成都铁路局钢轨焊缝超声波探伤工艺2.docx
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成都铁路局钢轨焊缝超声波探伤工艺2.docx
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成都铁路局钢轨焊缝超声波探伤工艺2
成都铁路局钢轨焊缝超声波探伤方法
1.适用范围
本方法适用于60、50Kg/m钢轨移动式气压焊、接触焊、铝热焊新焊焊缝(以下简称新焊焊缝)和在役钢轨接头焊缝(以下简称在役焊缝)的超声波探伤。
2引用文件
TB/T1632.1-2005钢轨焊接第一部分:
通用技术条件
TB/T1632.2-2005钢轨焊接第二部分:
闪光焊接
TB/T1632.3-2005钢轨焊接第三部分:
铝热焊接
TB/T1632.4-2005钢轨焊接第四部分:
气压焊接
TB/T2658.21-2007钢轨焊缝超声波探伤作业
JB/T10061-1999A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件
JB/T10062-1999超声波探伤用探头测试方法
TB/T2634-1995钢轨超声波探伤探头技术条件
3.探伤人员
按本方法实施焊缝探伤作业的人员,必须持有铁道部门无损检测Ⅱ级及以上资格证书,并了解钢轨焊接工艺,熟悉钢轨焊缝情况,掌握焊缝探伤的基本知识和基本技术(UTⅠ级人员须在UTⅡ级及以上人员指导下,方可按本方法规程实施焊缝探伤作业)。
4.探伤设备
4.1探伤仪
JTS-2焊缝超声波探伤仪(符合JB/T10061-1999标准)。
4.2探头(符合JB/T10062-1999标准)
直探头:
2.5-5P20-D
斜探头:
2.5-5P12×12K0.62.5-5P12×12K0.8
2.5-5P12×12K12.5-5P12×12K1.5
2.5-5P12×12K2
短前沿斜探头:
2.5-5P8×12K2.5斜探头角度误差:
折射角37°--45°之间时≤1.5°;
折射角≥60°时≤2°.
为满足单探头探伤灵敏度,要求探伤仪配用的斜探头在CSK-1A(IIW)试块上R=100反射波高度为垂直刻度50%时灵敏度余量≥64dB,
4.3试块
4.3.1CSK-1A(IIW)标准试块
4.3.2CS-1-5灵敏度试块
4.3.3GHT-1、GHT-5对比试块
5基本要求
5.1采用单探头和双探头两种方法对焊缝进行扫查。
5.2铝热焊焊缝扫查应遍及焊缝全宽度
5.3新焊焊缝的探伤在推瘤和打磨以后进行,焊缝处温度应冷却至40℃以下,探测面不应有焊渣、焊瘤或严重锈蚀等。
轨头踏面、轨头两侧,应打磨至钢轨原始面。
轨底角和三角区连接圆弧处的焊渣必须清除。
确保探头的有效耦合。
5.4在役焊缝探伤前应清除探测面上的油污和严重锈蚀等,焊缝两侧轨底坡面应打磨除锈,除锈长度大于300mm;轨腰和轨底连接圆弧处的焊渣必须清除干净,保证探头耦合良好。
扫查范围应以焊缝中心两侧各延伸200mm(铝热焊从焊筋边缘开始计算)。
5.5扫查装置
焊缝探伤用定位扫查架能对轨头、轨腰部位进行K型、V型等串列式扫查。
5.6耦合剂:
油脂
5.7工具:
铲刀、砂纸、300mm钢直尺等。
6.仪器状态、时基线及探伤灵敏度的校正
6.1仪器面板上各旋钮开关的工作状态
《发射强度》置于强,《增益》置于最中,《抑制》置于“动态范围-6dB”对伤损定量时置于“关”。
6.2时基线
6.2.1先测定斜探头的入射点,折射角(K值)。
6.2.2探测轨头、轨脚时,把开关拨至轨头、轨脚挡,此时仪器按水平标距,每小格代表4mm,探测范围为200mm。
6.2.3探测轨腰时,把开关拨至轨腰挡,此时仪器按水平标距,每小格代表4mm,探测范围为200mm。
6.2.4直探头采用“常态”的声程标距,声程调整为200mm。
6.3探伤灵敏度
探伤灵敏度在GHT-1钢轨试块上测定。
6.3.1单斜探头
以发现轨头10#孔位的Ф3平底孔,波高80%为基准。
6.3.2双斜探头
以发现轨底三角区5#孔位的Ф3平底孔,波高80%为基准。
6.3.3带定位扫查架的双斜探头
作k型探伤时以发现轨腰3#孔位的Ф3平底孔,波高80%为基准。
6.3.4直探头
将直探头置于被检焊缝两侧钢轨母材踏面上,测得钢轨一次轨底回波波高80%,再释放22dB为基准。
(在焊缝两侧衰减差别较大时,取衰减大者的底波)此时分别记下各衰减器读数,作为探伤灵敏度。
6.4焊缝探伤仪现场灵敏度调试方法
6.4.10°探头现场灵敏度调试方法:
反射式探伤:
仪器调节到通用挡,选择50MM声程,将0°探头置于钢轨母材轨面中心,将始发脉冲前沿调至0刻度,一次底面回波前沿调至8.8或4.4格。
(声程比例:
1:
2或1:
4),将一次底面回波波高调至80%。
增益22的dB后作为0°探伤灵敏度。
(探测的范围为轨腰投影范围内的水平型和体积状缺陷)
穿射式探伤:
(检测软化区)仪器调节到通用挡,选择50MM声程,将0°探头置于钢轨母材轨面中心,将始发脉冲前沿调至0刻度,一次底面回波前沿调至8.8或4.4格。
(声程比例:
1:
2或4.4),将一次底面回波波高调至80%。
增益16dB后检测软化区的透声率,一次底面回波下降至80%及以下时,说明软化区的晶粒粗大透声不良。
(探测的范围为轨腰投影范围内的粗晶)
6.4.2单K2.5探头现场灵敏度调试方法
仪器调节到轨头/轨底挡,(仪器按水平比例1:
2)将探头横向置于轨头轨面,探测轨头下颚一次棱角(图1-1),棱角回波波高调至80%。
增益18-22dB后作为K2.5探测轨头的探伤灵敏度。
(探测的范围为轨头范围内缺陷)
6.4.3单K1探头现场灵敏度调试方法:
仪器调节到轨腰挡,(仪器按水平比例1:
2)将探头横向置于轨头轨面,探测轨头下颚一次棱角(图1-1),棱角回波波高调至80%。
增益28-34dB后作为K1探测轨腰投影面的探伤灵敏度。
(探测的范围为轨腰范围内缺陷)
图1-1
6.4.4双K2.5探头探轨头现场灵敏度调试方法:
仪器调节到轨头/轨底挡,(仪器按水平比例:
1:
2)将探头分别置于轨头内外侧侧面,成一发一收(图1-2)﹐直校回波波高调至80%。
增益18-22dB后用作为双K2.5做K型探测轨头时探伤灵敏度。
(探测的范围为轨腰/轨头范围内缺陷)
(图1-2)
6.4.5双K1探头探轨底三角区现场灵敏度调试方法:
仪器调节到轨头/轨底挡,(声程比例:
1:
2)将探头分别置于轨头内外侧面(图1-2),成一发一收,直校回波波高调至80%。
增益22dB后用作为双K1做K型探测轨底三角区时探伤灵敏度。
(探测的范围为轨腰范围内缺陷)
6.4.6扫查架灵敏度调试:
仪器调节到轨腰挡,(仪器按水平比例:
1:
2)将探头纵向置于轨头轨面成V型探伤形式(图1-3),两探头入射点相距两倍轨高(P60352MM)回波波高调至80%,增益30-34dB后,用做双K1串列试探伤时的探伤灵敏度。
(探测的范围为轨腰投影范围内的状缺陷)
图1-3
7.探测范围、方法和要求
7.1探测范围:
将焊缝的全断面分为轨头、轨腰、轨底三个部位,其中轨底部位包括轨脚和轨底三角区,并将轨脚分为四档(图一)(50Kg/m为三挡)。
图一
7.2探测方法
7.2.1轨头、轨脚
轨头应使用K1双斜探头作K型串列式探伤,防止大平面缺陷漏检。
轨头、轨脚用K2.5单斜探头采用锯齿形扫查方式(图二),根据缺陷存在的部位、钢轨受力状态和始波占宽影响必须运用偏14°角的二次波探测轨头两侧上方缺陷;用偏角扫查方式加强对轨脚边沿和变坡点下方缺陷的探测(图三)。
为防轨头近表面缺陷漏检,在焊后质量检验中,应增加轨头两侧向轨头上方的扫查。
图二图三
7.2.2轨底三角区
轨底三角区采用K1-K2双探头探测(见图四)为保证对轨底三角区全面扫查,应将探头置于轨底面的第四挡,顶住焊筋呈30°转动,并逐步后移收小角度至探头离焊缝中心60mm左右,再将探头与轨腰平行继续后移,后移的距离应大于200mm。
图四
7.2.3轨腰部分
用K1斜探头在钢轨顶面对轨腰投影范围内探伤时,探头后移距离不小于250mm。
用直探头在焊缝钢轨顶面处作纵向、横向移动扫查。
用带定位扫查装置的K0.8-K1双探头在钢轨顶面进行V形串列式扫查和K形扫查。
上述各部位的探测一般应按先轨脚、三角区、后轨头、轨腰的顺序进行,以防漏查。
7.3探测要求
7.3.1探伤前必须进行探伤灵敏度测定(按6.3条或6.4规定执行),对仪器面板上各旋钮开关的工作状态(包括电源)和探头线、接插件作认真检查。
7.3.2在判伤灵敏度基础上提高2-6dB作为扫查灵敏度,对焊缝进行全断面扫查。
7.3.3如果探测面过于粗糙,灵敏度提高2-6dB不足以补偿耦合损失或无法确定补偿值时,则需要进行打磨处理,无法打磨或钢轨材质不同时,则应对耦合损失进行实际测试(可利用穿透波、直达波、底波和菱角波等进行测试),并根据测试值进行补偿。
7.3.4探测时应按作业程序和方法要求,根据波形显示,测量水平距离,结合焊缝状态进行分析判伤。
7.3.5单探头在灵敏度标定时不允许仪器上联接两个探头,在现场单探头探伤时,严禁仪器挂双探头。
8.非缺陷回波
8.1焊筋轮廓波----探测轨头时对侧轮廓回波较强,探头后移时有时显示本侧轮廓波。
铝热焊接头探测轨脚时,探头抵着焊筋边缘会出现轨脚对侧焊筋上轮廓波、探头后移10mm左右,该回波最强。
8.2轨脚塌陷波轨底台阶波底边坑洼波
均在轨脚一、二档偏外探测时出现,其反射面在焊缝两侧和轨脚边沿。
8.3发现缺陷时,根据缺陷回波显示,计算测量水平距离,结合焊缝状态进行分析判伤。
8.4为防误判,应加强波形分析和了解波形显示规律及特征,同时必须用钢尺测量和手摸镜照的方法确定回波信号的真假。
9.缺陷的定位及判伤标准
9.1定位
根据时基线标定的比例和伤波显示位置,用钢直尺直接测定缺陷的水平距离,通过下式计算缺陷距探测面的深度。
H=L/K
式中H-缺陷距探测面的深度,单位:
mm
L-缺陷距探头的水平距离,单位:
mm
K-探头K值,K=tanβ
9.2判伤标准
焊缝判伤标准按TB/1632-2005《钢轨焊接接头技术条件》的有关规定执行。
9.2.1单斜探头
探测深度≥25mm,有伤波显示,波幅>80%判重伤
探测深度<25mm,有伤波显示,衰减6dB,波幅>80%判重伤
9.2.2双斜探头
有伤波显示波幅达80%判重伤。
9.2.3直探头
底波前有伤波显示,波幅>80%判重伤;无伤波时,一次底波波幅<100%判重伤。
9.2.5有伤波显示,但达不到重伤标准的判轻伤,并打上标记,作好记录,以便复查和监控。
9.2.4有伤波显示,但达不到重伤标准的判轻伤,并打上标记,作好记录,以便复查和监控。
9.2.5焊缝中有两处及以上轻伤判重伤。
10.有螺孔铝热焊接头探伤
10.1新焊接头探伤
10.1.1焊接前母材探伤
10.1.1.1使用0º探头在轨端钢轨顶面新焊焊缝两侧各400mm范围内,检查是否存在水平缺陷;任何缺陷回波≥2Ф长横孔回波,波高达80%,即为缺陷。
10.1.1.2使用K0.6探头在轨头端钢轨顶面新焊焊缝两侧各400mm范围内,检查是否存在斜向缺陷;任何缺陷回波≥Ф2长横孔回波,波高达80%,即为缺陷。
10.1.1.3焊接前母材探伤须采用水进行耦合。
10.2焊接后探伤
10.2.1使用0º探头在钢轨顶面焊缝两侧各20mm范围内检查软化区及晶粒组织变化,母材与软化区声压差≥16dB时为晶粒组织粗大透声不良,判为缺陷。
10.2.2轨头区域非平面缺陷探伤,使用0º探头在钢轨顶面进行探伤,任何缺陷回波≥Ф2长横孔回波,波高达80%,即为缺陷。
10.2.3轨头区域平面缺陷探伤,采用带定位扫查架的两只单晶K1探头和K0.6探头在钢轨顶面进行穿透式探伤,以Ф6横通孔当量失波作判伤灵敏度,以探头移动距离计算缺陷当量大小。
使用两只单晶K1-K2探头在轨头两侧200mm范围内作K形扫查,任何缺陷回波≥Ф4平底孔回波,波高达80%,即为缺陷;
使用单斜K2.5探头在轨头表面200mm范围内作横向锯齿形扫查,任何缺陷回波≥Ф2长横孔回波,波高达80%,即为缺陷。
10.2.4轨腰区域平面缺陷探伤,采用带定位扫查架的两只单晶K1探头和K0.6探头在钢轨顶面进行穿透式探伤,以Ф6横通孔当量失波作判伤灵敏度,根据失波时探头移动距离计算缺陷当量大小。
采用带定位扫查架的两只单晶K1探头或K0.8探头在钢轨顶面进行串列式探伤,任何缺陷回波≥Ф4平底孔回波,波高达80%作判伤灵敏度,以探头移动距离计算缺陷当量大小。
10.2.5轨底区域平面缺陷探伤,使用单斜K2.5探头在轨底三角区上表面150mm范围内作锯齿形扫查,任何缺陷回波≥Ф2长横孔回波,波高达80%,即为缺陷;
两只单晶K1.5-K2.5探头在轨底中心两侧100mm范围内作V形扫查,任何缺陷回波≥Ф4平底孔回波,波高达80%,即为缺陷。
10.3在役铝热焊焊缝探伤按10.2工艺执行;在役焊缝中出现裂纹时应判为重伤。
11.焊缝探伤作业及安全
11.1在线路上进行焊缝探伤作业,正常情况下一个探伤班组配备2台焊缝探伤仪上道作业,每个班组应不少于8人,单台探伤仪作业不少于5人;一人施工负责;两人执机;两人辅助(打磨、除锈、涂油);(一人记录),两人防护。
11.2作业时设专人防护了望条件较差地段应增设防护联络员,人员不足时禁止上道作业。
担负打磨、铲碴、除锈人员应戴上护目镜。
凡拆除的扣件、夹板应及时恢复,并按要求拧紧、锁定。
11.3探伤作业时应严格执行《安规》第3.2.3条、第3.2.5条的规定下道避车。
在隧道、桥梁避车时,人员、仪器同时进入避车洞、台。
11.4在酷暑季节,应采取措施预防中暑。
冬季高寒地区要有防寒保暖措施。
合理安排作业时间,若遇到恶劣天气,应停止作业。
12.探伤记录及处置
12.1对焊缝进行的探伤情况,应按填入“焊缝探伤记录表”,并建立台帐。
12.2发现重伤焊缝缺陷应立即报告工务段调度,同时填写“重伤钢轨通知书”及时交送巡养工区或线路车间签认,并督促采取处理措施。
12.3发现轻伤焊缝缺陷应填写“伤钢轨通知书”及时交送巡养工区或线路车间签认。
附GHT焊缝探伤系列试块
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- 成都铁路局 钢轨 焊缝 超声波 探伤 工艺