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焊缝实验
钢轨焊缝探伤知识
一、钢轨焊缝的分区探测
图.钢轨焊缝各部位扫查方式
对钢轨焊缝进行探伤时,一般是将焊缝化分为四个区域,如图所示,以采用不同的方式进行扫查,其中:
1区:
轨腰及其延伸部分。
一般采用串列式进行扫查,在焊轨厂或焊轨基地,若轨底允许放置探头时,也可采用K型扫查。
2区:
轨底部分。
一般采用K型扫查。
3区:
轨底角部分。
一般用单探头法进行扫查,用一次波扫查轨底角下部,二次波扫查轨底角上部。
4区:
轨头部分。
可从轨头两侧用K型方式进行扫查,也可用70°探头按探测核伤的方式进行单探头法扫查。
附录AGHT型钢轨焊缝超声波探伤对比试块
单位为毫米
a)GHT-1a双探头试块
b)GHT-1b双探头试块
技术要求:
1试块用60kg/m钢轨制作。
平底孔深:
≥40mm;平底孔底部至试块另一端长度:
≥450mm。
2不同试块上同一位置平底孔的反射波高相差不超过±2dB。
图A-1GHT-1型双探头试块
单位为毫米
a)GHT-5试块分区示意图
b)GHT-5试块0°探头区(A区)
c)GHT-5试块轨头和轨腰探头区(B区)
d)GHT-5试块轨底探头区(C区)
技术要求:
1试块用60kg/m钢轨制作。
为加工人工缺陷方便,轨头和轨底可部分切除。
2不同试块上同一位置横孔或竖孔的反射波高相差不超过±1.5dB。
图A-2GHT-5型单探头试块
探伤灵敏度校准
双探头探伤
轨腰部位
(1).K型扫查
将GHT-1a试块上距踏面90mm的3号平底孔反射波高调整到满幅度的80%,如图3-10所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为轨腰部位的探伤灵敏度。
图轨腰K型扫查探伤灵敏度校准
(2).串列式扫查
将GHT-1a试块上距轨底40mm的4号平底孔反射波高调整到满幅度的80%,如图3=11所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为轨腰部位的探伤灵敏度。
图轨腰串列式扫查探伤灵敏度校准
轨头部位
将GHT-1b试块上2号平底孔反射波高调整到满幅度的80%;如图3-12所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为轨头部位的探伤灵敏度。
图3-12轨头K型扫查探伤灵敏度校准
轨底部位
将GHT-1a试块上5号平底孔反射波高调整到满幅度的80%,如图3-13所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为轨底探伤灵敏度。
图,轨底K型扫查探伤灵敏度校准
单探头探伤
轨头和轨腰部位
将GHT-5试块B区8号横孔(K0.8~K1探头)反射波高调整到满幅度的80%,如图3-15.a所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为K0.8~K1探头探测轨头和轨腰部位的探伤灵敏度。
a.K0.8~K1探头探伤灵敏度校准
b.轨头探伤灵敏度校准
图,轨头和轨腰单探头探伤灵敏度校准
将GHT-5试块B区5号横孔(K≥2探头)反射波调整到满幅度的80%,如图5.b所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为K≥2探头探测轨头部位的探伤灵敏度。
轨底部位
将GHT-5试块C区2号竖孔(一般K≥2)上棱角的二次反射波调整到满幅度的80%,如图3-15所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为轨底单探头探伤灵敏度。
图3-15轨底单探头探伤灵敏度校准
铝热焊焊缝0°探头探伤
将GHT-5试块A区7号横孔反射波高调整到满幅度的80%,如图3-16所示,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿,一般2dB~6dB,作为0°探头的探伤灵敏度。
附录B距离波幅曲线制作和使用
B.1距离波幅曲线制作
B.1.1双探头
B.1.1.1轨腰及其延伸部位
轨腰及其延伸部位距离波幅曲线制作步骤:
a)以缺陷深度(或声程)为横坐标,以反射波幅度(以dB为单位)为纵坐标建立坐标系。
b)用双探头法探测GHT-1a试块上某平底孔,如图B-1所示。
将该平底孔最高反射波调整到满幅度的80%,记录此时的衰减器读数(dB值)和平底孔的深度值。
c)移动探头,探测GHT-1a试块上其他各平底孔,用衰减器(或增益器)依次将各平底孔最高反射波调整到满幅度的80%,其他与灵敏度有关的仪器旋钮、开关或按键等则保持固定。
记录各孔最高反射波达到满幅度80%时的dB值和深度值。
d)以测得的dB值为纵坐标,深度值为横坐标在坐标图上标出各平底孔所对应的点。
e)将标出的各点连成平滑的曲线,并延伸到整个探测范围。
此曲线即为该探伤系统探测轨腰部位的距离波幅曲线。
图B-1轨腰及其延伸部位双探头距离波幅曲线制作
B.1.1.2轨头部位
用GHT-1b试块1、2、3号平底孔制作,从轨头两侧面探测,如图B-2所示。
方法同B.1.1.1。
图B-2轨头部位双探头距离波幅曲线制作
B.1.1.3轨底
用GHT-1a试块上5~8号平底孔制作,从轨底两侧面探测,如图B-3所示,方法同B.1.1.1。
图B-3轨底部位双探头距离波幅曲线制作
B.1.2单探头
B.1.2.1直探头
用GHT-5试块上A区2~7号长横孔制作,1号孔仅作为选用孔,如图B-4所示,从踏面探测,方法同B.1.1.1。
图B-4直探头距离波幅曲线制作
B.1.2.2轨头和轨腰探头
用GHT-5试块上B区1~8号长横孔制作,从踏面探测,如图B-5所示,方法同B.1.1.1。
图B-5轨头和轨腰单探头距离波幅曲线制作
B.1.2.3轨底
参照B.1.1.1的方法,用一次波和二次波探测GHT-5试块上C区两竖孔与试块界面构成的上下棱角,并测出各棱角最高反射波达到满幅度80%时的dB值和声程(或深度),在坐标图上标出各棱角波所对应的点,然后将4个点连成平滑的曲线,并延伸到整个探测范围,如图B-6所示,即为该探测系统探测轨底部位的距离波幅曲线。
在找竖孔最高反射波时,应将探头向侧面偏转一定的角度。
图B-6轨底单探头距离波幅曲线制作
列表
1#
2#
3#
4#
5#
深度H㎜
衰减器读数NdB
GHT-2钢轨焊缝探伤扫查架安装操作说明
第一种安装方式
(轨腰部位串列扫查,轨底部位K型扫查,轨头部位K型扫查):
1.扫查架探头安装如下图:
6个探头晶片都朝向标尺0位方向发射或接收。
2.先将轨底探头和轨头探头处于不探伤状(见第5页探头离开探测面方法),再将零位指针对准钢轨焊缝,安放扫查架:
3.将扫查架安放在钢轨上,定位块与钢轨弧面接触,弹簧片卡住侧面,支撑脚与钢轨坡面接触。
4.探头与钢轨探测面耦合调节说明
⑴轨底探头可上下移动
⑵用调节螺钉调整摆动板角度使探头平面与钢轨面平行接触,保证探头与钢轨探测面耦合良好。
轨底探头调节如下图,轨头、轨腰探头调节方法相同。
钢轨探测面
调节螺钉
5.探伤
旋动手轮,两侧探头同步相向移动,根据手轮侧标尺指针读数对钢轨的轨头、轨腰、轨底三部分进行探伤扫查。
标尺指针
根据不同探头指针分别读取轨头、轨腰、轨底标尺上的数值来判断钢轨不同部位上缺陷出现的位置。
探头离开探测面方法
如下图:
2.卡簧将锁住探头保持探头离开钢轨探测面状态
轨头探头和轨腰探头和轨底探头操作方法相同。
GHT-2钢轨焊缝扫查架探伤操作步骤
(用CTS-23或CTS-22模拟仪器)
一.仪器的调节:
增益最大;抑制关;工作方式为一收一发档;扫描粗调为250㎜;仪器始脉冲调在0刻度。
二.在GHT-1钢轨焊缝试块上校正基准
轨头部位
1.将扫查架上零位指针对准GHT-1b焊缝试块平底孔底部位置上(如孔深70㎜,就对在离钢轨端面70㎜处,可用钢板尺量),安放好扫查架。
2.探头转换盒上的波段旋钮置在轨头位,移动探头扫查2号孔,使2号孔反射波最高时用衰减器将波高调到80%,此时记下dB值读数,作为轨头探伤灵敏度;并同时记下反射波起始的水平刻度(即为伤波出现的位置),存档作为轨头探伤的基准。
轨腰部位
1.将扫查架上零位指针对准GHT-1a焊缝试块平底孔底部位置上(如孔深70㎜,就对在离钢轨端面70㎜处,可用钢板尺量),安放好扫查架。
2.探头转换盒上的波段旋钮置在轨腰位,移动探头扫查4号孔,使4号孔反射波最高时用衰减器将波高调到80%,此时记下dB值读数,作为轨腰探伤灵敏度;并同时记下反射波起始的水平刻度(即为伤波出现的位置),存档作为轨腰探伤的基准。
轨底部位
1.将扫查架上零位指针对准GHT-1a焊缝试块平底孔底部位置(如孔深70㎜,就对在离钢轨端面70㎜处,可用钢板尺量),安放好扫查架。
2.探头转换盒上的波段旋钮置在轨底位,移动探头扫查5号孔,使5号孔反射波最高时用衰减器将波高调到80%,此时记下dB值读数,作为轨底探伤灵敏度;并同时记下反射波起始的水平刻度(即为伤波出现的位置),存档作为轨底探伤的基准。
三.距离波高曲线制作参照TB/T2658.21附录C
四.探伤
1.将扫查架上零位指针对准钢轨焊缝中心,扫查架安装到位。
也可将扫查架上轨底探头的标尺指针对准标尺0位,再将轨底探头中心(约10㎜)对准钢轨焊缝。
2.仪器在探伤灵敏度基础上再增益4~6dB作为扫查灵敏度,旋转探头转换盒上的波段旋钮,确定扫查焊缝轨头或轨腰或轨底部位,旋动手轮扫查两遍。
注意观察已定伤波出现位置,当分别扫查轨头、轨腰、轨底时,仪器的水平线上应有杂波出现,表明此时这组探头耦合良好;如没有,要检查探头接触状态或连接线。
3.当伤波超过闸门报警时,应反复扫查确定波高,并与距离波高曲线对比,超标准缺陷判伤,不超记录。
五.在没有试块时校准伤波出现位置的方法
可分别将轨头、轨腰、轨底三组离0位近的那个探头掉转180°使同组两个探头处于一收一发状,移动探头,当波高最大时波起始的刻度即为伤波出现的位置。
中国铁道科学研究院金属及化学研究所
2010年4月
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