鋼軌探傷作業(yè)-鋼軌焊縫探傷

鋼軌焊縫軌底探傷技術(shù)CONTENTS目錄焊縫軌底單探頭法焊縫軌底雙探頭法單探頭軌底探傷靈敏度調(diào)節(jié)鋼軌焊縫軌底式常規(guī)探傷無法檢測(cè)的部位，通常使用通用探傷儀，配單個(gè)K值探頭進(jìn)行反射式探測(cè)；也可使用雙探頭或多探頭進(jìn)行K型探傷。（設(shè)計(jì)說明：增加這幾種方法的形象表達(dá)，或者更換其他與鋼軌探傷有關(guān)的配圖）焊縫軌底探傷掃查（1）掃查部位劃分為了明確焊縫軌底各部分的掃查，將軌底分成兩大部分：一是軌底兩側(cè)（簡稱軌底角），另一部分是軌腰與軌底連接部分（簡稱軌底三角區(qū)）。焊縫軌底探傷掃查（1）掃查部位劃分根據(jù)軌底角和聲束寬度對(duì)應(yīng)關(guān)系，為確保軌底角得到全面掃查，又將軌底角劃分為6個(gè)探測(cè)區(qū)，使用一個(gè)K2.5探頭，分別按不同的偏角和位置進(jìn)行縱向移動(dòng)探頭掃查，利用二次波探測(cè)焊縫上半部分，一、三次波探測(cè)焊縫下半部分。焊縫軌底探傷掃查（2）掃查方式軌底角使用K2.5探頭，掃查要求和作用見下圖和表。K2.5探頭軌底角掃查聲束方向示意圖焊縫軌底探傷掃查（2）掃查方式軌底角使用K2.5探頭，掃查要求和作用見下圖和表。掃查區(qū)域探頭入射點(diǎn)距軌角邊（mm）探頭偏角探頭移動(dòng)范圍（距焊縫中心，mm）使用聲波探測(cè)范圍距軌底角邊，mm）1區(qū)10向外偏10°40~110二、三次波0~152區(qū)10偏角為0°40~110二、三次波10~253區(qū)20偏角為0°40~110二、三次波20~354區(qū)40向外偏15°40~130一、二次波30~455區(qū)40向外偏8°40~130一、二次波40~556區(qū)40偏角為0°40~130一、二次波50~65焊縫軌腰正?；夭@示探傷中只有熟悉和掌握焊筋輪廓波的顯示規(guī)律，才能對(duì)焊縫軌底角缺陷回波做出正確判斷。為使儀器熒光屏回波顯示描述直觀易懂，現(xiàn)以探傷儀按水平1:2.5標(biāo)定，則熒光屏刻度深度比例為1:1。（1）掃查軌底角1~3區(qū)時(shí)，探頭入射點(diǎn)距焊縫中心約65mm（二次波），在熒光水平刻度3.0左右，顯示焊筋上輪廓波；探頭距軌縫中心約90mm（三次波），在熒光屏水平刻度4.5左右，顯示焊筋下輪廓波。軌底角1~3區(qū)焊筋回波焊縫軌腰正?；夭@示當(dāng)使用前沿長度小于12mm的探頭時(shí)，探頭緊靠焊筋邊，在熒光屏水平刻度2.0左右，顯示一次波產(chǎn)生的焊筋下輪廓波，但該波并不是主聲束在焊筋上的反射，而是聲束的前擴(kuò)散部分反射，所以回波顯示位置與實(shí)際深度有些不對(duì)應(yīng)。由于軌底角1~3區(qū)厚度較薄，以及聲束縱向有一定寬度，焊筋上、下輪廓波常會(huì)同時(shí)顯示在掃描線上，隨探頭位移而移動(dòng)。此外，因焊筋幾何形狀不規(guī)則或推瘤方式不同，以及掃描線校正誤差，焊筋輪廓波的顯示位置和幅度略有差異。（2）掃查軌底角4~6區(qū)時(shí)，探頭入射點(diǎn)距軌縫中心約40mm（一次波），在熒光屏水平刻度2.5左右，顯示焊筋下輪廓波；探頭距焊縫中心約95mm（二次波），在熒光屏水平刻度4.8左右，顯示焊筋上輪廓波。焊縫軌腰正?；夭@示缺陷直徑小于超聲束寬度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)缺陷波和焊筋輪廓波同時(shí)顯示，且缺陷波顯示于焊筋輪廓波之前的現(xiàn)象，兩波間隔一般為1.0左右。如兩波間隔越小，則說明缺陷與對(duì)側(cè)焊筋越近，反之，間隔越大，則缺陷越靠近本側(cè)焊筋邊。缺陷波顯示在焊筋上輪廓波前，則缺陷在焊縫上方；若缺陷顯示在焊筋下輪廓波前，則缺陷在焊縫下方。焊縫軌底缺陷回波顯示軌底角焊縫小缺陷回波小缺陷波形顯示1由于缺陷對(duì)超聲束完全阻擋，熒光屏上只顯示缺陷波，而無焊筋輪廓波出現(xiàn)。焊縫軌底缺陷回波顯示焊縫軌底單探頭法軌底角焊縫大缺陷回波大缺陷波形顯示2焊縫軌底缺陷回波顯示缺陷直徑小于聲束寬度時(shí)，熒光屏可同時(shí)顯示缺陷波和焊筋輪廓波，如缺陷在本側(cè)，缺陷波與焊筋輪廓波間隔距離達(dá)2.0及以上。熱影響區(qū)內(nèi)缺陷波形顯示3缺陷較大時(shí)只顯示缺陷波。焊縫軌底缺陷回波顯示熱影響區(qū)內(nèi)缺陷波形顯示3如缺陷在對(duì)側(cè)，則缺陷波顯示在焊筋輪廓波之后，可將探頭放置在焊縫另一邊，用二次波進(jìn)一步復(fù)核確認(rèn)。焊縫軌底缺陷回波顯示軌底角焊縫熱影響區(qū)缺陷回波熱影響區(qū)內(nèi)缺陷波形顯示3（1）焊渣回波軌底角上、下表面焊縫邊留有焊渣，焊渣與母材粘連后，超聲波在焊渣處會(huì)產(chǎn)生反射。焊渣回波波幅低，位移小，可通過定位和手摸確認(rèn)。焊縫軌底非缺陷回波識(shí)別軌底焊渣回波顯示上述非缺陷回波，除了從波形的顯示規(guī)律、特征上鑒別外，必須用鋼尺測(cè)量和鏡子照的方法確定回波信號(hào)的真假，以防軌頭下顎、軌底角邊沿和軌底熱影響區(qū)缺陷的漏檢。（2）油層回波在軌底角探傷中，油質(zhì)較厚和油污堆積于探頭前沿時(shí)，會(huì)顯示波幅較高、寬度較大的回波。油層波位移量不大，時(shí)有時(shí)無，可用手擦凈油污予以識(shí)別。焊縫軌底非缺陷回波識(shí)別軌底采用K型探傷方法，組合探頭分別放在軌底兩側(cè)，6發(fā)6收組合探頭一一對(duì)應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)軌底部分?jǐn)嗝娴膫麚p檢出。軌底探傷與軌頭K型探傷是一樣的，因此缺陷部位和傷損顯示可參照軌頭探傷。軌底K型探傷示意圖焊縫軌底多探頭法由于鋼軌底部是傷損的多發(fā)部位，且軌底寬度大于軌頭，為了加強(qiáng)對(duì)軌底的探測(cè)，組合探頭的晶片個(gè)數(shù)由6只增加到12只，構(gòu)成兩組6發(fā)6收探頭。兩組探頭軌底K型探傷示意圖焊縫軌底多探頭法這樣可以把軌底探頭看作是二套軌底探頭合二為一，第一套軌底探頭（簡稱為軌底Ⅰ），由發(fā)射探頭的1、2、3、4、5、6和接收探頭的①、②、③、④、⑤、⑥這6對(duì)晶片組成。第二套軌底探頭（簡稱為軌底Ⅱ），由發(fā)射探頭的1’、2’、3’、4’、5’、6’和接收探頭的①’、②’、③’、④’、⑤’、⑥’這6對(duì)晶片組成。使用這種12只晶片的二合一軌底探頭，提高焊縫探傷的掃查密度，對(duì)防止軌底焊縫傷損撿漏是有利的。兩組探頭軌底K型探傷示意圖單探頭軌底探傷靈敏度調(diào)節(jié)將GHT-5試塊C區(qū)2號(hào)豎孔上棱角的二次反射波調(diào)整到滿幅度的80%，然后根據(jù)探測(cè)面情況進(jìn)行適當(dāng)表面耦合補(bǔ)償（一般為2~6dB）。軌底單探頭探傷靈敏度校準(zhǔn)試塊調(diào)節(jié)法單探頭軌底探傷靈敏度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方法與軌頭單探頭相同，探傷靈敏度釋放量有所不同，軌底角1~3區(qū)探傷時(shí)，軌底角回波80%，增益10dB；軌底角4~6區(qū)探傷時(shí)，增益20dB?，F(xiàn)場鋼軌調(diào)節(jié)法課后小結(jié)課后思考1.焊縫軌底單探頭法2.焊縫軌底多探頭法3.單探頭軌底探傷靈敏度調(diào)節(jié)1.軌底探傷分幾部分？軌底角分幾個(gè)區(qū)及如何掃查？2.軌底角焊縫缺陷回波特點(diǎn)有哪些？如何識(shí)別？課后小結(jié)與思考題鋼軌焊縫-軌頭探傷技術(shù)CONTENTS目錄1.焊縫軌頭單探頭法2.焊縫軌頭雙探頭法3.焊縫軌頭多探頭法4.焊縫軌頭探傷靈敏度調(diào)節(jié)根據(jù)焊縫探傷需要，采用單晶K2.5探頭對(duì)焊縫軌頭進(jìn)行探傷。為使鋼軌焊縫軌頭得到全面掃查，K2.5探頭在軌頂面采用縱向移動(dòng)和偏角縱向移動(dòng)兩種方式掃查。焊縫軌頭探傷掃查（1）縱向移動(dòng)掃查K2.5探頭置軌面上（如下圖），探頭縱向距邊分別為16mm、26mm、36mm、46mm、56mm處，偏角為0°縱向移動(dòng)探頭，移動(dòng)區(qū)域?yàn)榫嗪缚p中心0~150mm。本次掃查利用一次波檢出鋼軌焊縫軌頭中的缺陷。（配圖設(shè)計(jì)說明：配圖靜態(tài)圖處理后，根據(jù)示意設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)圖）由于軌頭頂面作用邊呈圓弧狀，探測(cè)接觸面過小，不利于焊縫軌頭內(nèi)外側(cè)上角缺陷的檢出，因此，采用偏角縱向移動(dòng)法探測(cè)。K2.5探頭置軌面中心線上，以15°偏角縱向移動(dòng)探頭，移動(dòng)區(qū)域?yàn)榫嗪缚p中心100~250mm，利用軌顎反射波檢出焊縫軌頭內(nèi)外側(cè)的缺陷；掃查次數(shù)為焊縫內(nèi)、外兩側(cè)共計(jì)4次。

（配圖設(shè)計(jì)說明：配圖靜態(tài)圖處理后，根據(jù)示意設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)圖）（2）偏角縱向移動(dòng)掃查焊縫軌頭正常回波出波規(guī)律探測(cè)鋁熱焊接頭軌頭時(shí)，探頭距焊縫中心80mm左右，在熒光屏水平刻度4.0左右顯示焊筋輪廓波。其它形式焊縫（氣壓焊和接觸焊），軌頭下顎也存在不同厚度的焊筋，探傷時(shí)均會(huì)在一、二次波交替范圍內(nèi)顯示焊筋輪廓波，由于各種焊筋厚度的不規(guī)則性，產(chǎn)生的回波幅度和位移會(huì)有差別。焊縫軌頭正?；夭ǔ霾ㄒ?guī)律（1）小缺陷回波焊縫軌頭缺陷回波與70°探頭探測(cè)鋼軌軌頭核傷的顯示規(guī)律基本相似，唯一區(qū)別在顯示缺陷回波的過程中夾有焊筋輪廓波。當(dāng)缺陷直徑小于超聲束寬度，且缺陷距軌顎較近時(shí)，超聲束可同時(shí)在缺陷和焊筋上產(chǎn)生反射，熒光屏上會(huì)出現(xiàn)缺陷波和焊筋輪廓波同時(shí)顯示的現(xiàn)象；當(dāng)缺陷距軌顎較遠(yuǎn)時(shí)，缺陷波和焊筋輪廓波交替顯示。焊縫軌頭正?；夭ǔ霾ㄒ?guī)律（2）大缺陷回波當(dāng)缺陷直徑大于聲束寬度，完全阻擋超聲波向前傳播，使熒光屏上只顯示缺陷波，不顯示焊筋輪廓波。（3）軌顎焊渣回波軌顎焊縫邊留有焊渣，焊渣與母材粘連后，超聲波在焊渣處會(huì)產(chǎn)生反射。焊渣回波位移小、波幅低，可通過定位和手摸確認(rèn)。焊縫軌頭正?；夭ǔ霾ㄒ?guī)律（4）位移不動(dòng)波探測(cè)面不平整、耦合條件差，有時(shí)會(huì)在顯示屏刻度1.0左右顯示波幅寬大的回波，這是入射聲波在耦合層多次反射形成的回波現(xiàn)象。焊縫軌頭正?；夭ǔ霾ㄒ?guī)律（5）油污波在高靈敏度下，由副聲束產(chǎn)生的表面波能量，被油污反射回來的波，稱為油污波。它隨探頭移動(dòng)，波動(dòng)幅度不定，時(shí)高時(shí)低，時(shí)有時(shí)無，位置不定。識(shí)別方法：用手指壓軌面探頭前后或用手摸下底面波幅消失或明顯下降，并隨手指壓動(dòng)而變化。焊縫軌頭正常回波出波規(guī)律1焊縫軌頭探傷掃查K型探傷由兩個(gè)斜探頭（常用K1探頭）一發(fā)一收組成，探頭分別置于鋼軌軌頭兩個(gè)側(cè)面上。探傷時(shí)兩個(gè)探頭同時(shí)同速縱向移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌軌頭某一區(qū)域的探傷。（設(shè)計(jì)說明，帶箭頭的可設(shè)計(jì)成動(dòng)畫和靜態(tài)圖）2焊縫軌頭正?；夭@示軌頭焊縫內(nèi)無缺陷時(shí)，A探頭發(fā)射的超聲波經(jīng)軌頭側(cè)面向前發(fā)射，B探頭接收不到回波，熒光屏無任何回波顯示。3焊縫軌頭缺陷回波顯示當(dāng)軌頭內(nèi)有垂直于縱向的片狀缺陷，且缺陷正處于探頭掃查區(qū)內(nèi)時(shí)，A探頭發(fā)射的超聲波經(jīng)缺陷反射后被B探頭接收，掃描線上顯示缺陷回波（圖a）；當(dāng)缺陷處于探頭掃查區(qū)外時(shí)，雖然A探頭發(fā)射的超聲波能在缺陷上產(chǎn)生反射，但無法被B探頭接收，因此無回波顯示（圖b）。由于雙探頭法K型探測(cè)軌頭的實(shí)際操作不夠簡便，目前多數(shù)采用兩個(gè)6晶片組合探頭分別放在軌頭量測(cè)，6發(fā)6收探頭一一對(duì)應(yīng)，實(shí)施K型掃查，可對(duì)軌頭部分?jǐn)嗝鏅z查。因每對(duì)探頭折射角相同，缺陷反射回波聲程相近，因此，具有每一對(duì)探頭回波位置相近的現(xiàn)象。要區(qū)別缺陷的部位，可根據(jù)手動(dòng)控制探頭或儀器自動(dòng)顯示的方式來完成。3（1）試塊調(diào)節(jié)法將CHT-5試塊B區(qū)5號(hào)橫孔反射波調(diào)整到滿幅度的80%，然后根據(jù)探測(cè)面情況進(jìn)行適當(dāng)表面耦合補(bǔ)償（一般為2~6dB），作為探測(cè)焊縫軌頭部位的探傷靈敏度。單探頭靈敏度調(diào)節(jié)（2）現(xiàn)場鋼軌調(diào)節(jié)法在被探焊縫鋼軌底角上進(jìn)行調(diào)節(jié)（表面粗糙度要與焊縫探測(cè)面相近），探頭橫向放置于軌底角上，探頭入射點(diǎn)距邊10mm左右，找出對(duì)軌底角邊回波最大值，顯示在熒光屏刻度5.0左右，調(diào)節(jié)儀器[增益]、[衰減器],使軌底角回波80%，增益20dB，作為探測(cè)焊縫軌頭部位的探傷靈敏度。焊縫軌頭探傷靈敏度調(diào)節(jié)單探頭靈敏度調(diào)節(jié)將GHT-1b試塊上2號(hào)平底孔反射波高調(diào)整到滿幅度的80%，然后根據(jù)探測(cè)面情況進(jìn)行適當(dāng)表面耦合補(bǔ)償（一般2~6db），作為軌頭部位的探傷靈敏度。焊縫軌頭雙探頭探傷靈敏度的調(diào)整課后小結(jié)課后思考1.焊縫軌頭單探頭法2.焊縫軌頭雙探頭法3.焊縫軌頭多探頭法4.焊縫軌頭探傷靈敏度調(diào)節(jié)1.鋼軌軌頭探傷采用的幾種掃查方法及其作用是什么？2.軌頭焊縫缺陷回波有什么規(guī)律？課后小結(jié)與思考題鋼軌焊縫軌腰探傷技術(shù)CONTENTS目錄焊縫軌腰單探頭法焊縫軌腰雙探頭法焊縫軌腰多探頭法探傷靈敏度調(diào)節(jié)鋼軌焊縫軌腰缺陷的檢測(cè)，對(duì)體積型缺陷，可使用直探頭反射式或雙K1探頭“V”形穿透式探測(cè)；對(duì)片狀缺陷，可使用串列式反射法檢測(cè)。雙探頭串列式探傷直探頭反射式探傷焊縫軌腰探傷掃查直探頭置于軌面縱向中部，距軌縫中心兩邊各50mm的區(qū)域內(nèi)，縱向緩慢移動(dòng)探頭進(jìn)行掃查，利用直探頭反射式探傷法，檢出焊縫中反射面與探測(cè)面平行的缺陷；利用直探頭穿透式探傷法，檢出焊縫中粗晶、縮松等缺陷。采用單晶片直探頭，對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行檢測(cè)，該方法主要適用于鋁熱焊焊縫體積型缺陷、粗晶檢測(cè)。直探頭探傷示意圖焊縫軌腰正?；夭@示直探頭在焊縫探傷中，焊縫中無缺陷時(shí)，熒光屏除始波外，同時(shí)還會(huì)顯示軌底反射回波。由于鋁熱焊筋凸出軌底，直探頭在焊縫上時(shí)，軌底波位置會(huì)稍微向后移動(dòng)。直探頭正常波形顯示直探頭有小缺陷波形顯示焊縫軌腰缺陷回波出波規(guī)律當(dāng)直探頭檢測(cè)有缺陷的焊縫時(shí)，會(huì)發(fā)生以下回波顯示：缺陷波與軌底波共同顯示當(dāng)焊縫中有平面狀的小缺陷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)軌底波和缺陷波同時(shí)顯示的現(xiàn)象，這是因缺陷較小，部分聲束受缺陷阻擋，另有部分聲束仍然在軌底面上反射。1直探頭有大缺陷波形顯示焊縫軌腰缺陷回波出波規(guī)律只有缺陷波顯示當(dāng)焊縫中有較大平面狀的缺陷時(shí)，會(huì)發(fā)生軌底波消失，只有缺陷波顯示的現(xiàn)象，這是因缺陷較大，聲束被缺陷阻擋，因此無軌底反射波顯示。2當(dāng)直探頭檢測(cè)有缺陷的焊縫時(shí)，會(huì)發(fā)生以下回波顯示：焊縫軌腰缺陷回波出波規(guī)律當(dāng)直探頭檢測(cè)有缺陷的焊縫時(shí)，會(huì)發(fā)生以下回波顯示：無缺陷波和無軌底波顯示造成無缺陷波和無軌底波的異常顯示現(xiàn)象有兩種原因：一是當(dāng)鋁熱焊焊縫中有粗晶、縮松等缺陷時(shí)，會(huì)發(fā)生軌底波下降或消失的現(xiàn)象，這是因粗晶、縮松發(fā)生散射作用，致使聲波無法在軌底上產(chǎn)生足夠的反射能量，造成軌底波下降或消失。3焊縫軌腰缺陷回波出波規(guī)律當(dāng)直探頭檢測(cè)有缺陷的焊縫時(shí)，會(huì)發(fā)生以下回波顯示：無缺陷波和無軌底波顯示二是焊縫中存在傾斜性片狀缺陷，部分聲能因缺陷反射，使入射聲束無法在軌底面上反射，造成軌底波消失。3焊縫軌腰雙探頭法焊縫軌腰雙探頭采用串列式反射法，該方法適用于探測(cè)焊縫中垂直軌面的片狀缺陷，如焊縫中的未焊合缺陷。雙探頭串列失探傷示意焊縫軌腰雙探頭法串列式探傷與K型探傷由異曲同工之妙，不同的是使用兩個(gè)探頭放置同一探測(cè)面上，利用軌底面反射作用來探測(cè)軌腰中的缺陷。兩個(gè)探頭一發(fā)一收組成，縱向排列置于被探測(cè)軌頭頂面中心處，探傷時(shí)兩個(gè)探頭保持一定的間距同時(shí)縱向移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)軌腰某一區(qū)域的探傷。焊縫軌腰探傷掃查通過調(diào)整兩個(gè)探頭間距，可完成全斷面的掃查。由于軌腰焊縫高度較大，使用掃查架可方便整個(gè)斷面的掃查。探頭掃查裝置放于軌頭頂面中心線，掃查架零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)需要探測(cè)截面上，通過旋轉(zhuǎn)掃查架上的調(diào)節(jié)輪盤，使兩個(gè)探頭以相同的速度相對(duì)移動(dòng)，利用兩個(gè)探頭一發(fā)一收反射式探傷法，檢出鋼軌要投影范圍內(nèi)的缺陷。焊縫軌腰雙探頭法焊縫軌腰探傷掃查雙探頭串列式反射法探測(cè)接觸焊氣壓焊鋁熱焊焊縫軌腰雙探頭法接觸焊、氣壓焊焊縫探測(cè)時(shí)，選擇軌面狀態(tài)較好的一側(cè)，掃查架零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)焊縫中心掃查1次（焊縫中心易出現(xiàn)垂直于軌面的片狀缺陷）；鋁熱焊焊縫探測(cè)時(shí)，需對(duì)焊縫進(jìn)行2次掃查，掃查架零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)距焊縫中心12.5mm處進(jìn)行1次掃查，然后將掃查架放置于焊縫的另一側(cè)再掃查一次（焊前軌端預(yù)留間隙25mm的焊縫，鋼軌母材端面上易出現(xiàn)片狀缺陷）。焊縫軌腰探傷掃查焊縫軌腰雙探頭法焊縫軌腰正常回波顯示探測(cè)截面上無缺陷時(shí)，發(fā)射的超聲波經(jīng)軌底反射后繼續(xù)向前傳播，無法被另一個(gè)探頭接收，因此，熒光屏除始波外無任何波形顯示。焊縫軌腰雙探頭法焊縫軌腰正?；夭@示串列式探傷缺陷當(dāng)探測(cè)截面上存在垂直于探測(cè)面的片狀缺陷時(shí)，反射波進(jìn)入接收探頭，儀器顯示缺陷回波。焊縫軌腰多探頭法軌腰串列式探傷示意圖