浅谈影响数字探伤仪数据分析的主要因素及解决措施

王强

哈尔滨工务段

摘要：本文主要介绍了影响探伤数据分析的主要因素，结合实际制定排除各种干扰因素的措施，阐述做好数据分析工作的方法，最大化的提高现有探伤能力，做好防断工作。

关键词：数字仪器；分析；因素；措施

1.引言

随着数字探伤仪器全面推广和使用，它对探伤作业的全过程记录，有效控制作业过程中的违章现象的优势也突显出来。特别是通过对记录数据的转储分析，能够发现疑似伤波，并通过现场复核来判定伤损，堵塞了现场遗漏伤损的漏洞，提高了仪器的实用性。对探伤作业的数据分析成为探伤工作的一项重要内容，成为防“三折”工作的最后一道防线。现将日常探伤数据转储分析中影响判伤准确性的主要因素，结合日常工作谈谈自己的体会和解决措施。

2.钢轨外观因素对数据分析的影响

数字探伤仪器记录的数据不能够直观的反映钢轨外观状态，但钢轨外观因素往往引起疑似波形较多，导致现场复核工作量很大。钢轨伤损判定一般有三个方面的依据，即一看波形显示；二看探头位置和灵敏度；三看钢轨外观状态（无缝线路地段为钢轨或焊缝状态）。现场判断伤损在波形显示基础上要看钢轨实际状态，通过查看钢轨炉号、钢轨外观划痕或者测量焊缝焊筋位置都可以直接排除一些疑似波形。分析人员在分析时没有现场钢轨外观的直接反馈，导致大量的疑似伤损需要二次进行现场复核。比如滨绥线170km的右股钢轨轨头外侧存在很多由于电务钻导线孔时造成的的卡痕，这样的卡痕，在B显图谱上显示与核伤没有任何区别，也就是说，这样的疑似波形，如果只看波形显示，必须要复核，而这样的复核没有任何意义。类似这样的问题还很多，如夹板卡损、垫板卡损、轨缝调整器卡损、炉罐号、钢轨在运输过程中产生的划痕撞击伤损等。如果所有的疑似波形都通过现场二次复核来确认，复核工作量将会很大，严重干扰了正常的探伤周期检查。

通过不断的实践和探索，我们形成了数据分析的五级管理制度。通过层层分析，层层卡控，尽最大可能的消除轨件外观带来的影响。五级分析制度即执机人员现场疑似波形的确认消除、探伤班长外观综合因素分析、工区分析员里程和钢轨状态不良的集中分析、探伤工长重点分析、段数据分析人员的全面分析。

1、执机人员根据现场实际情况及时消除疑似波形。在作业后对当日作业的数据，进行第一次初步分析，对疑似波形出现的位置和现场情况进行记录，并且按照表格上报班长。

2、探伤班长对执机人员发现的疑似波形进行综合分析和记录，并按照表格进行上报工区，对存储数据做第二次分析，并将分析的结果上报给工区分析员。

3、工区分析员结合探伤班长的现场记录和分析结果，做进一步的分析，并将疑点，难点与探伤班长沟通，做出初步的判断，并将结果上报给探伤工长。

4、探伤工长对工区分析员上报的分析结果，作进一步的分析确认后，上报给段数据分析组。

5、段数据分析员按照数据分析的要求结合班长的现场记录和工长的分析结果，进行全面分析确认，并做出最终的分析结果。如需要复核疑似伤损，需下发所属工区的《伤损复核通知单》，并对经复核没有的疑似波形图谱建立数据库，以便与下周期探伤数据比对。

通过建立逐级分析制度，使分析与现场结合十分紧密，分析员能够掌握现场的实际钢轨外观状态，使分析工作有据可查，直接消除了部分的疑似波形，使下发的《伤损复核通知单》针对性强，减少了大量不必要的现场复核。

二、特殊材质和结构因素对数据分析的影响

在辙岔等特殊部位的数据分析工作中，各种波形纷繁复杂，分析起来十分困难。目前我段管内的正在使用的辙岔有三种类型，即高锰钢辙叉，锻焊辙叉和合金钢辙叉。如要在众多的波形当中区分出来哪是辙叉产生的反射波，哪是伤损产生的反射波，就必须从辙岔的材质和结构上入手，寻找答案。

1、高锰钢辙岔。这种辙岔由于它是铸造的，内部组织晶粒相对粗大，超声波入射后反射不明显，用仪器来探伤效果不好，在B显图谱上我们会看到密密麻麻的反射点（如下图），而这种反射点与鱼鳞伤的反射及其相似，容易造成分析员的误判，而出现不必要的复核。

图1

2、锻焊辙岔。这种辙岔属于拼装辙岔的一种，其最大的弱点就是位于辙岔心的焊缝（下图2红圈位置），这个位置极易出现垂直裂纹（下图3红圈位置），且由于其轨腰和轨底类似台阶式的焊接方式，给分析工作带来很多困难，其B显图谱（如图2红黑圈所示）这个位置前后70度探头均有显示，波形的大小与焊筋的宽度及焊接工艺有关，而且由于其轨面宽度较窄只有30mm左右，所以直70度探头也极易出现反射波。

在理论上，普通钢轨地段，如果直70度探头在轨头部位出现反射波，尽管这个波的A型显示比较小，或者几乎没有位移，那么这根钢轨的轨头内部一定存在核伤。因为直70度探头是与钢轨的作用边水平放置在轨面中心位置的，不存在二次波。而在判断锻焊辙岔岔心焊筋部位的直70度反射波是焊筋波，还是伤波就显的十分困难。往往我们发现此处伤损后，该处伤损已经发展很大了。

图2

图3

3.合金钢辙岔也叫贝尔辙岔（如下图4）：

贝尔辙岔也是一种拼装辙岔，其特点是辙叉心是由一个菱形贝氏体构成，这种辙岔无论是硬度还是韧性都要优于锻焊辙岔，目前为止，这种辙岔伤损出现较少，但这不表示这种辙岔就不会出现伤损，所以加强对贝尔辙岔的数据分析也尤为重要。

图4

上图5为贝尔辙岔的B显图谱，不难看出，在仪器各斜70度探头经过其菱形铁时，均会不同程度的产生反射波，这种波形很典型，所有的贝尔辙岔的波形几乎是相同，所不同的就是各探头反射波强度略有差异。

为了让分析员能够更准确掌握各种辙岔波形反射的特点，我们采取了一下相应的措施：

1、学习各种辙岔的材质及结构特点，掌握特殊材质的反射规律和波形显示的特点。通过抓住特殊材质的分析规律，使其对出现波形能够与伤波区分开来。

2、按照探伤计划认真核对作业地点，根据设备图标来核对作业位置，道岔位置与出现的伤波对应起来，区分伤波与道岔位置出现的正常波形。

3、搜集整理道岔伤损的典型波形，与发现的疑似波形对照判断，并且通过一定的现场复核，找出道岔伤波的规律，增加判断的参考依据。

图5

3、钢轨焊接接头结构因素对数据分析的影响

钢轨焊缝主要有三种：接触焊、铝热焊和气压焊。三种焊缝的反射原理都是一样的，只不过是接触焊的焊筋比较小反射波弱一些。接触焊焊筋两侧出现反射波的几率要比铝热焊和气压焊小得多，相对容易判断。焊缝及焊缝热影响区的伤损如何判断，一直以来都是探伤人员深入研究的课题，即使在现场如果不使用钢板尺等工具进行测量，仅仅依靠波形显示也是很难做出准确的判断，这加大了数据分析的难度了。铝热焊和气压焊焊筋所产生的较强的反射波和较大的波形位移，是大多数探伤工和数据分析员的一项重要研究课题。

自从数字探伤仪使用以来，B显方便快捷和直观的读取方式受到大多数探伤工和分析员的认可，而忽视探伤和数据分析过程中的A型显示，结果进入判伤的误区。实际上B显和A显是不可分割的，是不能脱离对方而独立使用的。只能利用他们各自的特点来发挥作用，B显用来发现疑似波形，A显用来观察波形出现的位置来综合判断伤损。

图6

图7

看上面这两个焊筋波图谱（上为B显，下为A显），铝热焊和气压焊的A显焊筋波一般在3至7格左右出波，波幅较强，且波的位移连续完整杂波较少。其最重要的一个特点就是，在5格左右没有一二次波的交替过程，因为焊筋波只有一次波而无二次波。而伤波则不然，它或为一次波，或为二次波，如果伤损较大时，会在5格左右出现由一次波向二次波过渡的明显的交替过程，这是判断焊筋波和伤波的一个重要依据。当然，我们不能只依靠一种方法武断的去判伤，而应该用各种方法综合判伤，从而减少误判。

为了加强分析人员对各种焊缝数据的分析能力，我们采取了以下措施：

1、组织数据分析员学习典型焊缝波形显示规律，搜集典型焊缝伤损波形显示图谱，对照伤损波形图谱进行判伤。

2、根据五级分析报表，认真核对波形出现位置的焊缝接头状态，通过A型显示综合分析疑似波形的规律，与典型伤损波型对比，采取集中判伤的方式减少误判的发生。

3、利用上周期数据对比波形的显示情况，不断总结波形变化规律，为判伤提供充足的依据。

4、鱼鳞伤损波形对数据分析的影响

鱼鳞伤是大多数数据分析员和探伤工都头疼的伤损，下图8是鱼鳞伤的B显图谱，这种伤损在曲线地段大量的存在。每年因鱼鳞伤损影响造成漏伤、误判的事件时有发生。鱼鳞伤损主要是车轮碾压造成的肉眼可见的伤损，其长短不一、出现密集、互相交错，危害较大，给探伤和数据分析带来的很大的难度。

现有的钢轨探伤仪其横轴表示超声波在钢轨中的传播时间。由于超声波扩散角等原因，我们无法通过波位移的距离来区分鱼鳞伤的深度和长度，鱼鳞伤有深度无长度和有长度无深度，波位移的距离接近，这就造成了在数据分析时无法准确判断鱼鳞伤和核伤，在现场判断这类伤损时，仅仅采用手持探头校对的方法来判断，工作量大，实现起来也有一定困难。

图8

通过我们反复的实际摸索出来了一套可行的判伤方法。

1、车间数据分析员，必须掌握管内鱼鳞伤损的分布状况，

并建立《鱼鳞伤损数据库》，以便于鱼鳞伤损的比对和分析。

2、当数据分析员发现鱼鳞伤损时，首先根据鱼鳞伤出现的点数进行核对伤损的大小，用A型显示来看波形行走的位置，通过位移量来判断伤损的大小。

3、利用上一周期相同位置B型显示观察鱼鳞伤的发展情况，如果以各周期鱼鳞伤点数增加在3点以上，而且A型显示波形走2格，则可下发现场复核通知书。

5.结束语

以上是从探伤分析的角度对日常防三折工作中存在的问题进行分析，希望对日常探伤数据分析工作有一定帮助。