加强重点处所的螺孔小角度探伤 一般在岔后引轨、绝缘、异型、高低、轨端擦伤和掉块接头处，以及37°和0°探头探测中发现可疑波形时，用18°探头复核确认。
⑸定期检测18°探头的探伤性能 定期在GTS－60测试轨上检测18°探头与仪器组合后的探伤性能，确保现场探伤可靠性。以螺孔波波高80%再增益12dB为基准，探测倾斜角为25°和15°的螺孔裂纹，其回波显示满幅清晰为好。
（四）采用广角37°探头的探测
常规0°和37°探头检测螺孔小角度裂纹时，存在一定探测盲区，当采用提高灵敏度进行探伤后，荧光屏回波较多，给分析和判断带来一定的难度；当采用18°探头，虽然能弥补0°和37°探头探测不足，但使用中往复转换探头和复查，增加作业难度，而且很难对每一个螺孔进行探测。扩束37°探头是在不增加探头的前提下，可保持原有探测功能，增加对螺孔小角度裂纹的探测。
1．探伤原理
根据超声波反射特性，缺陷检出最佳状态是缺陷反射面与声束垂直。用广角探头探伤，当缺陷反射面与声轴线不垂直，而与声束扩散边缘的声射线垂直时，反射波亦能被探头接收（图4－81），图中裂纹倾角（α）与广角探头后扩散角（Q）具一定关
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系，即Q越大，βQ越小，在一定范围内最佳反射条件βQ=α，因此，扩散角越大，探测裂纹倾角越小。使用广角探头进行缺陷探测，相当于在同一探头中增加了两只声束方向不同的探头，扩大了探测范围。此法用于钢轨探伤仪上，在不增加探头个数和通道的情况下，达到增大探测螺孔裂纹范围的目的。
图4－81 扩束探头探伤示意图
2．回波显示规律
广角探头主声束方向和波型没有改变，回波规律与常规探头基本相同，只是由于声束较宽，正常螺孔回波位移和报警时间大一些。轨端部回波比较多，需要通过分析予以识别。
3．探测效果
⑴将广角探头在加工螺孔裂纹上实测（表4－7），从测试结果上说明，探测螺孔裂纹的范围扩大，检出小角度螺孔裂纹的能力提高。
表4－7 广角探头在人工模拟螺孔斜裂纹上测试
裂纹 方向 向上 向下 裂向 探头 常规 扩束 常规 扩束 15° －21 －11 … … 17° －20 －12 … －11 19° －18 －10 －10 －8 21° －18 －10 －10 －9 24° －14 －7 －8 －8 27° －11 －2 －10 －10 30° －6 0 －8 －8 33° －3 0 －8 －8 36° 0 +1 －6 －9 40° +2 +2 －8 －10 45° 0 －1 … … 说明：1．裂纹长度5 mm；2．表中数据为裂纹波与螺孔波波高80%时的dB差值。
⑵可延长缺陷显示时间，有利于缺陷的检出。由于扩束探头发射声束截面大，使缺陷被扫查时与常规探头相比，通过声束有效范围时间相对延长，伤波在探伤仪示波屏上显示时间和报警时间均增加，因此，有利于检测人员对裂纹确认，使缺陷易于检
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出。
⑶可保持重型钢轨“两波并存”的判伤特性，有利于螺孔向上裂纹的判断（图4－82）。由于重型钢轨轨高度的增加，螺孔位置更深，使原0°+37°组合探头对螺孔向上斜裂“两波并存”判伤特性不具备，因此，一些具有“两波并存”判伤报警力能的钢轨探伤仪性能无法发挥，当使用广角探头，由于声束截面增加，可使螺孔向上裂纹出现0°探头有“孔波”和37°探头有“伤波”同时显示，即“两波并存”的现象，以此提高伤损判定的准确性。
图4－82（4T76） 两波并存法判伤
二、提速道岔特种断面钢轨的轨头探伤***
随着提速道岔大量铺设，特种断面钢轨的伤损不断上升，AT轨长大伤损和折断时有发生，其原因是常规探伤方法对AT轨轨头核伤效果不佳，给防断工作带来新的课题，若探伤问题长期得不到解决，严重危及行车安全。
（一）轨头探测难点
钢轨常规探伤以70°探头放置轨面，并与钢轨纵向呈20°偏角向轨头内发射超声波，经轨头颚部反射到轨头内外侧上角，实现对轨头核伤多发区域的探测。AT型尖轨、尖基轨、导曲轨因钢轨截面几何形状变化，钢轨轨颚反射面减小，70°探头发射的声波经轨颚反射后，很难达到原探伤工艺设定的扫查区域。其原因：一是轨头增厚，使70°探头一次波入射轨颚边缘，二次波不能反射到达预定部位（图4－83a）；二是轨颚窄，无足够的平面提供声波反射（图4－83b）；三是尖基轨刨切后，轨颚变窄（图4－83c）。这些几何形状的改变都使以二次波作为探伤重点的方法不能有效发挥。
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图4－83（4T80） AT轨轨头一、二次波指向示意图
（二）探测方法 1．小偏角探测法
使用专用70°探头置于轨面，以与纵向呈10°偏角，用一次波对钢轨内外侧上角进行探测，此法具有操作简便，探伤可靠性高，在不用增加探伤人员的基础上，对AT道岔尖轨和尖基轨核伤多发部位探测。
提速道岔的AT尖轨和尖基轨常处于紧贴状态（图4－84），要探测到尖轨外侧和尖基轨的内侧距侧面和顶面10 mm范围的核伤，由于轨颚反射面小，影响二次波探测方法运用，利用一次波又因目前钢轨探伤仪近区抑制大，因此需要减小钢轨探伤仪抑制范围，提高近区探伤灵敏度；其二，探测尖基轨内侧，为使探头声束入射核伤多发部位，探头不受紧贴尖基轨的尖轨影响，必须采用内偏角70°探头，有利于探头置尖基轨内侧边缘。
图4－84（4T81） AT道岔尖轨和尖基轨结构图
⑴提高探伤仪近区探伤灵敏度。改进仪器接收电路的近区抑制电路，使之处于两种可选式抑制状态，用一开关控制，常规探伤时使抑制处于“大”状态，AT道岔尖轨和尖基轨特殊部位探伤时使抑制处于“小”状态，以满足不同探测方法对近区灵敏度的需要。
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⑵为满足提速道岔特种断面的尖轨和尖基轨轨头两个方向的探测需要，保证轨头一侧伤损的检出，探头采用内偏角10°双晶片双70°探头（图4－85），通过减小偏角和探头向一侧移动来满足轨头核伤检出的需要。
图4－85（4T82） 内偏角70°探头结构示意图
⑶探测效果
①钢轨探伤仪接收电路改进后，接上内偏角70°探头，探测轨头核伤多发部位Φ6mm平底孔，其结果和通用仪探测基本相同。
②仪器接收电路改进后，荧光屏刻度0.5~1间（近区）的探伤灵敏度得到明显提高，刻度0.5处提高18dB，刻度1.0处提高8dB。接上内偏角70°探头，使用新的探伤方法可满足对AT道岔尖轨和尖基轨头核伤多发部位的探测。
⑷探伤方法使用
①在钢轨探伤仪车架两个70°探头的探头架之间，增加一个用于安装内偏角70°探头的探头架；内偏角70°探头和常规探伤70°探头共用1、2通道，通过加装探头转换器分别接转使用两种探头；转换器接收端安装一个电位器，以便平衡共用一个通道的两个探头灵敏度。
②内偏角70°探头位置调至距轨头中心外移15 mm处；探测AT道岔尖轨外侧时，小车尼龙缘靠钢轨内侧行，探测AT道岔尖基轨内侧时，小车尼龙缘靠钢轨外侧行（图4－86）。通过这样扫查，可弥补常规探伤的不足。
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图4－86（4T83） 仪器推行示意图
③内偏角70°探头性能测试和探伤灵敏度调节与常规探伤用70°探头方法一样，只是性能测试时要注意探头内偏10°角。
2．提高灵敏度法
由于目前提速道岔中，AT轨的数量较多，使用钢轨探伤仪、路轨70º专用探头，采取轨面70º探头偏移、高灵敏度法，其检测实用性好、方法简便。将钢轨探伤仪配备的向内或者向外偏20º角的70º探头，向内或外侧偏移3mm（视窄轨颚所在部位而定），利用窄轨颚面反射的二次波检测盲区部位（图4－87），根据列车运行方向与伤损形成的规律，应采取70º探头朝来车方向发射（按迎着列车方向检测，70º探头向前发射），探伤灵敏度采用在正常探伤灵敏度下再提高3dB。
图4－87 AT型轨轨头探伤示意图
3．轨头侧面校对法
对于轨面剥离严重，无法经轨面对AT轨轨头核伤多发区进行探伤时，采取轨头侧面校对探伤方法，使用钢轨探伤仪、路轨70º专用探头，检测AT轨窄轨颚一侧上部，将70º探头放置于轨头侧面（图4－88、探头1），用侧面校对探伤灵敏度检测轨头盲区部位，也可采取探头另一侧面探测（图4－88、探头2），探测范围应不小于深
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度70mm。探伤灵敏度按轨头侧面70º探头的核伤校对灵敏度。
图4－88 AT型轨轨头侧面探伤示意图
三、可动心道岔特殊钢轨检测***
随着铁路提速的要求，正线铺设可动心道岔越来越多，解决可动心道岔特殊部位钢轨探伤的问题，是确保可动心道岔安全使用的前提，根据可动心道材料、结构、受力特点，采用有针对性方法对常规探伤无法检测部位进行探伤。
（一）翼轨宽轨头部的检测
由于翼轨轨头加宽，加之该部位长心轨、第一动杆部件的影响，常规探伤无法对轨头部分有效检测，采取以下检测方法。
1．检测范围
可动心道岔直股（正线），从可动心道岔咽喉连接铁起（图4－）至短心轨尖端对应的翼轨轨头。
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咽喉连接铁 变截面处 变截面处
图4－ 翼轨咽喉连接铁
2．检测方法
钢轨探伤仪、路轨70º专用探头，以轨面为探测面。
⑴长心轨未靠翼轨时的检测 如长心轨未靠翼轨，可采取推行钢轨探伤仪按常规方法检测一遍轨头内侧，然后将70º探头向外横移20mm，重复检测一次（图4－90），以弥补常规检测的不足。探伤灵敏度仍按常规检测相同灵敏度。
图4－90 长心轨未靠翼轨时探伤示意图
⑵长心轨靠翼轨时的检测 如长心轨靠翼轨时，无法使用常规方法进行检测，采取手持70º探头按偏20º的校对方式对翼轨进行检测，分别检测翼轨轨头内、外侧（图4－91）。探伤灵敏度按轨面核伤校对的灵敏度。
图4－91 长心轨靠翼轨时探伤示意图
（二）长心轨轨底部位的检测
由于长心轨制造和养护问题，轨面宽度小于50mm的凸轮边缘易发生钢轨折断，
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为保证长心轨正常使用，采取钢轨探伤仪、路轨37º专用探头检测。
1．检测范围
可动心道岔长心轨，从短心轨尖端对应处至长心轨凸轮边缘（图4－92）。
图4－92 长心轨凸轮边缘示意
2．检测方法
⑴探伤灵敏度 长心轨轨腰螺孔波80%，增益20dB。在所探长心轨轨腰螺孔上调节，移动探头找出轨腰螺孔最大回波，调节仪器衰减器或增益，使螺孔回波为满幅的80%，再增益20dB。然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿，一般提高2~4 dB作为探伤扫查灵敏度。
⑵扫查方式：
①移动速度不大于100mm/s；相邻两次的扫查应有一定重叠，重叠宽度不小于扫查宽度15%。
②探头发射声束方向朝长心轨尖端（图4－93），平行与钢轨长度方向纵向摆动式移动探头，摆动角度根据轨面磨耗倾斜度确定，轨面倾斜度越大则向边摆动角度越大。
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图4－93 长心轨探伤示意图
③对两侧过车相同，轨面中心凸起的长心轨，采取内、外侧各扫查一次（图4－94a）；如遇侧向过车较多，轨面呈单侧面倾斜的长心轨，则按侧、中各扫查一次（图4－94b）。
a b 图4－94 长心轨探伤示意图
复 习 思 考 题
1．70°探头的探测原理和作用是什么？
2．简述70°探头一、二次波的概念及探测范围。
3．规则核伤偏角检测和无偏角检测时，回波显示有何规律？
4．双线区段由于列车单向运行，钢轨头部核伤常带有一定倾斜，应如何防止这类核伤漏检？
5．70°探头探伤时会产生哪些假信号？如何鉴别和处理夹板内螺孔反射波？ 6．为什么接头1m区域核伤容易漏检？如何避免漏检？
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7．为什么要定期调换70°探头的发射方向？70°探头探头位置调整有何作用？ 8．应重视哪些地段的核伤检查？不能忽视哪些部位的检查和校对？ 9．目前核伤校对方式有几种？各适用范围是什么？ 10．四点法如何确定核伤的中心、深度、高度和宽度？
11．基线法是根据什么来对核伤进行定位定量的？如何计算核伤的深度、高度和中点？
12．基线法如何确定核伤校对灵敏度？校对时为什么要采取“近高远低”进行修正？
13．目前核伤校对普遍采用的有哪两种方法？分别适用哪些范围核伤校对？ 14．37°探头的探测原理和作用是什么？
15．37°探头在第一螺孔至轨端区域的回波显示规律有什么特点？ 16．37°探头探测螺孔向上、向下和水平裂纹的显示有何区别？ 17．37°探头探测轨端水平裂纹的原理是什么？如何确定裂纹的深度？ 18．为什么37°探头对轨底横向裂纹具有良好反射条件？如何探测轨底横向裂纹？
19．37°探头非螺孔裂纹回波有哪些？用什么方法鉴别螺栓回波？ 20．37°探头探测钢轨接头时应注意哪“三看”？ 21．0°探头具有哪些探测功能和作用？ 22．0°探头探测水平裂纹应注意哪些情况？ 23．0°探头如何检查和分析螺孔斜裂纹？
24．0°探头对纵向裂纹的探测具有什么显示特点？应该如何鉴别？ 25．纵向裂纹有哪几种形式？0°探头探测时有何不同显示？
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26．0°探头非裂纹回波有哪些？如何鉴别？
27．0°探头探伤中应注意哪些事项？为什么说探伤灵敏度调节十分重要？ 28．如何判断纵向裂纹存在于轨头、轨腰和轨底？
29．为什么在正常探伤灵敏度条件下，37°探头较难发现螺孔小角度裂纹？ 30．如何加强37°和0°探头对螺孔小角度裂纹的探测？
31．18°探头对螺孔和螺孔小角度裂纹探测中的回波是如何显示？ 32．为什么18°探头对轨端擦伤、掉块下的螺孔小角度裂纹探测有利？ 33．扩束探头检测螺孔裂纹的原理是什么？它有哪几点作用？
34．提速道岔特种断面钢轨轨头核伤为什么检出困难？有哪些检测方法可以弥补？
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