鋼軌焊縫單探頭法探傷工藝

1、. .鋼軌焊縫單探頭法探傷工藝*鐵路局工務處2021年3月目 錄1.范圍32.探傷人員43.作業(yè)條件44.設備及器具45.探傷操作66.鋁熱焊焊縫0°探頭探傷107.探傷掃查方式118.缺陷判定139.探傷報告1410.其它1411.附錄：A1412.附錄：B17鋼軌焊縫單探頭法探傷工藝前言目前我局鋼軌焊縫有接觸焊縫,氣壓焊和鋁熱焊縫等三種不同型式,對鋼軌焊縫進展探傷時,尤其是對包括熱影響區(qū)在內(nèi)的焊縫區(qū)域進展探傷時，除了會遇到疲勞缺陷即疲勞裂紋外,還會遇到各種各樣的缺陷,如夾雜、疏松、氣孔、過燒、光斑、灰斑、未焊合和各種裂紋等。夾雜、疏松以及氣孔和過燒屬體積狀或點狀缺陷，可用普通的單

2、探頭法進展探測；而光斑，灰斑等缺陷，由于其反射很弱，因此探測十分困難，不易探到。在鋼軌疲勞地段或隧道、道口等處所，因軌底嚴重銹蝕或墊板卡損、機械撞擊等原因造成陳舊性傷損，在氣壓焊和鋁熱焊縫輪廓邊緣，因應力集中很容易產(chǎn)生軌底橫向裂紋；鋁熱焊縫邊緣在軌頭下鄂軌腰外表與溢流飛邊的交界處根部也容易產(chǎn)生缺陷，這種類型的缺陷發(fā)生和開展速度快，可直接造成鋼軌折斷，因而是最危險的缺陷。本工藝針對這些傷損的檢測制定了行之有效的解決方法。對于平面狀缺陷，也可以采用雙探頭法、K型掃查和前后串列式掃查方法。 本工藝主要側重于介紹操作方法，如探傷靈敏度標定及補償、探傷操作、缺陷判定等內(nèi)容。1.范圍使用數(shù)字式通用探傷儀或

3、具備上述功能專用探傷儀對鋼軌焊縫進展全斷面超聲波探傷。本工藝條件適用于60kg/m的鋼軌氣壓焊縫、接觸焊縫和鋁熱焊縫的超聲波探傷作業(yè)，其它軌型的焊縫探傷，可參照本工藝執(zhí)行。2.探傷人員2.1探傷人員應具有鐵道部門無損檢測人員技術資格鑒定考核委員會頒發(fā)的級或以上級別的技術*書，經(jīng)專門的鋼軌焊縫探傷技術培訓，合格前方能獨立承擔鋼軌焊縫探傷工作。2.2單機作業(yè)時，組成7名人員作業(yè)組，其中操作者1名、記錄1名、除銹打磨2名、防護員3名。2.3雙機作業(yè)時，組成9名人員作業(yè)組，其中操作者2名、記錄1名、除銹打磨3名、防護員3名，對現(xiàn)場焊縫進展全斷面檢查。2.4駐站防護員根據(jù)鐵道部及路局相關規(guī)定設置。3.作

4、業(yè)條件3.1利用列車間隔和線路“天窗封鎖時間，按規(guī)定設好防護。3.2以焊縫為中心軌底4個探測面、軌腰4個探測面、軌頭側面4個探測面、軌頭踏面2個探測面，計14個探測面。3.3焊縫中心兩側各200mm為探傷檢查范圍。3.4全斷面探傷作業(yè)，每個焊縫探傷時間一般15分鐘為宜。4.設備及器具4.1儀器：數(shù)字式通用探傷儀。4.2探頭超聲波探頭測試應符合TBT2658.212007和如下具體要求：a 應無雙峰和波形抖動現(xiàn)象，探頭前沿長度應能滿足探傷掃查范圍的需要。b 回波頻率及其誤差回波頻率： 在役焊縫和鋁熱焊焊縫： 2.5MHz 新焊接觸焊和氣壓焊焊縫： 4MHz 回波頻率誤差:10c 折射角誤差折射角

5、在37º45º之間時： 1.5°折射角60°時：2°d 橫波探頭分辨力 4MHz以上探頭： 22dB2.5MHz探頭： 20dBe 橫波單探頭始脈沖寬度R100圓弧面增益40dB4MHz以上探頭： 20mm2.5MHz探頭： 25mmf 相對靈敏度 縱波直探頭同靈敏度余量： 55dB 橫波探頭： 4MHz以上探頭： 60dB R100圓弧面2.5MHz探頭： 65dB R100圓弧面4.3試塊.CSK-IA標準試塊如圖所示.GHT-5焊縫比照試塊 (見附圖A)圖1.YN-1疑難傷損比照試塊見附圖B。4.4其它工具鋼刷、扁鏟、砂布、手錘等清污工具

6、；耦合劑、直尺和棉紗等。5.探傷操作5.1探傷前的準備5.1.1探傷前應按本工藝中的4.2條規(guī)定，測試探頭的各項指標，采用符合規(guī)定要求的探頭。5.1.2測試探頭零點、探頭前沿距離等，將相關參數(shù)輸入探傷儀。輸入工件厚度180mm。5.1.3 K0.8K1探頭，用于探測軌腰及延伸區(qū)。輸入儀器的探測范圍值，應不少于255mm，輸入工件厚度180mm。5.1.4 K2K2.5探頭，用于探測軌頭。輸入儀器的探測范圍值，應不少于162mm、輸入工件厚度60mm。5.1.5 K2K2.5探頭，用于探測軌底。輸入儀器的探測范圍值，應不少于135mm，輸入工件厚度50mm。5.1.6 0º探頭，用于從

7、鋼軌踏面上對軌頭、軌腰至軌底進展探測。輸入儀器的探測范圍值，應不少于180mm，輸入工件厚度180mm。5.1.7工作頻率：在役焊縫和鋁熱焊焊縫2.5MHz；新焊接觸焊和氣壓焊焊縫4MHz。5.2探傷操作5.2.1軌腰及延伸區(qū)探測5.2.1.1使用K0.8K1探頭作為GHT-5試塊B區(qū)8號橫孔，其反射波高調(diào)整到滿幅度的80%，然后根據(jù)探測面情況進展適當外表耦合補償，一般2dB6dB，作為K0.8K1探頭探測軌頭和軌腰部位的探傷靈敏度，如圖2所示。圖2 軌腰單探頭探傷靈敏度校準5.2.1.2對焊縫軌底橫向裂紋呈“月牙型傷損垂直于軌底，構成裂紋與軌底面的直角反射的探傷方法：現(xiàn)場操作可使用探頭K0.

8、8K1或鋼軌探傷儀37°探頭，結合現(xiàn)場鋼軌外表狀態(tài)及耦合情況，可以檢測出軌底區(qū)橫向裂紋大小為：高8mm、寬8mm，實物傷損如圖3所示。圖3檢查方法一：探傷靈敏度標定：首先將數(shù)字式通用儀器橫波K0.8K1單探頭設置最大聲程255mm,按照已校準GHT-5試塊的探傷靈敏度，反射波高調(diào)整到滿幅度的80%，補償6dB為探傷靈敏度。能夠發(fā)現(xiàn)YN1焊縫試塊的軌底區(qū)橫向裂紋大小為：高4mm、寬8mm。檢查方法二：使用GCT8型鋼軌探傷儀器或其它型鋼軌探傷儀37°探頭，將正常螺孔反射波調(diào)整達80%波高，再提高10dB作為探傷靈敏度,對YN1焊縫試塊的軌底區(qū)4號橫向裂紋傷損大小為：高4mm、

9、寬8mm。5.2.2 軌底探測使用K2K2.5探頭，將GHT-5試塊C區(qū)2號豎孔上棱角的二次反射波調(diào)整到滿幅度的80%，如圖4所示，然后根據(jù)探測面情況進展適當外表耦合補償，一般2dB6dB，作為軌底探傷靈敏度。圖4 軌底單探頭探傷靈敏度校準5.2.3軌頭探測5.2.3.1將GHT-5試塊B區(qū)軌腰5號橫通孔，反射波調(diào)整到滿幅度的80%，如附錄A.cB區(qū)所示，然后根據(jù)探測面情況進展適當外表耦合補償，一般2dB6dB，作為軌頭單探頭探傷靈敏度。5.2.3.2對焊縫軌鄂部位的探傷：現(xiàn)場操作可以使用探頭K2.5或70°探頭，結合現(xiàn)場鋼軌外表狀態(tài)及耦合情況，可以檢測軌顎傷損大小為：寬10mm、高

10、15mm，如圖5所示。圖5檢查方法一：使用數(shù)字式通用儀器，橫波K2.5單探頭，聲程162mm,軌頭厚度60mm。探測YN1焊縫試塊1號傷損，軌頭側面涂抹耦合劑，從鋼軌側面分別對軌鄂缺陷部位進展掃查，探頭入射點距傷損的水平125mm，并對軌頭4個側面分別標記水平位置，前后移動探頭，并有13°左右向下的偏轉角度來掃查軌鄂缺陷。檢查方法二：使用GCT8型鋼軌探傷儀器或其它型鋼軌探傷儀器70°探頭,現(xiàn)場對焊縫軌鄂缺陷進展側面探測時,調(diào)整儀器靈敏度使軌頭斷面反射波的波高達80%，提高10dB14dB作為探傷靈敏度，探頭入射點距缺陷的水平距離為125mm，并對軌頭4個側面分別標記水平位

11、置,探頭向下轉角約13°左右掃查軌鄂缺陷。6.鋁熱焊焊縫0°探頭探傷將GHT-5試塊A區(qū)7號橫孔反射波高調(diào)整到滿幅度的80%，如圖6所示，然后根據(jù)探測面情況進展適當外表耦合補償，一般2dB6dB，作為0°探頭的探傷靈敏度。圖6 鋁熱焊0°探頭探傷靈敏度校準7 探傷掃查方式7.1探頭分別從焊縫兩側進展掃查，使存在于焊縫的不同部位，不同方向的缺陷被超聲波束掃查到。7.2通過不同角度探頭及不同方式的掃查如前后掃查，左右掃查，環(huán)繞掃查和鋸齒形掃查等，獲得缺陷反射回波信息。7.3鋸齒形掃查時，每次前進的齒鋸角度不得超過探頭的晶片直徑。在保證探頭與焊縫中心線垂直的同

12、時，大致做10°15°的擺動。7.4補償如果探測面過于粗糙，靈敏度提高2dB6dB缺乏以補償耦合損失或無法確定補償值時，那么需進展打磨處理。無法打磨或鋼軌材質(zhì)不同時，那么應對耦合損失和材質(zhì)損失進展實際測試，并根據(jù)測試值進展補償。7.5 探傷工藝校驗 探傷靈敏度校準后，應在試塊上進展工藝校驗，以使探傷操作或探傷工藝滿足探傷要求。對于單探頭法，用反射法應能探測出GHT-5試塊上各部位最遠聲程處的人工缺陷，且信噪比不低于10dB。7.6 掃查7.6.1 在探傷靈敏度的根底上提高4dB6dB作為掃查靈敏度。7.7 缺陷確定7.7.1缺陷位置確實定7.7.1.1 單探頭探傷 從儀器上

13、讀出聲程或深度，然后按下述關系確定缺陷的位置：12式中：為缺陷的埋藏深度，單位為毫米mm；為水平距離，單位為毫米mm；為聲程，單位為毫米mm；為探頭折射角度，單位為度°；為探頭值，。7.7.2缺陷大小確實定 7.7.2.1 點狀缺陷當量直徑的測定7.7.2.1.1 距離波幅曲線法：發(fā)現(xiàn)缺陷后，將儀器狀態(tài)從掃查靈敏度降至探傷靈敏度，同時測量缺陷波與探傷靈敏度下基準波高的dB差值，然后根據(jù)相對應的距離波幅曲線判定缺陷的當量大小，參照附錄C。7.7.2.1.2 計算法：當缺陷的聲程大于3倍探頭近場長度時，可以用計算法判定缺陷的當量直徑：對于平底孔：3對于長橫孔：4式中：缺陷的當量直徑，單位

14、為毫米mm； 缺陷的聲程，單位為毫米mm；校正探傷靈敏度所用人工缺陷的直徑，單位為毫米mm；校正探傷靈敏度所用人工缺陷的聲程，單位為毫米mm；缺陷波比探傷靈敏度下基準波高高出的dB值。8.缺陷判定8.1 新焊焊縫0°探頭探傷鋁熱焊焊縫時底波比正常焊縫底波低16dB及以上或焊縫存在如下缺陷時，焊縫判廢，應重新焊接：a) 橫波單探頭探傷： 軌頭和軌腰： 3 長橫孔當量軌底： 4 豎孔當量軌底角20mm： 4-6dB 豎孔當量即2.8平底孔當量 b) 鋁熱焊0°探頭探傷： 5 長橫孔當量c 焊縫中存在平面狀缺陷。d 缺陷當量比a)、b)、c)規(guī)定的缺陷低3dB或以內(nèi)，但延伸長度大于6mm。8.2 在役焊縫8.2.1焊縫疲勞缺陷的當量到達或超過探傷靈敏度規(guī)定的當量時判為重傷。8.2.2 焊縫焊接缺陷到達8.1規(guī)定的報廢程度時，判為重傷。9 探傷報告9.1應詳細記錄每個焊縫探傷的有關情況，包括探傷條件、儀器設備、測試數(shù)據(jù)、探傷結果、處理意見等,并填寫探傷報告。9.2探傷報告應按有關規(guī)定進展保存，一般不少于2年。10 其它10.1使用雙探頭和K型掃查探傷方法，對探測缺陷的位置、大小、缺陷判定，應按照"工務作業(yè)第21局部：鋼軌焊縫超聲波探傷作業(yè)"TBT2658.212007鐵道行業(yè)標準執(zhí)行。10.2探傷人員認定焊縫傷損到達"