《鐵路軌道維護(hù)》課件-鋼軌母材探傷

鋼軌母材探傷鋼軌探傷儀、探頭及原理1鋼軌超聲波探傷2探傷儀的標(biāo)定3目錄01PARTONE鋼軌探傷儀、探頭及原理一、鋼軌探傷儀、探頭及原理儀器的作用：超聲波探傷儀是超聲波探傷的主體設(shè)備，它的作用是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器(探頭)上，激勵探頭發(fā)射超聲波，同時將探頭送回的電信號進(jìn)行放大，通過一定方式顯示出來，從而得到被探工件內(nèi)部有無缺陷及缺陷位置和大小等信息。鋼軌探傷儀屬于多通道探傷儀；這種儀器由多個或多對探頭同時工作，每一通道相當(dāng)于一臺單通道探傷儀，各通道獨立掃查工作。目前我公司使用的路軌探傷儀器基本上為GTS-11型數(shù)字探傷儀，具備九個通道同時檢測探傷功能。二、儀器原理鋼軌探傷儀通過產(chǎn)生發(fā)射電脈沖，將電脈沖作用于探頭，探頭將電脈沖轉(zhuǎn)化為超聲波脈沖，進(jìn)行探傷掃查。探頭對于接收到的各種超聲信號轉(zhuǎn)化為電脈沖，接儀器將接收到的電脈沖通過各種電路進(jìn)行處理后通過顯示屏進(jìn)行顯示。具有探頭自動檢測功能，行進(jìn)（探傷）作業(yè)中如果超聲波探頭發(fā)生故障，可在3米內(nèi)發(fā)出提示報警。帶有GPS缺陷定位功能。二、儀器原理具有全程自動記錄探傷數(shù)據(jù)功能（作業(yè)路線、探傷速度、時間、報警情況、靈敏度等），每天形成一個獨立的文件，可連續(xù)記錄保存60天的探傷數(shù)據(jù)。配套微機播放軟件。探傷作業(yè)記錄的數(shù)據(jù)可以通過播放軟件進(jìn)行連續(xù)播放和分析。并可以對探傷儀探頭的耦合進(jìn)行全程評價。境適應(yīng)性好，可以在-30～50℃溫度環(huán)境下工作。具有全防雨結(jié)構(gòu)。單顯數(shù)顯功能二、儀器原理超聲波A型脈沖和B型圖像同屏、同步、分區(qū)顯示。具有A型脈沖顯示、B型圖像顯示兩個區(qū)域和兩個參數(shù)區(qū)。A型脈沖顯示區(qū)

二、儀器原理B型顯示：能夠顯示被檢工件的橫截面圖像，指示反射體的大致尺寸及相對位置的顯示方法。二、儀器原理顯圖形與傷損的對應(yīng)二、儀器原理顯圖形與傷損的對應(yīng)二、儀器原理儀器探頭配置GCT-11C型探傷儀探頭有9個探測通道，其中：0°通道一個；37°通道兩個（前37°、37°）；70°通道六個（前70°、后70°、前內(nèi)70°、前外70°、后內(nèi)70°、后外70°），這六個探頭可以完整覆蓋整個軌頭。超聲波探頭是進(jìn)行超聲波探傷不可缺少的器件之一，它承擔(dān)發(fā)射或接收超聲波的任務(wù)，實現(xiàn)聲能與電能的相互轉(zhuǎn)換，故又稱換能器。三、超聲波探頭的分類、作用和特點接觸式探頭直接接觸工件表面進(jìn)行檢測的探頭稱為接觸式探頭。該類探頭種類較多，有縱波直探頭、縱波斜探頭、橫波斜探頭、表面波探頭，蘭姆波探頭及可變角探頭等。探頭的作用和特點三、超聲波探頭的分類、作用和特點縱波直探頭探頭發(fā)射垂直于探測面?zhèn)鞑サ目v波進(jìn)行檢測。主要用于檢測與檢測面平行或近似平行的缺陌，如板材、鍛件檢測等?？v波直探頭的主要參數(shù)是頻率和晶片尺寸。鋼軌探傷中主要用于探測焊縫缺陷。除按頻率和晶片尺寸劃分系列外還按不同頻率響應(yīng)（頻譜）分為寬頻探頭和窄頻探頭，前者靈敏度高，后者分辨率高。3.縱波斜探頭入射角為αL<αI，利用小角度的縱波進(jìn)行缺陷檢測，或在橫波衰減過大的情況下，利用縱波穿透能力強的特點進(jìn)行縱波斜入射檢測，使用時應(yīng)注意工件中同時存在的橫波的干擾。探頭的作用和特點探頭的基本結(jié)構(gòu)探頭的基本結(jié)構(gòu)和主要部件三、超聲波探頭的分類、作用和特點壓電晶片阻尼塊保護(hù)膜連接線斜鍥塊三、超聲波探頭的分類、作用和特點延遲塊隔聲層探頭主要部件的作用02PARTTWO鋼軌超聲波探傷鋼軌傷損從超聲波鋼軌探傷專業(yè)上可分為五大類。鋼軌核傷鋼軌接頭傷損鋼軌縱向水平和垂直裂紋鋼軌軌底裂紋鋼軌焊縫缺陷一、鋼軌傷損產(chǎn)生原因及分布情況二、探傷區(qū)域的劃分掌握鋼軌探傷，必須了解各探頭在鋼軌正視圖探傷檢查區(qū)域。鋼軌探傷分三個區(qū)域，Ⅰ區(qū)為70°探頭檢查范圍、Ⅱ區(qū)為37°、0°探頭檢查范圍，Ⅲ區(qū)為檢測盲區(qū)（如圖）。70°探頭采用橫波在鋼軌軌頭內(nèi)進(jìn)行反射式探傷，主要檢測軌頭核傷和焊縫軌頭的夾碴、氣孔和裂紋等。70°角度指的是超聲波入射進(jìn)入鋼軌時，與鋼軌軌面處法線的夾角，即是入射到鋼中折射后的角度。直70°探頭指的是探頭的入射方向與鋼軌縱向軸線平行。斜70°探頭指的是探頭入射方向與鋼軌縱向軸線呈一定偏角（14度至20度），利用鋼軌中橫波經(jīng)軌鄂反射來擴大掃查范圍（如圖）。三、70°探頭探傷原理一次波指的是超聲波在未被軌頭下顎反射之前，由傷損或軌端斷面反射的回波（如圖2.2-7）聲束0-1。二次波指的是超聲波經(jīng)軌頭下顎反射后，尚未被軌面反射之前，由傷損或軌端斷面反射的回波（圖2.2-7）聲束1-2。直70°探頭的掃查范圍。三、70°探頭探傷原理三、70°探頭探傷原理6.探頭掃查聲束覆蓋范圍7.軌端回波顯示兩個偏角加一個無偏角70°探頭聲束覆蓋范圍示意圖核傷回波顯示70°探頭屬反射式探傷法，探傷中無傷損存在時，一般不會有回波顯示，當(dāng)遇有傷損，且反射回波能被探頭接收時，熒光屏顯示傷波并報警，探傷人員可根據(jù)回波顯示特點，大約確認(rèn)傷損存在的位置和大小。三、70°探頭探傷原理非核傷回波識別70°探頭在探傷中，會受到軌道結(jié)構(gòu)或其它因素的影響，而產(chǎn)生許多非核傷及非傷損的出波顯示，造成探傷人員判斷困難，需要仔細(xì)分辨。主要有發(fā)下幾類：三、70°探頭探傷原理剝離層多次反射波魚鱗剝離反射波剝落掉塊波軌面擦傷波側(cè)面鋸齒波顎部銹蝕波夾板卡損波螺孔反射波夾板內(nèi)螺孔反射焊筋輪廓波三、70°探頭探傷原理

70°試塊校對探傷靈敏度斜70°探頭靈敏度調(diào)節(jié)：將70°探頭置于GTS-60加長試塊上，確保耦合良好，探頭與鋼軌縱向成14°至20°夾角，前后移動探頭，使軌頭φ4*20的平底孔二次反射回波最高為滿幅的80%，在釋放6dB為探傷靈敏度?，F(xiàn)場探傷作業(yè)在不出雜波的情況下，盡可能提高探傷靈敏度。直70°探頭靈敏度調(diào)節(jié)：將直70°探頭對準(zhǔn)GTS-60加長試塊上，確保耦合良好，使φ3橫通孔的反射回波最高為滿幅的80%，在釋放6dB為探傷靈敏度?，F(xiàn)場探傷作業(yè)在不出雜波的情況下，盡可能提高探傷靈敏度。70°探測通道（A、B、C、D通道偏14～20°角）靈敏度標(biāo)定直打70°探頭探測通道（E、F通道）靈敏度標(biāo)定三、70°探頭探傷原理

螺孔裂紋產(chǎn)生的原因鋼軌接頭是線路的薄弱環(huán)節(jié)，車輪作用在鋼軌接頭上的最大慣性力要比其他部位大60%左右。鋼軌接頭的主要傷損是螺孔裂紋，其次是下頦裂紋和馬鞍型磨耗等鉆孔不當(dāng)接頭沖擊力過大線路養(yǎng)護(hù)不良三、70°探頭探傷原理37°探頭（以往按入射角的大小稱之為30°探頭）屬反射式探傷，其發(fā)射的超聲波從軌頭以折射角37°方向傳播到軌底。主要探測軌腰投影范圍的螺孔裂紋、斜裂紋和特殊部位水平裂紋，以及軌底橫向裂紋。37°探頭探測區(qū)域四、螺孔裂紋的認(rèn)識螺孔裂紋主要分不同趨向的斜裂紋和水平裂紋傷損37°探頭探測鋼軌接頭第一孔至軌端間，因鋼軌類型、螺孔位置和軌面狀的影響，以及鋼軌端面、頂角、顎部、腰部等反射作用，會產(chǎn)生很多固有回波，容易與第一螺孔裂紋或軌端裂紋混淆?，F(xiàn)以前37°探頭探測60kg/m軌接頭回波的顯示規(guī)律為例，說明各種回波規(guī)律。后37°探頭回波規(guī)律與前37°探頭相反。五、第一螺孔至軌端部回波五、第一螺孔至軌端部回波裂紋波顯示規(guī)律螺孔水平裂紋

一孔向軌端向下（或水平）裂紋軌底橫向裂紋產(chǎn)生部位探頭軌底橫向裂紋回波顯示六、37°探頭探傷接頭兩端1孔裂紋檢查探頭表六、37°探頭探傷

37°探頭靈敏度調(diào)節(jié)：將一個探測通道的37°探頭對準(zhǔn)GTS-60加長試塊第2孔3mm37°上斜裂紋，前后推動儀器使螺孔回波和上斜裂紋回波等高，調(diào)整該通道靈敏度使回波高度達(dá)到滿幅的80%。在釋放2至6dB,用同樣的方法調(diào)另外一個通道（現(xiàn)場探傷在不出雜波的情況下，盡量提高探傷靈敏度）。37°探測通道靈敏度標(biāo)定37°試塊校對探傷靈敏度七、0°探頭的探傷0°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，如果鋼軌內(nèi)有縱向裂紋和斜裂紋，超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)生失底波報警現(xiàn)象；反射式探傷時，當(dāng)遇有水平裂紋，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，0°探頭能探測軌頭至軌底間的水平、縱向和斜裂紋功能。七、0°探頭的探傷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，A型顯示的熒光屏對應(yīng)基線刻度（50kg/m軌6.0左右、60kg/m軌7.0左右）。當(dāng)探頭檢測有螺孔部位，則螺孔波和軌底波會發(fā)生交替顯示過程：a軌底波→b軌底波和螺孔波→c螺孔波→d螺孔波和軌底波→e軌底波。探頭移過螺孔時顯示過程七、0°探頭的探傷裂紋波顯示規(guī)律水平裂紋回波顯示單側(cè)水平裂紋回波顯示螺孔單側(cè)水平裂紋顯示橫向傾斜的水平裂紋七、0°探頭的探傷裂紋波顯示規(guī)律異常螺孔回波遲到波0°探頭靈敏度調(diào)節(jié)：將0°探頭推至G