钢轨缺陷无损检测与评估技术综述

钢轨缺陷无损检测与评估技术综述

徐志浩

中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司阿克苏工务段 新疆 阿克苏 843000

摘要：铁路是交通体系的重要组成部分，钢轨缺陷会给铁路交通带来巨大的威胁，为保障铁路交通安全，应注重钢轨缺陷检测，及时发现和排除钢轨缺陷。无损检测与评估技术的应用，可以为钢轨缺陷检测提供有力的支持，借助该技术，不仅能够实现钢轨的无损检测，同时也能准确判断钢轨是否存在缺陷以及具体的缺陷情况。因此钢轨缺陷检测与评估技术的应用具有十分重要的意义。基于此，本文介绍了钢轨缺陷无损检测技术，并就钢轨缺陷检测结果评估进行探究，仅供大家参考。

关键词：评估技术；铁路交通；无损检测技术；钢轨缺陷

引言：铁路具有运力强、节能以及便捷等方面的优势，因此成为了人们出行以及货物运输的主要方式之一。相较于其他交通运输方式，铁路更具安全性。近年来，随着铁路事业的发展，铁路的运营里程以及运行速度等也随之不断增加，相应的对钢轨的检测要求也越来越高。受外界环境以及列车行驶等因素的影响，容易导致钢轨产生缺陷。钢轨缺陷会严重影响铁路交通安全，同时也会影响乘客的舒适度。为及时发现和排出钢轨缺陷，需要注重对钢轨缺陷进行检测。无损检测与评估技术的应用，既能保证检测效率高，也能保证检测的准确性，因此针对钢轨缺陷无损检测与评估技术的研究具有十分重要的意义。

1钢轨缺陷无损检测技术

以往针对钢轨缺陷的检测主要以人工方式为主，人工方式进行钢轨缺陷检测，不仅耗时耗力，而且检测效率低，同时也难以保证检测结果的可靠性。无损检测技术的应用，不仅能够更好的保证检测对象的完整性，同时还能高效率的获取检测对象缺陷相关信息，在此基础上再结合相关标准对缺陷进行准确评估，最终为缺陷排除方案的制定提供参考依据。

1.1物理检测

1.1.1射线检测

射线具有较强的穿透性，因此可以借助射线来对钢轨进行缺陷检测，在技术应用过程中，首先需要借助发射器发射射线，让射线穿过钢轨，并通过接收器接收，根据射线底片可以分析来实现对钢轨缺陷的检测。在检测过程中，如果材料的密度和厚度越大，则对射线的吸收程度越高，射线的穿透性便会降低，相应的底片的感光量也会变小，同时应用仪器仅进行接收，其所接收到的信号也相对较弱，根据该原理，可以对钢轨缺陷情况作出准确判断，为保证钢构质量奠定基础。但是这种方法的应用也存在一定的不足，如会对人的身体健康造成一定的危害，往往需要做好相应的防护才能应用这种方法，再加之这种方法的应用成本较高，需要投入大量资金购置相关设备，这些因素都在一定程度上限制的该技术的应用。射线检测技术主要借助x射线、γ射线等进行检测，这种检测技术不会对检测对象的完整性造成影响，因此对检测对象来讲属于无损检测，但是对人而言则称不上“无损”，反而还会严重威胁人的身体健康。在计算机以及材料技术的支持下，射线检测技术也得到了快速的发展，近年来，其应用范围也在不断拓展，在钢轨缺陷检测中的应用效果也更加显著。

1.1.2超声波检测

超声检测即借助超声波穿透力强的特点对钢轨缺陷进行检测，超声波在钢轨中传播，同时检测散射能量以及返回能量的幅度，并以此为依据来准确判断缺陷位置。在钢轨缺陷检测过程中，首先要借助相关设备向检测对象发射超声波，然后再借助接收设备接收到缺陷波，并通过荧光屏现实出来。超声波检测技术的优势主要表现在其敏感性较强，即使再小的钢轨缺陷也可以通过该技术检测出来。超声检测技术不仅不会影响检测对象的完整性，同时对人体也不会造成伤害，同时还具有应用便捷以的特点。借助该技术可以准确判断钢轨缺陷的位置以及缺陷的大小，因此该技术的应用效果十分显著。但是应用超声检测技术对操作人员的要求较高，需要其具备丰富的工作经验。同时涉及到的设备投入相对较大。在钢轨缺陷无损检测过程中，超声波探伤的应用最为广泛，因此针对该技术的研究也更受人们的关注。

1.1.3磁粉检测

磁粉检测技术是指根据导磁物体容易被磁化的特点，通过显示介质来检测钢构缺陷的方式。钢轨存在缺陷，通常会在缺陷位置形成漏磁场，因此漏磁场的位置便是缺陷位置。应用磁粉检测技术可以准确判断钢轨缺陷位置。磁粉检测技术应用成本低，并且检测结果可靠性强。但是在进行磁粉检测之后，会导致钢轨上产生剩磁，因此通常需要进行退磁处理，这使得该技术的应用比较繁琐和复杂。而随着便携式磁粉检测设备以及半自动化和自动化磁粉检测设备的发展和应用，使得磁粉检测技术的应用效果更加显著。

1.2机器视觉检测

    对于机器视觉检测而言，其主要由传统检测方法以及深度学习检测方法组成，传统检测方法效果不佳，因此本文主要介绍深度学习检测方法。深度学习是一种机器学习方法，在钢构缺陷检测过程中，可以将循环神经网络与长短期记忆相结合，通过这种方式可以更好的保障检测效果。北京交通大学研发了一种基于钢轨表面图像的检测方法，该方法的应用，需要进行图像预处理，然后再借助粗提取器提取图像中的缺陷，在借助精提取器来辨别噪声点和真实缺陷，最后再舍弃噪声点，对缺陷做出准确判断。

2钢轨缺陷检测结果评估

评估技术是指对检测结果进行评价的技术形式，通常情况下，针对物理检测结果的评估方法相对较少，因此检测结果评估多是指针对及其视觉方法检测结果的评估。根据钢轨缺陷评估标准，对比分析同种钢轨图像检测精度以及检测速度等指标。检测结果评估分为传统检测结果评估与深度学习检测结果评估，对于深度学习检测结果评估而言，其复杂性更强，需要同时对多个指标做出评价，如对误分类的评价、对精度的评价、对检测速度的评价以及对漏检率和误检率的评价等。在评价过程中，为了保障检测性能，需要合理选择指标参数，这是评价的关键。

3发展趋势分析

近年来，铁路运输线路发展迅速，传统的钢轨检测技术已经难以满足缺陷检测需求，因此应进一步加强技术研发，提升钢轨缺陷无损检测技术水平和检测效果。未来，检测效率将会更高，检测效率高，可以增加检测频率，进而更好的掌握钢轨的状态，这对于保障铁路运输安全具有十分重要的意义。另外，未来检测精度也会不断提升。鉴于上文分析我们可以认识到钢轨缺陷无损检测技术均存在一定的不足，采用单一技术形式难以保障检测精度，因此未来检测技术的融合将成为主流趋势，并通过这种方式来保障钢轨缺陷检测精度。除此之外，未来钢轨缺陷检测系统也将更加完善，对视觉模块以及无线传感网系统的应用也会更加广泛，借助无线传感网系统，可以在钢轨各处合理分布，实现对钢轨状态的实时监测，同时将缺陷位置准确呈现出来。

结束语

钢轨缺陷会给铁路运输安全带来巨大的威胁，同时也会影响到乘客的舒适性，以此针对钢轨缺陷的检测至关重要。无损检测与评估技术的应用，可以为钢轨缺陷检测提供有力的支持。因此应合理选择无损检测与评估技术，保障检测效率和检测精度。

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