0°探頭的探傷方

1、 教學內(nèi)容：0探頭的探傷方法 教學目標：通過培訓0探頭的探傷方法， 使探傷工人員具備探傷工基本理論和實作 技能的要求，在今后的工作中理論聯(lián)系實 際，做好探傷日常檢查工作。 0度探頭正常顯示度探頭正常顯示 0探頭的探傷方法 O探頭放置鋼軌頂面中心，發(fā)射聲束從軌 面至軌底，能探測的區(qū)域為軌腰投影范圍 內(nèi)。它具有穿透和反射兩種探傷功能：穿 透式探傷時，由一個晶片發(fā)射的縱波從軌 頭經(jīng)軌腰到軌底，被軌底面反射后，由另 一個晶片接收，為使軌底波不報警，儀器 均用反報警小方門罩住軌底波（如下圖） 0度探頭正常顯示度探頭正常顯示 如果鋼軌內(nèi)有縱向裂紋和斜裂紋，超如果鋼軌內(nèi)有縱向裂紋和斜裂紋，超 聲波在傳播過程

2、中改變方向，使探頭聲波在傳播過程中改變方向，使探頭 接收不到軌底反射波而產(chǎn)生失底波報接收不到軌底反射波而產(chǎn)生失底波報 警現(xiàn)象；反射式探傷時，當遇有水平警現(xiàn)象；反射式探傷時，當遇有水平 裂紋，超聲波在裂紋面上反射并被探裂紋，超聲波在裂紋面上反射并被探 頭接收，熒光屏上顯示回波并產(chǎn)生報頭接收，熒光屏上顯示回波并產(chǎn)生報 警。根據(jù)水平裂紋距軌面的深度，在警。根據(jù)水平裂紋距軌面的深度，在 基線上顯示水平裂紋回波。所以，基線上顯示水平裂紋回波。所以，O 探頭能探測軌頭至軌底間的水平、縱探頭能探測軌頭至軌底間的水平、縱 向和斜裂紋能力。向和斜裂紋能力。 0探頭穿透探傷從理論上說，對探頭穿透探傷從理論上說，對

3、 軌腰投影范圍內(nèi)任何取向和性質(zhì)的軌腰投影范圍內(nèi)任何取向和性質(zhì)的 缺陷，只要對超聲波傳播有阻礙都缺陷，只要對超聲波傳播有阻礙都 能被檢出，但實際探傷中由于外界能被檢出，但實際探傷中由于外界 原因和探傷方法的影響，對縱向投原因和探傷方法的影響，對縱向投 影長度較小的缺陷檢出有一定難度。影長度較小的缺陷檢出有一定難度。 一：正常鋼軌內(nèi)回波一：正常鋼軌內(nèi)回波 鋼軌軌腰投影范圍內(nèi)無裂紋時，探頭鋼軌軌腰投影范圍內(nèi)無裂紋時，探頭 發(fā)射的超聲波在軌底上產(chǎn)生反射，回發(fā)射的超聲波在軌底上產(chǎn)生反射，回 波顯示在熒光屏刻度（聲程波顯示在熒光屏刻度（聲程1:2.5） 50kg/m軌軌6.0左右、左右、60kg/m軌軌7

4、.0左右左右。 當探頭移向螺孔，則出現(xiàn)螺孔波和軌當探頭移向螺孔，則出現(xiàn)螺孔波和軌 底波交替顯示，顯示過程為：底波交替顯示，顯示過程為：a軌底軌底 波波b軌底波和螺孔波軌底波和螺孔波c螺孔波螺孔波d螺螺 孔波和軌底波孔波和軌底波e軌底軌底波（如下圖）波（如下圖） 探頭移過螺孔時顯示過程 a.e為底波，b.d為底波和孔 波同顯過程，c為孔波顯示 過程 二、裂紋回波顯示規(guī)二、裂紋回波顯示規(guī)律律 0探頭穿透式和反射式探傷判傷方式各不相探頭穿透式和反射式探傷判傷方式各不相 同，穿透探傷以朱波報替來判定，反射式探傷同，穿透探傷以朱波報替來判定，反射式探傷 以裂紋回波顯示來判定。以裂紋回波顯示來判定。 1水

5、平裂紋水平裂紋 0探頭發(fā)射超聲束遇有水平裂紋時，在基線探頭發(fā)射超聲束遇有水平裂紋時，在基線0 位與軌底波間顯示水平裂紋回波位與軌底波間顯示水平裂紋回波（如下圖），（如下圖）， 同時，軌底波消失并報警。水平裂紋距軌面越同時，軌底波消失并報警。水平裂紋距軌面越 深，回波顯示刻度值越大，如果水平裂紋長、深，回波顯示刻度值越大，如果水平裂紋長、 且表面平整，則會產(chǎn)生多次等間距水平裂紋回且表面平整，則會產(chǎn)生多次等間距水平裂紋回 波的顯示。波的顯示。 水平裂紋回波顯示 （1）遇有鋼軌軌腰單側(cè)水平裂紋、軌頭部 一側(cè)或頦部圓弧處有水平裂紋，裂紋進入 聲束掃聲范圍，會同時顯示底波和水平裂 紋回波（如下圖）： 單

6、側(cè)水平裂紋回波顯示 （2）螺孔單側(cè)水平裂紋，有時會出現(xiàn)螺孔）螺孔單側(cè)水平裂紋，有時會出現(xiàn)螺孔 波、水平裂紋波和軌底波同時顯示的現(xiàn)波、水平裂紋波和軌底波同時顯示的現(xiàn)象象 （如下圖顯示）：（如下圖顯示）： 螺孔單側(cè)水平裂紋回波顯示螺孔單側(cè)水平裂紋回波顯示 當出現(xiàn)這種顯示，應將探頭橫向移動，觀當出現(xiàn)這種顯示，應將探頭橫向移動，觀 察傷波變化情況，確定單側(cè)裂紋的具體部察傷波變化情況，確定單側(cè)裂紋的具體部 位，由于單側(cè)裂紋的橫向深度不一或探頭位，由于單側(cè)裂紋的橫向深度不一或探頭 位位置偏，軌腰裂紋呈縱向水平發(fā)展，在橫置偏，軌腰裂紋呈縱向水平發(fā)展，在橫 截面上與水平呈一定的傾斜截面上與水平呈一定的傾斜角（

7、如下圖）。角（如下圖）。 裂紋因在一個方向傾斜后，產(chǎn)生回波不強裂紋因在一個方向傾斜后，產(chǎn)生回波不強 或失底波的現(xiàn)象，有波形顯示時，還會出或失底波的現(xiàn)象，有波形顯示時，還會出 現(xiàn)回波位置后移。離軌面中心軸線等因素，現(xiàn)回波位置后移。離軌面中心軸線等因素， 有可能發(fā)生裂紋漏檢，因而要經(jīng)常注意探有可能發(fā)生裂紋漏檢，因而要經(jīng)常注意探 頭位置的調(diào)整。頭位置的調(diào)整。 （3）橫向傾斜的水平裂紋。由于鋼軌內(nèi)外）橫向傾斜的水平裂紋。由于鋼軌內(nèi)外 側(cè)受力不均或長期偏載作用下，軌腰裂紋側(cè)受力不均或長期偏載作用下，軌腰裂紋 呈縱向水平發(fā)展，在橫截面上與水平呈一呈縱向水平發(fā)展，在橫截面上與水平呈一 定的傾斜定的傾斜角（如

8、下圖）。裂角（如下圖）。裂紋因在一個方紋因在一個方 向傾斜后，產(chǎn)生回波不強或失底波的現(xiàn)象，向傾斜后，產(chǎn)生回波不強或失底波的現(xiàn)象， 有波形顯示時，還會出現(xiàn)回波位置后移。有波形顯示時，還會出現(xiàn)回波位置后移。 橫向傾斜的水平裂紋 2斜裂紋 （l）軌腰斜裂紋。）軌腰斜裂紋。0探頭發(fā)射的超聲波，探頭發(fā)射的超聲波， 在斜裂紋上產(chǎn)生反射聲波，無法按原方向在斜裂紋上產(chǎn)生反射聲波，無法按原方向 傳播到軌底，因此，儀器發(fā)生無軌底波而傳播到軌底，因此，儀器發(fā)生無軌底波而 報警的現(xiàn)象。當斜裂紋不規(guī)則或帶有局部報警的現(xiàn)象。當斜裂紋不規(guī)則或帶有局部 水平裂紋時，在探頭移動過程中，有可能水平裂紋時，在探頭移動過程中，有可能

9、 出現(xiàn)不連續(xù)，波幅不強，一閃即消失的移出現(xiàn)不連續(xù)，波幅不強，一閃即消失的移 動回波動回波（如下圖）。（如下圖）。 （2）螺孔斜裂紋。）螺孔斜裂紋。0探頭遇螺孔向下裂探頭遇螺孔向下裂 紋，其傾角在紋，其傾角在37左右，一般長度大于左右，一般長度大于 15mm，會產(chǎn)生螺孔波與軌底交替過程中，會產(chǎn)生螺孔波與軌底交替過程中， 兩波均不顯示而報警，裂紋越長，則失波兩波均不顯示而報警，裂紋越長，則失波 探頭位移也越長；螺孔向上裂紋，其傾角探頭位移也越長；螺孔向上裂紋，其傾角 較小時，會有特殊顯示較小時，會有特殊顯示形式（如下圖），形式（如下圖）， 一一般表現(xiàn)為底波、螺孔波交替顯示遲緩或般表現(xiàn)為底波、螺孔波

10、交替顯示遲緩或 螺孔波變粗，這是因一部分聲波在斜裂紋螺孔波變粗，這是因一部分聲波在斜裂紋 與螺孔形成的二面角上反射，當裂紋長度與螺孔形成的二面角上反射，當裂紋長度 大于大于15mm時也會產(chǎn)生失底波報警。時也會產(chǎn)生失底波報警。 3縱向裂紋 縱向裂紋它的長度不一，從幾厘米至十幾縱向裂紋它的長度不一，從幾厘米至十幾 米，甚至縱貫整根鋼軌。軌頭，軌腰，軌米，甚至縱貫整根鋼軌。軌頭，軌腰，軌 底部位都有可能存在。在鋼軌外觀狀態(tài)正底部位都有可能存在。在鋼軌外觀狀態(tài)正 常的條件下，常的條件下，0探頭探測中發(fā)生失底波或探頭探測中發(fā)生失底波或 底波減弱報警，為避免因軌底（腰）嚴重底波減弱報警，為避免因軌底（腰）

11、嚴重 銹蝕的干擾，一般應適當開大增益，觀察銹蝕的干擾，一般應適當開大增益，觀察 底波有否顯示。若有底波顯示，可以不判底波有否顯示。若有底波顯示，可以不判 傷；如果仍無底波顯示，或在熒光屏掃描傷；如果仍無底波顯示，或在熒光屏掃描 線上有回波顯示，可初步判為縱向裂紋。線上有回波顯示，可初步判為縱向裂紋。 各種縱向裂紋回波特點見各種縱向裂紋回波特點見表表 縱向裂紋回波特點 裂紋形裂紋形狀狀:直線型直線型 回波特回波特點點:一般產(chǎn)生在軌底或軌腰部一般產(chǎn)生在軌底或軌腰部 位，多數(shù)存在傾斜劈裂，使入射軌位，多數(shù)存在傾斜劈裂，使入射軌 底的聲波被阻隔，而產(chǎn)生現(xiàn)失底小底的聲波被阻隔，而產(chǎn)生現(xiàn)失底小 報警報警

12、裂紋形裂紋形狀狀:曲線型曲線型 回波特回波特點點:當當縱向裂紋的形狀不規(guī)則，縱向裂紋的形狀不規(guī)則， 傷損以曲線型存在于鋼軌腰部，提傷損以曲線型存在于鋼軌腰部，提 高靈敏度后有時會顯示不固定位置高靈敏度后有時會顯示不固定位置 的回波的回波 裂紋形裂紋形狀狀: :開口開口型型 回波特點回波特點:裂裂紋頂端橫向?qū)挾容^大，入射紋頂端橫向?qū)挾容^大，入射 的超聲波在其頂端產(chǎn)生反射，回波幅度強，的超聲波在其頂端產(chǎn)生反射，回波幅度強， 波形穩(wěn)定，可根據(jù)回波顯示的刻度確定縱波形穩(wěn)定，可根據(jù)回波顯示的刻度確定縱 向裂紋頂端距軌面的深度向裂紋頂端距軌面的深度 裂紋形狀裂紋形狀: :臌泡臌泡型型 回波特點回波特點:多

13、多數(shù)在軌腰（或頦部）形成局部鼓起，數(shù)在軌腰（或頦部）形成局部鼓起， 根據(jù)鼓泡的大小會產(chǎn)生有傷波或傷波和底波并存顯根據(jù)鼓泡的大小會產(chǎn)生有傷波或傷波和底波并存顯 示，一般傷波波示，一般傷波波幅高幅高，探頭位移短，有時，探頭位移短，有時37探頭探頭 也有回波顯示。除按波形判斷外，還可目視或手摸也有回波顯示。除按波形判斷外，還可目視或手摸 探頭下方軌腰部是否有鼓起現(xiàn)象探頭下方軌腰部是否有鼓起現(xiàn)象 三、非裂紋回波識別三、非裂紋回波識別 1異常螺孔回波異常螺孔回波 老雜軌區(qū)段，因線路爬行，螺孔被螺栓老雜軌區(qū)段，因線路爬行，螺孔被螺栓 擠壓、磨耗成橢圓形或是插入人工鋸制軌擠壓、磨耗成橢圓形或是插入人工鋸制軌

14、 短，螺孔鉆眼不良造成卷邊或毛刺短，螺孔鉆眼不良造成卷邊或毛刺（如下（如下 圖）。圖）。探測時會有類似螺孔水平裂紋波顯探測時會有類似螺孔水平裂紋波顯 示，其特點波幅低，顯示不穩(wěn)定或一閃而示，其特點波幅低，顯示不穩(wěn)定或一閃而 過。過。 2遲到波遲到波 由于鋼軌軌腰寬度較窄或由于鋼軌軌腰寬度較窄或0探頭偏離鋼軌探頭偏離鋼軌 橫向中心，聲束在鋼軌側(cè)壁上產(chǎn)生反射和波型橫向中心，聲束在鋼軌側(cè)壁上產(chǎn)生反射和波型 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換（如下圖），（如下圖），部分入射螺孔或軌底的超聲部分入射螺孔或軌底的超聲 波聲程增加，在熒光屏掃描線螺孔波或軌底波波聲程增加，在熒光屏掃描線螺孔波或軌底波 之后，顯示一個與螺孔波或軌底波同

15、時出現(xiàn)同之后，顯示一個與螺孔波或軌底波同時出現(xiàn)同 時消失的遲到波。螺孔遲到波容易與螺孔水平時消失的遲到波。螺孔遲到波容易與螺孔水平 裂紋混淆，區(qū)別方法可以從回波顯示規(guī)律上判裂紋混淆，區(qū)別方法可以從回波顯示規(guī)律上判 斷，水平裂紋顯示規(guī)律是螺孔波與裂紋波交替斷，水平裂紋顯示規(guī)律是螺孔波與裂紋波交替 顯顯示，而遲到波則是同時出現(xiàn)同時消失。示，而遲到波則是同時出現(xiàn)同時消失。 四、探傷注意事項四、探傷注意事項 1注意探傷靈敏度調(diào)節(jié)。注意探傷靈敏度調(diào)節(jié)。0探頭具有穿透和探頭具有穿透和 反射式探傷功能，按探傷靈敏度要求，兩者調(diào)反射式探傷功能，按探傷靈敏度要求，兩者調(diào) 節(jié)方式正好相反，穿透探傷增益越大靈敏度越

16、節(jié)方式正好相反，穿透探傷增益越大靈敏度越 低，反射式探傷增益越大靈敏度越高，因此，低，反射式探傷增益越大靈敏度越高，因此， 確定探傷靈敏度時，應兼顧穿透和反射兩種探確定探傷靈敏度時，應兼顧穿透和反射兩種探 測方法的需要測方法的需要。利用鋼軌底面回波調(diào)節(jié)現(xiàn)場探。利用鋼軌底面回波調(diào)節(jié)現(xiàn)場探 傷靈敏度，底波高傷靈敏度，底波高80%的前提下，增益的前提下，增益8-10db， 新鋪鋼軌地段，為提高穿透式探傷靈敏度，宜新鋪鋼軌地段，為提高穿透式探傷靈敏度，宜 選擇較低的增益量，有利于鋼軌縱向裂紋發(fā)現(xiàn)；選擇較低的增益量，有利于鋼軌縱向裂紋發(fā)現(xiàn)； 老雜軌地段，為提高反射式探傷靈敏度，宜選老雜軌地段，為提高反射

17、式探傷靈敏度，宜選 擇較高的增益，有利于鋼軌螺孔裂紋的發(fā)現(xiàn)。擇較高的增益，有利于鋼軌螺孔裂紋的發(fā)現(xiàn)。 2注意小方門使用。為避免螺孔水平裂紋或注意小方門使用。為避免螺孔水平裂紋或 靠近軌底的水平裂紋進入小方門而造成不報警，靠近軌底的水平裂紋進入小方門而造成不報警， 應將螺孔波的后沿與第一個小方門后沿對齊應將螺孔波的后沿與第一個小方門后沿對齊 （圖圖a）；底波的前沿與第二個小方門的前沿）；底波的前沿與第二個小方門的前沿 對齊（對齊（圖圖b）。）。同時，盡可能將小方門寬度調(diào)同時，盡可能將小方門寬度調(diào) 小，以減小螺孔反報警門產(chǎn)生的盲區(qū)寬度。由小，以減小螺孔反報警門產(chǎn)生的盲區(qū)寬度。由 于使用螺孔反報警門

18、后，當軌腰水平裂紋與螺于使用螺孔反報警門后，當軌腰水平裂紋與螺 孔頂面高度相當時，裂紋回波顯示在小方門內(nèi)孔頂面高度相當時，裂紋回波顯示在小方門內(nèi) （圖圖c），軌底波消失后是不會產(chǎn)生報警，因），軌底波消失后是不會產(chǎn)生報警，因 此，在檢查中應注意回波觀察，防止水平裂紋此，在檢查中應注意回波觀察，防止水平裂紋 的漏檢。的漏檢。 3. 注意波形分析。軌腰水平裂紋處于軌高注意波形分析。軌腰水平裂紋處于軌高 1/2時，裂紋二次反射彼正好落在軌底波小時，裂紋二次反射彼正好落在軌底波小 方門內(nèi)方門內(nèi)（如下圖），（如下圖），儀器不產(chǎn)生報警，應儀器不產(chǎn)生報警，應 注意識波確認。在站專線、線路爬行地段，注意識波確認

19、。在站專線、線路爬行地段， 由于螺孔變形，也會顯示類似的回波現(xiàn)象，由于螺孔變形，也會顯示類似的回波現(xiàn)象， 要注意分析，防止誤判。要注意分析，防止誤判。 4. 重視儀器和手工相結(jié)合。重視儀器和手工相結(jié)合。0探頭引起失探頭引起失 底波報警的因素很多，軌面擦傷、油污和底波報警的因素很多，軌面擦傷、油污和 灰砂，軌底（腰）銹蝕嚴重，探頭位置偏灰砂，軌底（腰）銹蝕嚴重，探頭位置偏 離軌面中心等。需要通過目視去污、調(diào)整離軌面中心等。需要通過目視去污、調(diào)整 探頭排除。對于縱向裂紋已延至軌端可拆探頭排除。對于縱向裂紋已延至軌端可拆 卸螺栓或在軌端面觀察裂紋是否存在，而卸螺栓或在軌端面觀察裂紋是否存在，而 年爐

20、號印記，軌腰鼓泡或調(diào)邊使用鋼軌的年爐號印記，軌腰鼓泡或調(diào)邊使用鋼軌的 頦部疲勞裂紋可采用眼看、手摸和鏡照的頦部疲勞裂紋可采用眼看、手摸和鏡照的 方法加以確認。方法加以確認。 鋼軌軌面擦傷引起0度失波報警 軌頭掉塊引起0度失波報警 五、縱向和水平裂紋定位定量五、縱向和水平裂紋定位定量 1. 縱向裂紋定位定量縱向裂紋定位定量 （1）縱向裂紋的位置判斷）縱向裂紋的位置判斷 軌頭縱向裂紋。用軌頭縱向裂紋。用0探頭接五通道，將探頭接五通道，將 探頭置于軌頭外側(cè)探頭置于軌頭外側(cè)（如圖），（如圖），以無傷軌頭以無傷軌頭 側(cè)面的等分波和有傷軌頭等份波比較，估側(cè)面的等分波和有傷軌頭等份波比較，估 算傷損存在位置

21、和正確測定長度。同時可算傷損存在位置和正確測定長度。同時可 目視軌面黑線和頦部有否透銹進行綜合判目視軌面黑線和頦部有否透銹進行綜合判 斷。斷。 軌腰縱向裂紋，可參照上述方法判斷軌腰縱向裂紋，可參照上述方法判斷 （如圖）（如圖）由于軌腰寬度窄，等分波間隔小，由于軌腰寬度窄，等分波間隔小， 應注意分辨。應注意分辨。 軌底縱向裂紋，用70探頭接一通道， 置于軌腳坡面（如圖）與軌腰垂直，先后 在有傷和無傷部位進行比較，依據(jù)坡面回 波差異判定。 （2）縱向裂紋長度判斷 失波報警法。失波報警法。O探頭置于軌面，在正常探頭置于軌面，在正常 探傷靈敏度下，根據(jù)探傷靈敏度下，根據(jù)0探頭失波報警時的探頭失波報警時的 探頭位移長度來確定探頭位移長度來確定（如下圖）。（如下圖）。一般為一般為 報警時探頭位移距離就是縱向裂紋的長度，報警時探頭位移距離就是縱向裂紋的長度， 但由于現(xiàn)場裂紋實際狀態(tài)和儀器探傷靈敏但由于現(xiàn)場裂紋實際狀態(tài)和儀器探傷靈敏 度調(diào)節(jié)的影響，測出長度與實際裂紋長度度調(diào)節(jié)的影響，測出長度與實際裂紋長度 會有一些誤差。會有一些誤差。 裂紋回波法。采用與縱向裂紋位置判斷裂紋回波法。采用與縱向裂紋位置判斷 相同的方法，軌頭和軌腰用相同的方法，軌頭和軌腰用0探頭，軌底探頭，軌底 用用70探頭探頭（如下圖）。（如下圖）。在確定裂紋位置在確定裂紋位置 的同時，探頭分別向裂紋兩邊移動，