钢轨焊缝探伤培训资料

钢轨焊缝探伤培训资料 钢轨焊缝探伤培训资料 武汉铁路局信阳工务段 目录 一:概述 二:焊缝探伤有关规定标准 三:焊缝探伤准备工作内容 四:焊接方式及焊缝缺陷 五:仪器探头的选用 六:焊缝探伤核心内容 七:焊缝探伤过程中的扫查实用技能 八:几种常用声程的校验使用 九:缺陷波高缺陷性质分析 十:缺陷的测定 十一:缺陷叛废标准 十二:焊缝探伤工作要求 十三:仪器探头技术性能测试 1 一:概述 1:为什么要进行焊缝探伤, 焊缝，目前已成为钢轨接头连接的主要形式。在我局铁路线路辖区范围内，主要存在接触焊、气压焊、铝热焊三种焊接方式。由不同的焊接工艺原因和使用情况看，(1)，实际存在着缺陷并造成断轨;(2)其相对机械性能、受拉、受压、疲劳载荷等皆低于母材;(3)铝热焊接头屈服强度只有钢轨母材的70%左右;(4)焊缝伤损数量增多，发展速度快，危害性大。 2:焊缝探伤的根本任务: 发现焊缝伤损或确定不存在伤损。(举例，医生体检，应慎之又慎) 应对焊缝缺陷进行三定，定位、定性、定量，具体提供缺陷在焊缝中的具体位置大小等数据，以便于改进焊接工艺，分析缺陷存在的原因，提高焊接质量。 提高对缺陷的检出能力，不断改进探伤工艺，丰富探伤方法。 若要提高检出能力，就应丰富探伤方法，单一的技术，是不可能发现现场出现的各种复杂或特殊缺陷的。同时，焊缝探伤的基本方法必须熟练掌握。 放松一下:扁鹊答魏文侯问 互动 各抒己见 您认为(您是)怎样发现存在缺陷的: (主要观点 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 于黑板 鼓励 人、机、料、法、环 观点归纳见下图) 2 人的因素、判伤 标准的掌握责任 心经验等 方法因素探伤方环境因素焊缝 法探伤时间操作探测面耦合剂 程序 温度等 钢轨焊缝存在的 缺陷发现的主要 原因 材料因素仪器探仪器因素仪器 头试块的选择使性能测距灵敏 用、缺陷了解 度等 二:焊缝探伤主要规定、标准 人员资格: 执仪人员应符合ΤΒ,Τ2154、3规定还需取得铁道部门无损检测考核委员会颁发的资格证 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 。(钢轨焊缝探伤人员必须具有铁道部门无损检测考核委员会颁发的二级资格证书。) 铁路局规定，探伤人员应具有铁道部门颁发的二级或以上探伤资格证书，经铁道部、铁路局认可的钢轨焊缝探伤技术培训并取得合格证后，方能独立承担钢轨焊缝探伤工作。 探伤人员应对探伤工艺、焊缝常见伤损有所了解，熟悉焊缝探伤方法。各单位要成立焊缝探伤专班，并保持焊缝探伤人员的稳定性。 焊缝探伤范围: 焊缝接头焊道及两侧各200毫米内必须进行全断面探伤。轨头部分用Κ2.5(Κ2)探头探测，轨头至轨底及轨腰等宽部位用单Κ1、双Κ1探头前后串列式探测;轨底部分用Κ2.5、双Κ1探头Κ型串列式探测。 3 探伤周期: 无缝线路和道岔钢轨的焊缝除按规定周期探伤外，应用专用仪器对焊缝全断面进行探伤，接触焊每年一遍，现场气压焊、铝热焊每半年一遍。 焊缝探伤作业探伤时间: 铝热焊焊头，每处探伤时间不短于10分钟。 现场气压焊、接触焊每处探伤时间不短于5分钟。 焊接接头伤损标准: 1:钢轨焊头不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔、夹渣等有害缺陷。 2:钢轨焊头的断口允许有少量灰斑。单个灰斑面积不得超过10m?;灰斑总面积不得超过20m?。相邻两灰斑间距尺寸小于较小灰斑尺寸时，中间区域与两个灰斑合并计算面积。若有灰斑露头出现是，应将灰斑面积加倍计算。 3:气压焊焊头断口除轨底角外允许有少量光斑。暂按单个光斑最大面积为8m?,光斑个数不限，但总面积不得超过50m?。若有光斑露头出现时，应将光斑面积加倍计算。 、3条是在焊接试验中落锤、静弯或疲劳试件断口上允许存在的缺陷面积，上述标准2 在超声波探伤中，一般灵敏度条件下发现的缺陷多数大于允许存在的面积。为此，对焊缝的轨底部位探伤中，如发现缺陷均判重伤。轨头、轨腰可按上述标准酌情处理。 外观伤损 (略) 焊缝探伤的具体实施，以ΤΒ,Τ1632——91、《钢轨探伤管理规则》、ΤΒ,Τ2658、21——2007标准为原则。 三:焊缝探伤准备工作内容 1:总的要求: 四要 目标要清楚——安全第一，精检细探是方向，工作根本是不误判不漏检。 仪器要熟悉——性能——操作 对象要了解——焊接工艺——缺陷种类——缺陷与波形相互关系 程序要保证——成败在细节——各工序规范标准(探测面打磨、除锈涂油长度厚度、探测距离位置、作业时间等)——标准要掌握才能发现判定伤损。 4 2:现场探伤前具体工作的准备: (1) 仪器性能状态良好 (2) 带齐仪器设备包括扫查架、探头、连接线(含备用)、回波探头; (3) 防护信号设备，响墩、信号旗、喇叭、对讲机; (4) 用于打磨除锈涂油的钢刷、扁铲、毛刷、毛笔、耦合剂; (5) 用于判伤测量的卷尺、钢尺、小镜子、油漆; (6) 棉纱、手电筒(夜间，隧道用)照明设备、手套、眼镜等; (7) 记录本、安全教育本、伤损钢轨通知单等。 注意:探伤周期，任务安排合理。 探伤处所线路、伤损轨情况或重点。 探伤环境温度的影响。 3:现场焊缝探伤一般作业步骤: 上道前，安全教育、提出要求，明确作业任务地点分工，设置防护。 上道后，打磨除锈涂油，按作业标准、工艺实施;(Κ1探测轨头轨腰轨底，单双方式分别使用即:踏面单探头法、双前后串列、ν和轨底Κ型式;0?踏面扫查;Κ2.5探测轨头轨底，探测长度每侧200毫米;记录，校对)。 作业完毕，撤除防护，班后小结。 4:关于探伤应用的准备和一般程序 1:探测面(钢轨 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的要求) 钢轨表面与探头接触位置，不允许有锈蚀、斑点、氧化层、油污油漆和焊接溅射物等存在。探测面制备，表面光滑，探伤准确，波形再现性好;表面粗糙，磨损探头，探伤不稳定、杂乱波多 2:藕合剂 应保证探头与工件耦合良好。透声性好。 3:确定探伤方法。探伤方法是保证缺陷检出、结果准确与否的前提条件，因此探伤前应根据探伤仪器的特性和钢轨的形状、缺陷特点、性质及探伤要求拟定探伤 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 4:选择工作频率。1.25mhz探铸件如铝热焊、不大于2.5mhz。接触焊2.5mhz以上或5mhz。工作频率高，则灵敏度高，方向性好，分辨力强，始波宽度小，有利于发现和评定缺陷，但不易穿透晶粒较粗的工件;工作频率低，分辨力低，但穿透力强，有利于克服衰减。 5:正确选用探头。即结构形式、晶片尺寸、标称频率 6:确定探测范围(标定)。 5 7:探伤灵敏度校准。 8:现场实施探伤作业。 四:焊接方式及焊缝缺陷 内容:焊缝缺陷产生原因 缺陷种类、危害 缺陷与反射波的关系 目的:了解焊接方式和基本过程，为准确地发现缺陷、进行定性、定位、定量打下基础，提高识别和判定伤损的能力。 要求:了解有关标准，对各种焊接工艺形成初步认识。加深对焊接过程和产生缺陷的了解，理论与实践相结合，逐步形成自己的判伤经验。 重点和难点:找出波形规律，区别伤损性质 焊接接头缺陷与加工焊接工艺存在密切关系，不同的加工方法产生不同类型的缺陷;各种缺陷与超声波相互作用，反射规律和特点就不相同。 总的来说，焊缝伤损主要有以下几种来源: 1:在焊接的过程中，由于工艺参数的调试变化; 2:由于焊机性能的稳定性; 3:气压焊、铝热焊各道工序规范性和操作的熟练程度; 4:钢轨本身化学成分的偏析和焊料等的变化; 5:由于车辆的荷载冲击、钢轨应力、线路平纵断面条件等。 (一)接触焊的焊接方式与缺陷分析: 1:接触焊(通常被称作厂焊、电阻焊、闪光接触焊，在现场为移动式接触焊)。 轨端规定在焊机夹具上，利用电流产生电阻热，将轨端加热至表面融化状态，然后断电加压，在压力下相互结晶。 2:过程。焊接前，一批钢轨来，先试焊，调节参数(q=0.24Θrt q:热量Θ:电流 r:电阻 t:时间)。通电——焊接时的运动——一定速度一定幅度一定频率的移动，碰上拉开，闪光加热放花——断电——挤压——顶锻闪去氧化膜够温时自动顶焊上——另一侧有刀，趁 6 热切去焊带。焊一个头约5分钟。 3:缺陷与探伤分析;根据工艺，伤损多为片状，与焊缝多一致。 (1) 灰斑:焊缝内形成的一层暗灰色、平滑、面积型缺陷。形成的原因是焊接时间短， 次级电压高，连续闪光发生中断，顶压力小。灰斑即氧化硅的聚积物，因焊接工艺 特点，伤损被挤的很薄;硅，颜色较深，性脆，氧化后更脆无韧性，影响强度，目 前不好探。2.5ΜΗΖ探头反射,吸收;有观点认为选5~6ΜΗΖ使反射,吸收 (2) 冷焊缺陷与探伤分析:温度不够与焊接参数有关，易产生在轨底轨头。一般为大面 积伤损，也可存在其它部位，因焊接时变化不大。总的比较，接触焊热影响区裂纹 比气压焊多。反射波强。 (3) 过烧缺陷与探伤分析:焊接过程中，加热温度偏高，引起Μns在奥氏体晶界间沉淀， 冷却后便形成s与fe的共晶夹杂物。多出现在两轨角和轨头、焊墙结合处的凸出量 部位。分氧化与不氧化过烧，呈多孔蜂窝状，反射波较强，根部粗且多峰;动态波 形特点是波峰由高向低变化显著，波峰交替。在焊带两侧探时，波形有区别。(铝热 焊的过烧易产生在轨头，因最后冷却)。 二:气压焊的焊接方式与缺陷分析 1:气压焊有融化气压焊和塑性气压焊两种，也被称为小型气压焊。 两轨固定在焊机夹具上，施予压力，专用焊具产生气体火焰，加热至塑性状态。压力作用下，原子之间进行扩散再结晶，金属面形成新的结晶，使两轨焊接起来。 2:过程。与接触焊相比，加热方式不同。是利用气体燃烧产生热量。工序分为钢轨固定、加热、顶锻、凸出量铲除、打磨等。产生的伤损多与接触焊相似。焊时也要正火:细化晶粒、增加韧力、消除内应力;晶粒在焊缝处可达8级，向两边越远越粗至热影响区边上。 3:气压焊缺陷与探伤分析 (1) 光斑:产生原因是焊接时温度偏低，造成接触面的不连续性;火焰不正常，出现回火、 放炮等导致端面污染和氧化;焊合面未能焊成一体，属一种未焊透:断口面呈银灰 色却平滑;根据其结晶状态又分为氧化光斑、光斑、及半结晶光斑三种。这种缺陷 厚度极小，有些属于似粘未粘状态;有的声波反射很弱，也是探伤难点。未焊透也 称未融合;缺陷两面已分开，因而声波反射强烈，只要探头位置合适，就能发现。 氧化光斑像黑核，与大气相通故反射波很强烈。光斑因物理过程:再结晶、化学反 应，两者不充分，频率低时不易探。半结晶光斑为局部结晶，未成整体，较难探。 频率大时可穿透，小时可绕射。从焊缝焊接面中心断裂的多为氧化光斑，由于钢轨 7 接触的对接不适等。是面积型缺陷。 (2) 过烧:多发生在轨底角轨头，呈体积状;外表呈裂纹或蜂窝状，因冲击影响强度大。 (鸡公山指甲盖大导致断裂) (3) 断面氧化:实际为未焊透。焊接初钢轨断面被氧化，表面有蓝色氧化膜。没有任何 强度。 三:铝热焊焊接方式与缺陷分析 1:铝热焊的焊接方式:局管内主要是德国施密特和法国拉伊泰克工艺。也被称为铸焊。焊接材料为铝粉、氧化铁粉、铁钉屑、铁合金等金属按一定比例配成焊剂，高温火柴点火，发生激烈的化学反应和冶金反应，得到高温钢水和熔渣;将高温钢水注入预热模具中，使轨端融化，冷却后焊在一起。 2:过程。以法国工艺为例，从焊前准备到结束工作分13个步骤，焊一个头50分钟左右。(具体程序是:焊接现场前的准备;焊接现场准备;轨道的准备;钢轨端头准备;端头对正;砂模的准备检查;焊接的灵魂——预热 ;焊药的准备;浇注;拆模及推瘤;热打磨;冷打磨;收尾工作。) 3:常见缺陷及伤损 其常见缺陷为:缩孔和疏松、气孔、夹渣、夹砂、热裂、未焊合、螺孔裂纹等。现将主要缺陷的定义及原因进行介绍。 (一)缩孔和疏松 1. 缩孔 (1) 缺陷定义及形成: 浇铸过程中，在温度最高、最后凝固的部位，由于体积收缩后得不到外来钢水的补缩，而形成集中孔穴称为缩孔。 高温钢水在冷却及凝固过程中，有体积收缩(液态收缩)是形成缩孔的主要原因。 2.疏松 细小而不连贯的缩孔，比较均匀地分布在焊缝的局部范围内称为疏松。疏松其内表面是不光滑的。疏松导致焊缝组织不致密现象。(下图为轨头疏松) 8 图 缩孔一般易发生在焊缝中心处的轨腰(预热温度最高)及轨底中央三角区(最后凝固，易形成集中疏松)等部位。 3.原因分折: ?预热时间过长; ?局部高温，有过热现象。特别是轨腰及轨脚部分有局部过热现象。 ?预热枪或砂模装偏，位置不居中，形成一侧过热现象。 焊头有缩孔及疏松缺陷时，会起到疲劳核心的作用，在列车交变负荷作用下，从疲劳核心处开始逐步扩展，形成较大的疲劳断裂。 (二)、气孔 气孔是铝热焊铸造组织的中最常见的缺陷之一。 气孔是焊缝在凝固过程中产生和放出气体所形成。气孔表面是光滑的，一般呈圆形。(下图为X射线底片钢轨底部气孔图) 气孔 图 9 气孔按其部位，分为内部的气孔在焊缝整个断面内均可出现，气孔尺寸有时可以很大。皮下气孔紧靠表皮下产生，一般在轨底及轨底两侧斜面上容易产生。(下图为轨底经打磨外露的气孔) 图 原因分析: ?焊剂受潮。焊剂中带有水分，在铝热反应时，高温下水分分解在焊缝中产生气体; ?封箱泥过多、过湿或砂模潮湿。砂型或封箱泥中的气体不能及时的排出，容易在轨底两角产生气孔。 ?预热温度过低，钢水容易凝固使气体不易排出，容易在轨底两角产生气孔; ?预热到浇注前时间超过30秒，使预热后温度降低，也容易在轨底两角产生气孔; ?镇静时间不够，或铝热反应不充分，浇入砂型后继续作用形成气孔。 (三)、夹渣 夹渣是铝热焊铸造组织中常见的缺陷之一。 夹渣的形成是由于熔渣进入焊缝而造成。如未能全部熔化的金属块或混入钢中的其他金属:在进行铝热反应中，熔渣未及时上浮冲走而进入型腔，粘附在钢轨表面被凝固，形成夹渣。 原因分析: ?焊缝断面不清洁，有金属渣屑等: ?上砂模后未覆盖型腔口，使杂质进入砂模: ?轨缝过大、砂箱不密贴或产生“跑铁”现象，钢水量不够，使熔渣不能完全排出，进入型腔，最容易在轨顶部位产生夹渣; ?镇静时间不够，反应未完成就浇注，在型腔内继续反应生成熔渣，由于凝固快，熔 10 渣来不及浮出就形成夹渣。 (四)、夹砂 夹砂的形成是由于型砂进入焊缝而造成。如:砂型及其耐火材料的碎屑:一次性坩埚的夹砂物主要是氧化铝与硫化锰的混合物等进入钢水。 原因分析 ?砂型不清洁不好，在磨合后未用毛刷清除掉浮砂 ?有碎屑进入型腔中。 ?砂箱一次没有扣准，在移动中砂型挤坏掉入型腔内: ?由于过热，使砂型中的砂子变成玻璃状，挤入熔合区。 (五)、热裂 在焊缝及热影响区均可产生。在焊头凝固过程中，稍低于其凝固点的一定温度范围内，强度较低，由于产生了收缩应力或受到外力超过了该温度范围内钢的强度极限时，就会产生裂纹或断裂。 这种在高温区形成的断裂称为热裂。其表面常带有氧化兰色。 原因分析: 热裂对焊头质量影响大，会造成断轨。 ?焊接过程中焊缝(两端钢轨)有移动，受拉，存在较大的拉应力。 ?过早拆箱，使焊头提前受力。特别在低温时，焊缝由于受到激冷，加快收缩，加大了收缩应力，在高温区形成热裂。 ?提前推瘤，使焊头提前受力，情况同上。同时还会在焊接表面出现热裂纹，进而发展。 ?焊头在冷却过程中、未完全凝固时受到外力的锤击。 (六)、未焊合: 在焊接后，原来待焊的两个钢轨断面上仍没有溶化的区域，称为未焊合。 未焊合缺陷一般多发生在轨头部，也有在轨底的。 原因分析: 未焊合对焊头质量影响大，会造成断轨。 ?预热温度过低，铝热钢所放出的热量不足以使轨端熔化; ?预热时间不足或氧气、丙烷压力不足，情况同上; ?轨端处理不好，在轨端产生了一个脆弱的氧化层，造成熔合不好。 11 ?砂箱或预热枪装偏、不居中，造成一侧预热不足。 ?轨缝太小。焊缝内的热容量较小，在没有将钢轨端部完全 熔化就已冷却，造成未焊合。 ?轨端用氧气切割过，未用锯轨机切割，端面不平整。 ?焊接中砂箱“跑铁” (七)、螺孔裂纹: 在螺孔处形成的焊接裂纹，称为螺孔裂纹。螺孔裂纹对焊头质量影响大，会造成断轨。 铝热焊接在冷却过程中产生一定的焊接热应力，因此，一般要求在焊缝附近不要有螺栓孔，避免在焊接热应力的作用下在螺孔处形成裂纹，在列车作用下，造成伤损。裂纹发展扩大，最后导致断轨。法国要求螺孔距焊缝应大于100mm。 原因分折: ?螺孔距焊缝距离太近，使螺孔处在焊接热应力的作用下形成裂纹。在列车作用下，裂纹发展扩大，最后导致断轨。 ?如带螺孔焊接时，尽量应通过调整轨缝达到焊接轨缝要求。万不得已非要锯轨时，应从钢轨两端各锯掉10,13mm，切忌从钢轨一侧锯轨，使螺孔距轨缝太近，造成隐患。 ?第一螺孔必须在侧砂模即砂箱的外侧，且应在第一螺孔处上封箱泥或钢塞。 (八)、粗晶: 在焊头的金相组织的方面，部分或全部断面上的晶粒粗大或不均匀，称为粗晶。 要求焊缝的晶粒度比钢轨的晶粒度低一级。如PD3钢轨的晶粒度是6级，焊缝晶粒度应不低于5级。 1-φ3级为粗晶粒。粗晶粒会影响焊头的疲劳强度及韧性，增加焊头的脆性。 原因分析: 粗晶也会造成断轨，主要是脆断。 ?冷却速度过快，是造成粗晶的主要原因: ?焊头提前受力，加速了粗晶焊头的脆断。 4:缺陷与探伤分析: 气孔:焊缝中气孔是未溢出的气体，表面较光滑，对超声波反射强烈尖锐，似点状缺陷，一般各方面均可探测到。(柳林例) 夹杂、夹砂:对超声波能量有吸收作用，其表面不平整，(金属夹渣反射较强;周家湾例)反射波峰粗杂;因微小的声阻抗变化、界面反射，粗大晶粒反射和其它影响造成林状回 12 波较多，故一般探头频率的选择不大于2.5ΜΗΖ。 裂纹:包括热影响区裂纹、螺孔裂纹，相对于焊缝焊接良好来说，热影响区断裂常见。因裂纹位置、走向、探头位置原因，不易发现，(明港例)必须采用多种探伤方法。对于晶间裂纹也不易探测到，只有当裂纹反射波大于晶粒散射波时才能发现;所以要求探测频率一般在2.5或小一些。 未焊透:两轨未完全粘连在一起，反射波十分强烈，易于发现。(柳林例) 缺陷种类、特征、形成原因汇总见表一 表1——1铝热焊缺陷 名称 特征 产生部位 形成原因 危害 夹渣 断口处存在不规则体积任何部位 打塞钉过早使未上浮的熔渣、焊接质量良好，铝 型夹杂一般呈暗灰色 氧化皮及夹杂物进入焊缝 焊接头的屈服强度气孔 气孔不均匀有单个或蜂任何部位 焊接工艺不当，渗水、漏油。为母材的70%左右 如果存在缺陷强度窝状群体 端面不洁或焊剂受潮 下降，尤其低温季夹砂 焊缝中可见细小的沙粒 多数存在于砂模封口不准，使混入溶液中 节接头受温度拉应轨脚两侧 的砂粒无法溢出 力列车动弯应力的缩孔 断口处呈暗灰色的空穴 浇注部位或预热不够或浇注口散热过快， 联合作用，最易引端面中心 导致溶液的凝固收缩 起折断。 疏松 多孔性和不致密性，似海轨底三角区 溶液凝固时，因体积收缩或气 绵状，呈银白色 体上浮造成晶间空隙 未焊透 断口呈未融合状态，平整 轨脚两侧居预热温度不够焊缝间隙不一 多 裂纹 焊缝与母材焊接时冷热分布不均或加热时 间 金属体积改变，组织应力破坏 表1——2接触焊、气压焊焊缝缺陷 13 方名称 特征 产生部位 形成原因 危害 式 接灰斑 暗灰色平滑，有时有焊缝的任何部位，焊接时间短，次级电压大大降低焊缝的触放射性条纹的片状其中轨脚边居多 高，连续闪光发生中断，疲劳强度和韧性，焊 夹杂物 预压力小等造成 极易造成断轨 裂纹 开口性斜裂和焊缝多数发生在焊缝可焊性差和端面切割不垂直和斜向折断 中暗裂 腰部和热影响区 良或存在重皮 烧伤 轨面和轨底的钳口离焊缝中心钳口部位不洁，通电后电脆性折断或烧伤 部位存在烧伤痕迹 130~330mm区域 阻加大或加热时间过长 引起横向裂纹 气光斑 断口表面呈银灰色焊缝的轨头和轨温度低或顶断力不足，造减少钢轨的有效压平滑，手感不涩手 底部位 成接触面的不连续性。火截面积，在其缺陷焊 焰不正常出现回火、放炮边缘应力集中，极 等导致端面污染和氧化 易折断 过烧 断口呈暗色，松散的轨脚和轨头与轨主要是加热温度过高，在塑性减弱，脆性增 微粒状组织 腰结合处的凸出钢轨表面产生松散的微大，存在轨脚两 部位 粒组织 端，很易折断 未焊透 断口呈暗灰色，平整焊缝的任何部位 端面不洁，间隙过大，顶 有毛刺，在毛刺之间锻量过小，或加热火焰不与光斑危害相似 有平滑的微小白斑 正，摆动量不均匀 活跃气氛——13张扑克 五:仪器探头试块的选用 焊缝探伤属于检验性的对钢轨特定部位(焊缝)进行的全断面探伤。质量要求高。质量 14 标准规定了不允许存在的缺陷类型或性质。比如裂纹;不允许存在的部位，(轨底);缺陷的尺寸界限(试块的当量孔径);相邻两缺陷的间距数量界限(比如焊缝表面气孔的面积、长度);缺陷总数(比如灰斑)。 因固有的钢轨几何尺寸形状、因不同的加工工艺形成的各种不同缺陷、因易产生的部位和危害、以及一些缺陷与超声波相互作用后的复杂性，焊缝探伤必须首先考虑最充分和尽可能多的选择利用探测面和尽可能多的采取各种探伤方法，从多种角度去发现伤损，从而提高探伤结果的可靠性。 焊缝探伤选择的探测面有:轨头踏面、轨头侧面、轨底板斜面和轨底板侧面。以保证要求探伤的部位均能受到超声波的扫查，并且又可在此面上探测时发现要求检出的缺陷。 1:仪器的选择 因焊缝探伤以发现和定性为主，因而原则上对灵敏度要求特别高。总体要求仪器性能稳定，选择垂直线性、水平线性好、分辨力强、动态范围大、盲区小、衰减器精度高的仪器。(比如动态范围?26db、阻塞范围?10?等均高于普轨探伤仪。)作为焊缝探伤的专用仪器或通用仪器，应以看其主要技术性能指标作为比较的重要依据。 2:探头的选择 超声波的发射和接收实际是经过探头来实现的。探头选择包括以下内容:探头型式、晶片尺寸、频率、斜探头的Κ值和前沿距离等。 形式:常用探头形式有直探头、斜探头、表面波探头等，应根据钢轨工艺、受力状态、产生缺陷的部位和方向、几何形状、探测面情况进行选择，但总的原则是，尽可能使声束轴线与缺陷反射面相垂直。并依据探测面选择出合适的探头。 尺寸:主要考虑覆盖率、探测部位的良好接触、晶片尺寸增加或减少后的半扩散角和近场长度等影响，注意各方面兼顾。 频率:频率的选择在很大程度上决定了探测能力，一般习惯于选用高频。因为频率高，波长短，声束窄，扩散角小，指向性和分辨率好，即能发现较小的缺陷，又能准确定位定量。但不足是，穿透性能差，粗筋材料的晶界反射会干扰对缺陷的检测。遇有探测面粗糙不易透入，遇有不与声束垂直的片状缺陷时，反射回波难以接收。因而频率的选择以两条标准为依据:(1)能发现最大距离内的最小缺陷，且尚有一定的灵敏度余量。(2)有足够的信噪比，不产生妨碍识别缺陷的杂波。 前沿距离:要短，以使轨底一次波探测到焊缝对面;双探头要一致含后沿。 Κ值:斜探头折射角的正切值;即:Κ=tgβ.在横波探伤中，Κ值对探伤灵敏度、声速 15 轴线的方向、一次波声程有较大的影响，Κ值大，β大，一次波的声程大。Κ值的选择按照尽可能使声束与缺陷垂直的原则，除考虑上述因素外，还应按探测对象的厚度选择探头。下表可作参考: 斜探头与工件厚度对照表 工件厚度 入射角度 折射角度 K值 8~25 53~49 72~64 3(0~2.0 25~46 52~45 68~65 2(5~1.5 46~120 49~37 63~45 2(0~1.0 根据折射定律和存在的三角关系，得出几种常用斜探头角度换算表 常用斜探头角度关系换算表 β 37? 45? 56.3? 63.4? 65? 68.2? 70? 75.7? α 30.6? 36.7? 44.7? 49.1? 50? 51.7? 52.6? 55? Κ值 0.8 1.0 1.5 2.0 2.1 2.5 2.7 3.9 表中所列β为钢中横波折射角，α为有机玻璃纵波入射角。由于钢和有机玻璃材质不同，温度及探头制作工艺不同，使用中探头磨耗，实测值和标称值、理论计算值会有差异，一般均已实测探头k值为准计算出相应的入射角和折射角。数字仪器cts—1002可自动显示实测值。 六:焊缝探伤核心内容 1:探伤方法 2:标定测距 3:确定灵敏度 核心内容的确立，表明了现场探伤的准备顺序，一整套探伤实用技术的运用，确保了四个总的要求的具体化。 16 不同的探伤方法，形式，其探测对象、重点、位置、和灵敏度也不同，测距也不完全相同。 为更多的检出钢轨中存在的各种不同缺陷，和因高铁的特殊性，要求现场采用不同的探伤方法，来确保探伤质量。 互动 具体有哪些方法, 按探头分类---组合方式分类----波形分类----穿透式反射法分类 单探头法 k型式 纵波法 反射式 V型式 前后串列式 横波法 穿透式 双探头法 现在以单、双探头法的使用，将探伤方式归总如下: 1:探伤方法(扫查方式) 现场我们将要使用的单探头法: 0度直探头----钢轨踏面上，探测轨头至轨腰轨底，水平、纵向、斜裂等伤损，利用纵波穿透式和横波反射式进行探伤。探头移动距离是焊缝两侧共400mm(不少于352mm) 单k1探头----钢轨踏面上，探测轨头轨腰轨底，与探头声束垂直的缺陷，利用横波反射式探伤，在焊缝与探头的最大水平距离移动为176mm.(焊缝另一侧相同) 单k2.5探头----1:从钢轨踏面、侧面探轨头，利用横波反射式探伤。探头移动距离，保证不小于一次波最大标定深度的探测。2:探头在轨底板斜面上，对焊缝两侧进行探伤，移动扫查距离应保证探测不小于二次波深度缺陷的检出。 现场我们就要使用的双探头法: 双k1探头----1:在钢轨踏面上，距焊缝176毫米处两探头，双开移动176毫米共352毫米进行扫查(另一侧重复扫查)，成轨头前后串列式横波探伤。2:两探头对穿，相距焊缝中心各176毫米，进行横波穿透式v型探伤，同步同向移动(轨底斜型穿透法类似)3:轨底侧面12毫米探测面，进行k型扫查，探头移动距离不少于152毫米(轨头探伤类似轨底)。 2:仪器探测范围的标定 思考----什么是探测范围的标定, 17 标定仪器的目的有两个:1、使探测范围达到或超过工件本身的深度等的距离;使超声波束能够射及到所应覆盖到的探测部位;2、确定波形在仪器时间基线上的比例关系。便于确定缺陷在钢轨中的深度、位置、斜探头距离缺陷的水平距离等。 标定探测范围的方法很多，下面仅介绍最基础和简单的利用一个试块，来标定我们现场使用的探测范围。 思考一下----仪器基线显示的8.8(单k1)反射波和轨底对穿(双探头)3.8刻度是怎样来的, 第一段----要求k1探头按深度200毫米标定仪器 (三角函数关系)如图一 Sinβ=ι/s Cosβ=h/s K=tgβ=ι/h 第一步，先计算 则k1=45? 200/cos45?=283(s) 283/10/格=28.3毫米 第二步，看仪器、探头、试块如图二 0 1.76 3.52 10 Csk---1a试块 仪器基线显示刻度: 18 50/28.3=1.76 100/28.3=3.53 调整仪器，使r50,r100曲面回波显示在仪器相应刻度，即标定完成。 第三步，现场探伤检验，波形显示在刻度位置几上, 轨高(深)176?20/格=8.8 单k1探头 用声程检验 176?cos45?=248.9 249?28.3=8.8 双k1显示在刻度几上,如图三 8.8格上(双探头对穿) 第二段 轨底的标定情况 (由于轨底依然按深度200标定，故前两步同第一段) 第三步，现场探伤校准检验，显示在刻度几上, 152?cos45?=215 215?2=107.5 107.5?28.3=3.8格 (152为轨底宽或深) 祥见下图(图四) 声程的显示对穿 基线刻度 0 3.8 10 19 轨底双k1对穿 仪器显示刻度 152?2=76(探头一发一收) 76?20/格=3.8格 第三段 要求k2.5按水平距离满刻度代表150标定仪器探测范围 互动 k2.5探头 利用csk---1a试块r50、r100曲面标定，你记忆中的反射波刻度是多少, 分别为刻度3格、6格 显示为什么要出在刻度3、6，怎样来的, 按声程、水平、深度三种标定介绍如下: 第一步，计算 根据三角关系 150?sin68?=162(?)声程 162?10=16 r 50?16=3.1 r100?16=6.2格 祥见图五 k2(5=68.2? 0 3.1 6.2 10刻度 l/100=sin68.2? =92.8(l) l/50=sin68.2?=46.4(水平) 由于水平距离按150标定 93?15=6.2 46?15=3.1格 按深度60标定也是一样:首先计算出100声程出的深度，则:深度=100×68.2?cos=37.14 50×68.2?cos=18.6 显示刻度为:37.14?6=6.2 18.6?6=3.1格 20 第二步 ， 标定如图六 csk---1a试块 仪器显示刻度 同上。 (图略) 调整仪器扫描微调、水平位移旋钮，使r50、r100回波对正基线刻度3、6格上，标定完成。 根据公式可知，每格代表探测深度为6毫米 K=tgβ=l/h 150?2.5=60 60?10=6 同时，也知道了斜边的声程距离 略 拓展 作业 1:已知声程=130 k值=2.5 怎样标定, R50、r100显示刻度位置 (3(8-----7.6格上) 2，已知深度=100毫米k=2.5，求水平、声程距离(例如1c仪器) 3，双k1k型串列式，若声程=130毫米满刻度，探轨底，对穿波显示在刻度几上, (152?2=76 76?cos45?=106 106?13/格=8.2格) 4，条件1，仅有一个csk---1a试块;条件2，仅2.5探头。要求标定满刻度代表深度50毫米，如何标定，要求用两种方法。 (1， 50?cos68.2=135声程 50?13.5=3.7 100?13.5=7.4格 (2， 一次波探试块25厚度，二次波反射探上棱角显示刻度分别为5、10格上。 图 略) 第四段 要求0?直探头按深度200标定探测范围 最大探测深度轨高176毫米，按200标定符合标定仪器要求。 两个好处 1比1反到不好口算，每格代表20计算方便。 k1和0?直探头转换，不必再调探测范围。 下面仅介绍两个简单方法 第一个方法:将直探头置于csk---1a试块上探测100毫米底面，调节扫描微调和水平位移旋钮，使第一次底面反射回波显示于仪器基线刻度5上;第二次显示对正刻度10上。 现场可校准 176?20/格=8.8格 第二个方法:因回波探头代表纵波50毫米，则使仪器显示4次回波，分别在刻度2.5、5、7.5、10格上。对正刻度，标定完毕。 标准回波探头的应用及现场特殊情况处理办法 现场探伤不可能总是带着试块，不清楚探测范围，或校验探测范围的准确，常常使用回波探头。 21 特点 回波探头的波形为纵波。(50毫米) 通过纵波与横波在钢中的声速，可以求出存在的差值。 纵波l=5900m/s 横波s=3200m/s 5900?3200=1.82 例1 回波探头5次回波，显示于仪器刻度，表示纵波5×50=250mm声程 ?1.82=137mm(声程) 那么横波声程约为 250 例2 已知现场调定的探测范围 仪器水平150、深度60 在现场回波探头起到何作用, 在标定时，我们已做了比较，现场可以运用 取下标定时的探头，换上回波探头，，仪器上出现6次回波 第一次回波在仪器时 间基线刻度1.2处，第六次在9.4处 即代表l=50 h=60 例3 现场意外，或标定后乱了，k1探头按深度200毫米校准,同样可利用回波探 头调正。 第一次回波0.6、第10次回波在9.4对正即可。 特殊情况 由于准备不足，丢失意外等，没有试块，仪器测距变乱，甚至回波探头不在手边，又必须检查，怎样标定, 例1， k1探头，352毫米轨面对穿，最高波达80%，提高20db检查，单、双k1均在 仪器基线刻度8.8格处----标定完成。 例2， 轨底152毫米对穿，最高波达80%，增益20db，对穿出波刻度调定在基线3.8 出最高回波----标定完成。 数字仪器现场检验标定测距办法，祥见技师交技术科资料(略) 3.探伤扫查灵敏度的确定 仪器测距的标定，至少达到了两个目的，足够使超声波射及工件，和能够按比例显示回波。但，并不能替代探伤时，用多少灵敏度进行扫查和判伤。 灵敏度的确定，是发现伤损、判定伤损的基准和依据。 是在确定的探测范围内，最大声程处发现规定大小缺陷的能力。 在校准灵敏度时，要根据标准规定的探头、试块甚至包含耦合剂等，使缺陷当量再现性或一致性好。 要结合仪器面板，使有关的显示和回波、或非数字仪器有关旋钮在其相应位置。现场实际探伤中，注意适时校对。(k1以免断线和未开机，单、双探伤方式选择错误等，有伤也无回波显示) 焊缝探伤、高铁探伤要求，每个探伤工作日前，都要对探伤灵敏度进行校验，填好记 22 录表，随同焊头探伤记录表一同上报。(包含无伤损焊头) 要求仪器使用超过三个小时，必须更换所使用的电池。更换电池后，必须进行探伤灵敏度的校验;已确保仪器的稳定性。 本节要点: (扫查灵敏度在下表探伤灵敏度基础上增益6db) (1):仪器综合性能(探伤灵敏度)校验记录表 项目 试块 孔号 探头型号 灵敏度(db值) 1 Whs---2 4# 横孔h=40 (略) 单k2.5 ( ) 轨 头 whs---1 2# 平孔 h=30 双k1 ( ) 2 whs---2 8# 横孔 h=160 单k1 ( ) 轨 腰 whs---1 4# 平孔 h=140 双 k1 ( ) 3 3# 平孔h=16 单k2.5 ( ) 轨 底 whs---1 5# 平孔h=14 双 k1 ( ) 4 轨底角 whs---1 6# 平孔 h=5 单 k2.5 ( ) 5 轨腰水 whs---2 15# 横孔h=160 单0?( ) 平扫查 校验人员 路局 校验日期 杠1是平杠2横 稍有差异求大同 最深常是灵敏度 最关键处不含糊 Whs----1 whs----2试块见下图 23 附图一 whs——1试块 24 附图二 whs——2试块 (2)探伤灵敏度校准方法 单探头校准: 0#0探头将WHS-2试块上15横孔波高调整到80%,然后提高2,6 dB,作为轨腰部位的探伤灵敏 度。 如图; 25 , K1横波探头将WHS-2试块8横孔波高调高到80,，然后提高2,6 dB,作为轨头、轨腰部位的探伤灵敏度。 如图; , K2或K2.5横波探头将WHS-2试块4横孔波高调高到80,，然后提高2,6 dB,作为轨头部位的探伤灵敏度。 如图; 26 , K2.5横波探头将WHS-1试块φ3平底孔波高调高到80,，然后提高2,6 dB,作为轨底部位的探伤灵敏度。 如图; 双探头探伤校准: , 双K1轨腰串列式将WHS-1试块4平底孔波高调高到80,，然后提高2,6 dB,作为轨腰部位的探伤灵敏度。 如图; 双Κ1轨底Κ型反射式 将whs—1试块5#平底孔波高调高到80%，然后提高2~6db,作为轨底部位的探伤灵敏度 如图: 27 轨头双k1 将whs——1试块2#平底孔波高调到80%——其余同上。 ΤΒ?Τ2658.21——2007关于探伤灵敏度的校准方法 0#0探头 将ght——5Α区试块上7横孔波高调整到80%,然后提高2,6 dB,作为0?的探伤灵敏度。 如图; , K1横波探头将 ght——1Α 试块Β区8横孔波高调高到80,，然后提高2,6 dB,作为轨头、轨腰部位的探伤灵敏度。 如图; K2.5横波探头将ght——5试块c区2号竖孔上棱角的二次反射波波高调高到80,，然后提高2,6 dB,作为轨底部位的探伤灵敏度。如图: 28 双探头校准: ,双K1轨腰串列式将ght——1a试块4平底孔波高调高到80,，然后提高2,6 dB,作为轨腰部位的探伤灵敏度。如图: 双k1轨底k型扫查 将ght——1a试块上5#平底孔反射波调整到满幅度的80%，增益2——6db，作为轨底部位的探伤灵敏度。如图: 七:焊缝探伤过程中的扫查 盲人摸马的传说 (一)如何进行扫查 通过灵敏度的标定，可直接体验到其中的规矩。在进行超声波探伤时，探测面上的探头与被检工件的相对移动称为扫查。扫查应考虑两个原则，一是保证工件的整个检查区域有足够的声束覆盖;二是扫查过程中声束入射方向始终符合所规定的要求。为此，扫查中应注意: 1:扫查速度。为了使缺陷回波能够充分地被探头接收。扫查速度应适当。可参照确定探伤灵敏度时对试块的扫查。 2:扫查幅度:为了保证整个被检部位有足够的声束覆盖，探头扫查线的相邻距离应小 29 于探头的有效直径，一般为探头有效直径的70%或应有探头宽度10%的重叠。 3:扫查力度:扫查过程中应给探头适当和一致的压力，否则会导致耦合不良，探伤灵敏度不稳定。 4:扫查方向、方式:根据应探测的范围进行扫查，单探头可进行前后、左右、锯齿形、 、0?包括双探头必须置于探测面中心;双探头法扫查时，可分段扫查，每定点等扫查，k1 段宽度不应大于15毫米;为使缺陷反射回波能被准确接收，探头超声波声轴、折射角、入射点、频率、晶片尺寸应一致。 (二)双k1探头扫查分别同步移动的原因 内容:与探伤方式选择的关系 与声程距离等关系 优越性和局限性 目的:弄清楚为什么要同步移动，加深对探伤方式的了解。提高理论水平。 :为什么要同步移动 1 双k1探头为一发一收(单晶片)，仪器探头方式选择为双。如上所述，标定的探测范围按深度200毫米，只是确保波形显示在基线刻度上;灵敏度则是保证了一定距离发现规定的大小缺陷的能力;扫查中探头的特定位置，是有效发现缺陷的重要组成部分。 当发射探头在一定距离发射出超声波束后，在遇有伤损或断面，反射波被另一个特定距离的超声波探头所接收，如下图为理想的焊缝双k1探头扫查图: 30 mm 移动176 mm 移动176 焊筋截面 0152 K1探头在轨底不同距离的发射25125 接收情况 5075此图解释了双探头移动的原因和声程距离探测部位等关系。特点是一发一收两探头分别 7550反向同步移动时，两探头分别在特定角度，距离位置。虽然一探头距焊筋很远，另一个却很 125近，声程并没有随探测区域(位置)的变化和探头位置的变化而发生变化或改变，这样反射25 152回波也就没有发生位置的移动，一旦特定仪器刻度出现波形显示，即可进行缺陷判定。并且0 通过探头的移动，完成从一侧经中间的轨底三家区到另一侧的焊接截面的扫查。主要检测扫 图1:双查区域内与声束垂直，面积型、片状伤损的存在，对于特定位置，特定缺陷也有一定效果。此为理想效果或方法的适用性——如果移动不能同步就不能发现缺陷。 对于接触焊、气压焊多为片状的特定，单探头法往往不能被有效接收，前面讲述过，声束不与缺陷垂直，难以接收到缺陷回波也就在荧光屏上无显示，如图: 无显示 有显示 这也是使用双探头的一个原因。 由理想扫查图可看出，深度、水平、k值声程关系密切。按200深度标定时， 31 轨头声程为 176?cos45?=249mm 轨底声程为 152?cos45?=215?2=107.5mm 2:轨头踏面上前后串列式探头移动的原因和声程距离等关系 现场我们按深度200标定，在标定一节已讲到，200?cos45?=283(s) 在轨头轨底的扫查声程仍然是249和107，显示刻度分别是249?28.3=8.8(格); 107(5?28.3=3.8(格) 参考扫查图，体会水平距离变化探测位置的变化。 双K1前后串列式的扫查方法。 将两只探头分别在钢轨焊缝的焊筋一则钢轨踏面上，若前探头靠近焊筋15 mm，后探头应是337 mm(352mm,15mm)，探伤时探头移动距离，一只探头以不大于15毫米距离为一个点移动。另一只探头以不大于20毫米距离跟随前后移动，移动完后，两只探头再重复用同样方法前后移动。参见前后串列式灵敏度校准过程中的扫查: #用两只双K1的探头，一只探头放在WHS—1试块探测面上的4φ3平底孔试块校正灵敏度。 32 孔距轨面140 mm，前探头的入射点至φ3平底孔的水平距离140 mm，后探头应是212 mm，加起来是轨高的2倍(即352 mm)。 如果两个探头的同步移动或距离不是保持一致，在大于或小于探头声束范围的位置，一个探头发射的声波就不会被另一个探头接收，仪器也就不会有波形显示。 3:轨底k型反射式探头同步移动的原因和声程等关系 K型串列式，是两探头分别放置轨底左右两侧上，左边一个探头发射的声波被缺陷反射后正好进入另一个探头接收。 一只探头放在焊筋15毫米的位置上，另一只探头应在137毫米处，两只K1的探头，在轨底的两侧按15毫米比例前后移动，要以一个点为移动范围，一只探头移动，另一只探头不动，两只探头做平行同步移动扫查。两只K1探头在两侧的垂直距离，始终加起来是152毫米，(距焊筋距离)焊筋的两头要各探测一遍。 如图 不同于轨头前后串列的主要是，一发一收两探头仅占了声程的一半。 由式152?2=76 76?20?(格)=3.8(显示刻度)或扫查过程可以看出，如在探头水平距离152或76等处所时，探头位置变化了，探测位置(区域)变化了声程仍然未变。 同时，深度与水平距离的变化同探头在轨头探测面前后串列式的变化一样，只是探测位置从一侧逐渐转移到了另一侧，探头位置变了。即:轨头探测区位变成了由底面向顶面，或由顶面向底面;轨底是由一侧随着探头的逐渐移动，转到了经三角区到另一侧至轨底角的变化。 可作实验:如果一个探头不动，另一探头不论怎样移动，只能探测到不动探头的相应位置，(例探头距焊缝水平距离在76处)，如果两个探头同时向前向后同步移动，探头固定在两侧或中间时，前后串列式只能探测到轨底三角区和轨头顶面附近;轨底k型只能探测到轨 33 底三角区和轨底角的相应位置。 4:k型和前后串列式的优越性及局限性 串列式的特点优点:声程 的一致性(不变的声程); 两探头分别移动的同步性; 定位的简便性(水平=深度) ; 出波位置的固定性。 直达波易误判; 有一定盲区; 缺点和应注意的问题: 手工移动有误需扫查装置和熟练程度; 无伤损无回波报警，当仪器或探头线有故障时，也无回波报警;不在双k1档时，(因现场有时使用单探头)无回波，易漏检，要探头对穿检验; 难以探测到热影响区部位的伤损，并受伤损影响使焊缝截面的缺陷不能够有效扫查到。 一个规律:伤损在离探头距离近的一侧。也就是前探头的水平距离等于深度距离(即缺陷在焊缝中的位置)。 (三)测距与跨距 内容:2.5斜探头轨底探测一、二次波与探测范围的关系、斜探头与打磨涂油的关系等。目的是，通过对一、二次波的分析，首先搞清楚一个跨距的探测区域，进而达到对探测部位的整体认识;明确探头的移动距离在不同的探测部位，扫查距离应达到多少毫米。 1:波次与跨距 直探头的波次显而易见，斜探头的波次是不易分辨的。标定的测距大，在探测相同位置时，波次就多，对焊缝的轨底探伤就是这种情况。 一次波是超声波探头的波束遇到轨底或界面尚未被反射之前，由伤损或界面(断面)反射回来的波。如图所示: 二次波是指超声波束经轨底继续向前，在尚未被轨面反射之前，由伤损或界面(断面)反射回来的波。如图所示: 34 一、二次波之和，在这里通常就被看作是一个跨距。 超声波的一、二次波是看不见摸不着的，但我们可以根据波形的跳动来证实;可以根据水平距离、或深度距离来确定其在探测范围内的位置。(比如利用试块上的孔或焊缝的上下台阶)现在以轨底板12、15、20、30毫米厚度为例，用k2.5探头探测时，看其二次波的水平长度。见下表: 一定探头k值探测不同厚度显示表 单位 mm 波次 轨底厚 12 轨底厚15 轨底厚20 轨底厚30 一次波长度 30 37(5 50 75 二次波长度 60 75 100 150 由此看来，厚度越大，水平距离越长——如果厚度一定，探头折射角度变化会是什么情况，下面来看一下: 例 k2.7探头对上表的探测 不同探头探测不同厚度显示表 单位mm 轨底厚 一次波长度 二次波长度 12 32(4 64(8 15 40(5 81 20 54 108 30 81 162 与上表比较又可以看出，随着探头角度的增大，水平距离延长，直接的可影响到测距，所以，现场使用的探头要与标定时的探头一致。 下面是不同角度探头探测相同深度的情况 以轨底12毫米厚度为例:见下表 35 不同探头探测相同深度数据表 单位 mm 探头折射角度 67? 68? 69? 70? 半跨距长度 28 30 31 33 一跨距长度 56 60 62 66 从上表可看出，角度增大，一次波变长;从个例可以推断出标定的测距在探测不同深度的波次、探头在探测部位的大致位置等，便于现场探伤操作。 2:斜探头探伤扫查长度与打磨涂油的关系 标定的测距首先是决定探头扫查长度、打磨除锈长度的主要依据。打磨除锈长度是根据探伤扫查的需要而制定。 对其长度的要求，主要是保证探头的扫查距离;对探测面进行打磨除锈，原因是使探测面制备平滑无焊渣等，使探头与探测面通过耦合剂有效接触。涂油的长度，一般要求，应等于相应仪器标定测距满刻度代表的水平距离或深度距离;但是测距往往大于实际，现场探伤可依据要探测部位的实际深度而定。这样，不仅可以保证探测部位的探测，也避免了不必要的工作量和耦合的浪费。 例如:(1)按深度80、水平距离200标定，2.5斜探头在轨头侧面探测时，60钢轨轨头宽度为73毫米;理论上需要的水平距离(涂油长度)是多少,(举手方式回答) 按深度75标定呢, 183、 有谁能说出此时两个不同测距的波形显示刻度位置分别是, 9格、9.7格处。 (2) 双探头探测时，以60钢轨轨头、轨底侧面双k1探头k型扫查，仪器满刻度代表深度200毫米为例，请举手回答下列问题: 轨头的波形显示应在刻度几格处, 轨底的波形显示应在刻度几格处, 探测轨头时，理论上需要的水平距离涂油长度是多少, 探测轨底时，理论上需要的水平距离涂油长度是多少, 注意:实际需要的打磨除锈的长度要大于涂油长度20至30毫米;为何?——探头只有前沿, 3:前沿与后沿 不同测距时，k2.5探头在钢轨轨头侧面、钢轨轨底斜面扫查的距离及仪器基线刻度后 36 沿的理论位置，见下表: 深度 轨底面 轨头侧面 后沿显示刻度 60 150 150 75 188 183 9(7 80 200 183 9(1 93 232 183 7(8 利用k2.5探头探测钢轨底面12 毫米处上台阶、下台阶时，不同声程的显示刻度如下表所示: 几种常用声程一、二次波显示前沿刻度位置表 声程 波次 显示刻度 162 一次波 2 (深60、水平150) 二次波 4 200 一次波 1(6 (深75、水平188) 二次波 3(2 215 一次波 1(5 (深80、水平200) 二次波 3 250 一次波 1(3 (深93、水平232) 二次波 2(6 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 : siβ=l/s cosβ=Η/s Κ=tgβ=l/Η 由上表可知，声程大时，显示波形靠近刻度前沿，波形在探测条件相同的情况下，移动距离短;探头在轨底的扫查要慢一些。声程小，探测区域相对有限，应加强未探测部位的扫查。 4:k2.5单探头与双 k1探头的探伤比较: 从仪器显示的波形来看，单探头法探伤波形位置不固定，波形移动范围大;要求测量计 37 算，区别焊筋波、焊柱、台阶、凸凹、焊渣、油层等多种反射波形，通常需要照、看、摸、量和经验，对波形位置、波形特点、规律等包括数字仪器数显相结合进行综合判断，难度较大。从伤损分布状况来看，需要扫查的方式较多，对于轨底轨底角、轨底三角区、轨头下颚、及焊缝热影响区存在或正在产生的缺陷，需要多侧面多角度正常和加强扫查;k2.5探头对于发现的伤损，需进行定位、定量、定性。 K1双探头法，从波形上来看，基本上它只有幅度的变化，出现的波形在仪器刻度上的位置不变，波形不会随着探头的移动左右移动，便于判定伤损。 由于声程的固定性，反射波形不在特定位置出波，就不是伤损;无伤损基本上无回波显示，因k值为1，扫查的水平距离等于深度距离，对伤损的定位简单、方便。 双探头法探伤需探头扫查装置。 八、几种常用声程校验使用 1:测距校验表: 在上述章节中陆陆续续讲到了常用声程标定和使用的情况，即:k1、直探头接深度200 162、200、215、250标定测距。 标定 k 2.5按200、 在标定一节，作了较为详细的阐述。常用声程还包括: 按声 程168(k2探头)和按声程215标定;这两个声程因与162、200声程接近，在标定探测范围的方法中未详细介绍。但只要掌握了标定的方法，不论声程等如何变化，自然能测定正确的测距，按自己熟悉或习惯的声程进行现场探伤。 数字仪器在操作使用中，若调整不当或错误操作，如输入的声速变化，探头角度变化或更换探头等，可能会使测距出现错误，所以应对储存的数据进行检验，或在试块上显示出相应的波形刻度。 注意:进行测距校验时，100声程处的水平和深度距离(数字显示的数值)，必须要与理论计算出的数值一致。 具体测距、相应刻度位置见下表: 38 现场常用声程显示刻度表 探头 K值 声程 显示刻度(格) 0度 0 200 2.5、 5 45度 1 283 1.8、 3.5 68.2度 2.5 162 3.1、 6.2 63.3度 2 168 3、 6 68.2度 2.5 200 2.5、 5 68.2度 2.5 215 2.3、 4.7 68.2度 2.5 250 2、 4 表中未列出相应声程的水平、垂直深度数值，个人可根据需要换算获得。 测距的分析和校验，是掌握仪器设备的基础，是发现和确定伤损的前提条件。不能凭空想象，如，显示刻度2.5——2.2格有波形显示，伤损有多大、是不是伤损、探头距缺陷部位的扫查是由近及远还是由远及近、应是多少距离, 从上例当中可以看出，上述问题的几乎全部原因，基本都与测距有关。 目前，探伤设备更新较快，在新旧交替阶段，新仪器还没有完全替代原有设备，在现场新旧探伤仪同时使用例如通用模拟、通用数字仪器、焊缝专用仪器等(22、26、230型、ΗΤ——2、ΗΤ——10、1002、1003型);从现场使用操作的角度来看，基本上是相通的，没有显著不同。操作中按照标准、合适的声程、合适的灵敏度探伤即可。 下面以ΗΤ——10仪器为例，来说明各探伤仪之间存在的共性使用状况。 2:探头角度和声程基本一致 ΗΤ---10焊缝探伤仪测距的标定情况 原有旧ht---10有四个通道，皆按声程标定测距，分别是: 1通道 k0 声程200 2通道 k0.8 声程300 3通道 k1 声程200、300两个声程供选择 4通道 k2.5 声程100、200两个声程供选择 新ht---10仪器四个通道，皆按声程标定测距，分别是: 39 X通道 声程300 K1通道 声程300 K0通道 声程250 K2.5通道 声程250 由于仪器出厂已标定了现场探伤可以选用的声程，其测距就不再像通用仪器那样去标定。但为获得一定声程在钢轨各探测部位的超声波传播路径，和具体探测部位的基本的整体印象，应该、也必须对探伤仪器测距的准确性进行校验。若误差较小，一般不需调整(仪器的零点、选择的钢的声速等)。 应该指出，为准确判定波形是否为缺陷回波，对于误差多少，应该心中有数。就现场使用的ΗΤ---10焊缝仪器来说，声程不同，其代表的深度和水平距离就存在差异。比如k2.5的使用，一个为200毫米声程，一个则满刻度代表250毫米的声程，若仪器荧光屏刻度5出现回波(探60钢轨焊缝轨底部位时)，200毫米声程的仪器深度为每大格7.5毫米，出波在刻度5时，实际显示的探伤深度应为37.5毫米;250毫米声程的仪器每大格深度为9.3毫米，实际显示的探伤深度应为46.5毫米。这样，探头在特定探测部位上发现的回波，其中一个若是二次顶面反射回波，另一个就有可能是存在缺陷的反射。 即使是同一声程，由三角函数边角关系可知，探头角度不同，其深度距离和水平距离也是存在误差的。 如图所示: 斜探头的入射点和折射角与测距(缺陷定位)的准确性密切相关。因探头在使用中的磨耗、折射角生产制造时存在的误差、探头声轴偏离所形成的扩散角变化等，都会影响到扫描线按一定比例反映出超声波在探测部位所经过的距离，使得原有测距偏离标称值，所以，必须对测距进行校验。 校验测距的精度，直接影响到定位、定量的准确性。下表是ht----10焊缝探伤仪出厂时标定的声程，根据声程计算出的探伤仪基线刻度每毫米表示的实际水平距离、和深度距离的系数。 40 表一 水平距离和垂直距离系数 声程、 比例 系数 角度 67? 68? 69? 70? 声程(满刻度100)1:1 水平距离 0(92 0(93 0(93 0(94 垂直距离 0(39 0(37 0(36 0(34 声程(满刻度200)1:2 水平距离 1(84 1(85 1(87 1(88 垂直距离 0(78 0(75 0(72 0(68 声程(满刻度250)1:2.5 水平距离 2(30 2(32 2(33 2(35 垂直距离 0(98 0(94 0(90 0(86 声程(满刻度300)1:3 水平距离 2(76 2(78 2(80 2(82 垂直距离 1(17 1(12 1(08 1(03 3:探测显示规律、报警位置、声程与探头的选择基本相同 例如实际探伤中，k2.5探头对60钢轨的探测，轨头部位几何形状、尺寸都有一定的数值(图略)。结合表一，可以发现如下规律: ):声程不同，探头在钢轨上的探测位置、探测到的钢轨具体部位就存在差异。若使1 用的是68?探头，水平距离的可探伤并能够显示在仪器荧光屏基线刻度的最大距离为93mm、185mm、232mm、和278mm，探头在钢轨顶面移动的距离不一样;垂直深度可探伤并能够显示于基线刻度的最大探测范围分别是37mm、75mm、94mm、和112mm。 2):声程相同，k值存在差异时，探伤在钢轨中的探测位置及荧光屏显示的基线刻度位置有变化。若使用声程200时，随着67?探头角度的增大，水平距离由184毫米增大到188毫米，变化1毫米;垂直深度距离由78毫米到68毫米，探头每增大1度，减少探测深度2.5毫米，共10毫米的差距。 3):探头相同时，探头据探测部位远，可探测的深度大，(随着声程的增大);探头距离焊缝的探测部位近，可探测的深度范围浅。 在钢轨中的最大可探测范围是多少，这就限于仪器测距的标定情况。在仪器测距一定的范围内，只可发现一定探头在钢轨探测面移动距离内的缺陷，扩大探头的移动扫查距离，也是发现不了伤损的。 4):声程大时，现场利用大声程探测，反射波形集中在荧光屏基线刻度前部，探测小 41 距离深度如钢轨轨底边缺陷时，对于出现的多种反射波形都难以分辨。一般情况下，利用可探测深度的二次反射波形就够了。声程小时，(比如声程100)探测钢轨轨头区域不够，不利于发现轨头下颚三角区范围内的缺陷，从钢轨轨头侧面探测时，一次波不够，轨底亦受焊缝宽度影响。 根据以上特点，从单k2.5探头对60钢轨全断面探伤的角度出发和实际探伤的需要，对原有旧ht----10焊缝探伤仪器，选择声程为200，对现场使用的新ht----10仪器，选择声程为250。(双探头专题讲) 从基线刻度、报警门或报警宽度看折射角选择: 表二 仪器报警门或报警宽度在基线刻度后沿的位置 折射角度 S,200刻度(格) S,250刻度(格) 一次波在60钢67? 73?7.8=9.4 73?9.8=7.4 轨侧面上探测 68? 73?7.5=9.7 73?9.4=7.8 69? 73?7.2=10.1 73?9.0=8.1 70? 73?6.8=10.7 73?8.6=8.5 二次波在轨头 67? 79?7.8=10.1 79?9.8=8.1 顶面上探测 68? 79?7.5=10.5 79?9.4=8.4 69? 79?7.2=11 79?9.0=8.8 70? 79?6.8=11.6 79?8.6=9.2 表二中，73为60轨轨头宽度，79为60轨下颚中心深度(39.5×2)，除数为荧光屏刻度每大格代表的深度系数。 由表二可以看出，使用新ht----10焊缝探伤仪器探伤，报警门后沿宽度应不少于9.2格;使用原有旧ht----10仪器，基线刻度满10最好，探头的β不应大于69?;67?和68?的折射角选择比较合适。利用二次波在钢轨轨头顶面探伤，因为基线能够显示的刻度已超过10格范围，一些小裂纹、小伤损在钢轨面特定部位时，其反射波形就不能显示于荧光屏基线刻度上。 现场寻找k2.5测距校验的方法--------------------------提问 42 现场焊缝探伤仪器测距 声程水平垂直距离 原有旧—10仪器4个通 各通道测距都 道的测距分别是多少 新—10仪器4个通道的 知道的请举手 测距分别是多少 4:现场校验方法基本相同 现场探伤怎样获得测距, 由具体工作可知探伤任务繁忙，复探等临时性任务多，有时刚一上班，就要去探，还未下班，一个电话就要去探另一处新焊铝热焊。特别是一个人探焊缝由普轨推车人员去配合，对所使用的仪器不熟悉，或者忘记了测距时，怎么办,现场没有试块----这就是部分探伤人员现场探伤迷茫的原因。 如上所述，发现和判定伤损，与测距密切相关，而目前书本上还没有现场全面标定或校验测距的方法。探伤的前提条件不具备是不行的。而现场如战场，不管能力如何，必须要面对各种新情况。不愿意撞大运的结果也等于不愿意多干活。 现场焊缝探伤时，应该校验老仪器或新仪器的声程，主要是对荧光屏基线每格代表的水平距离、缺陷与入射点的垂直深度距离要心中有数。有人可能会说，仪器有数字显示的测距。但我们已知道，数字显示解决不了许多问题。就拿新焊缝探伤仪来说，打开仪器，数字并没有标定测距的数字，其最大探测或显示的深度范围是多少,等等;若出现字符混乱、或数字显示误差等已往出现过的情形，就对探伤不利。新仪器没有同老仪器一样的标定数显，学会和掌握现场测距校验方法很有必要。 老仪器的现场检验: 1:使k2.5通道(4通道)显示出声程200。 2:连接2.5探头收发插座，两探头60钢轨轨头侧面对射。调节增益，单边移动探头，使对射波波幅度最高回波出现在仪器基线刻度4.9格左右。则声程为200、深度为75、水平距离为187.5毫米。 其方法的原理是:依据三角函数原理，根据已知边、角，求出另两条边。边长在特定位置，使仪器能够按一定比例校准。从而直接确定探测范围。(从而加深对仪器数字显示出的 43 数字的理解，修正误差。可使新仪器看不见的测距印象化)。 简单说，其方法就是利用出波格数(出波位置)，得出水平距离、和深度距离标定的测距。 具体数字表达式为:73?cos68.2??2?20=4.9(格) =k值 除2是使双探头发射的声程为单声式中，73为轨头宽、厚或深度。 68.2? 程 20为基线每大格代表的声程，即总声程的1/10。 用实际深度校验，其理论出波位置相同。如下式: 73?2=36.5 36.5?7.5=4.9(格) 每大格代表的深度距离是——36.5?4.9=7.5 水平距离:2.5×75=187.5 新仪器的现场检验: 同原有旧仪器相似。 (1):连接k2.5通道(3通道)收发，仪器荧光屏上无声程水平距离、深度距离显示的数字。(没有相同型号仪器显示出的总声程) (2):收发两探头60钢轨轨头侧面对射，，调节增益，单边移动探头，使对射波波幅最高回波、出现在仪器基线刻度一定的格数，利用出波刻度上的位置，求出水平距离、垂直距离。 若出波在仪器刻度3.9格左右(最高波幅是3.9位置) 那么，73?2?3.9=9.36(每大格代表深度)。测距为深度满刻度为93.6mm.。水平距离:ι=93.6×2.5=234 满刻度水平距离为234mm(每大格代表23.4水平距离)。 现场检验方法的准确度,可参见表一水平距离和垂直距离系数表。 另外，各种仪器的扫查方式、探伤灵敏度(不论是衰减型还是增益型)也是基本一致的。它们之间具有内在的联系;常用声程校验使用就讲到这里。 九:缺陷波高缺陷性质分析 在焊接方式焊接缺陷章节中，具体和重点讲述了焊接工艺、缺陷特征与超声波相互作用时之间存在的相互关系,通过断轨解剖等对缺陷波高和性质进行了分析。本节主要从影响因素的总体条件和超声波物理基础分析影响波高的因素和判别缺陷性质。 1:影响反射波高的因素 分析和掌握影响缺陷波高的因素，不仅有利于对伤损的准确评定，而且对现场实际探伤过程中，分析和判断伤损具有十分重要的指导意义。 影响波高的诸多因素，归纳起来主要有以下几个方面: 44 (1)缺陷本身的大小、形状、取向、表面状态、及内含物性质及缺陷的位置; (2)仪器和探头的特性、及他们之间的连接和匹配; (3)探测面的形状、粗糙度及工件的组织结构等。具体如下: 仪器——发射功率、频率、放大系数、抑制条件、重复频率、衰减器指标、补偿、盲区、线性、分辨率和灵敏度; 探头——探头形式、晶片材料、尺寸、波束方向、扩散角; 耦合剂——耦合剂特征、耦合层厚度、温度、及界面反射率; 工件——探测面形状、光洁度、组织结构、声速和衰减等; 缺陷——缺陷形状、缺陷取向、缺陷尺寸、缺陷性质及缺陷反射率。 上述除缺陷外，都可以进行选择和调整，降低对反射波高的影响;缺陷本身的影响却更为复杂，即使有一定之规也在不断变化，利用波高来判定缺陷，长期以来一直是探伤的主要工作内容。 通常模拟缺陷以平底孔、横通孔、槽口为主要形式作为反射波基准，现在就来分析缺陷状态对反射波高的影响。 2:缺陷状态对反射波高的影响 (1)缺陷位置的影响 同一面积的缺陷，由于其位置不同，反射波高也不同。在近场区内反射波的高低与声场能量分布有关。在远场区，随着距离增加，反射波高度下降。若距离相同，则缺陷越大，反射波越高。当缺陷面积大于声束截面时，声波全反射，反射波饱和，波高不再随缺陷面积的增大而变化。 (2)缺陷形状的影响 通常把缺陷的形状简化为圆片型、球形、和圆柱型三种。根据各种规则形状缺陷波波高的近似计算，一般在探头一定、缺陷距离一定时，缺陷波高随缺陷直径的变化是:圆片型缺陷最快、长圆柱形缺陷最缓;在缺陷直径一定时，缺陷波高随距离的变化是:圆片型和球形较快，长圆柱形缺陷较缓;在缺陷距离和直径都相等时，缺陷波波高以长圆柱为最高，圆片型次之，球形最低。当缺陷很小时，缺陷的形状对波高的影响很小。 (3)缺陷方向的影响 声波垂直于缺陷表面时，反射波最高，若有倾斜角时，反射波随着倾斜角的增大而降低，当倾斜角较大时，仪器就接受不到缺陷反射波。 斜探头探测，也要与缺陷方向垂直，也存在上述情况;但有时不仅反射面不与超声波声束轴 45 线垂直，而且当获得缺陷最大反射波时，缺陷并不处于声轴线上，此时探头接收到的声压，受发射指向性与反射波指向性两者的共同影响。如图所示: 由于缺陷方向对反射波高度的影响，针对以上情况，在焊缝探伤中增加了双探头法，就是期望检出上述缺陷。 (4)缺陷表面粗糙度影响 直探头探测焊缝轨底时，缺陷表面凹凸程度与波长的比值越大，反射波越低;斜探头与垂直入射相反;若轨底探测面粗糙，声能损失随着粗糙度加大而增大，反射波高度失真。 (5)缺陷波指向性的影响 无论垂直入射还是斜入射，缺陷波的指向性与缺陷大小有关。并且随着缺陷大小的不同而有很大差异。 当缺陷直径为波长的2、3倍以上，指向性好缺陷波强，反之减弱。当缺陷直径大于波长3倍，小缺陷的检测能力不一定比表面光滑的大缺陷低。 发射指向性和缺陷反射指向性的关系见下图: 题库中大而平的缺陷不易发现的原因就是这样。 (6)缺陷性质的影响 超声波在界面的反射率是由界面两边介质的声阻抗决定的。各种缺陷的声阻抗与钢轨母材之间存在不同的差异，基于这个原理，一般含有气体的缺陷，例如钢中的白点、气孔等，其声阻抗与钢的声阻抗相差大，声波的反射强。而非金属缺陷夹杂等，由于声阻抗与钢的声 46 阻抗相差小，缺陷的反射波相应减弱。从这个角度分析，反射波高不在于缺陷的大小、相互的垂直度，主要看超声波被缺陷的反射、透射和吸收。 十:缺陷的测定 (一)定位 测定缺陷在工件中的具体位置，称为定位。一般确定一个物体在空间的位置，应用三轴坐标描述，由于超声波探伤中探头与缺陷之间的相互关系，常用垂直高度和水平距离的二轴坐标确定缺陷的位置。 1:直探头定位 0?探头定位比较简便，声程等于垂直高度。缺陷的水平距离就在探头入射点之下，基线刻度代表了一定的比例系数(a)，按声程200标定时，深度(h)等于20乘缺陷显示刻度(n)。即:h=a×n 2:斜探头定位 主要是通过三角函数关系的计算获得。45?探头的定位比较简单，k值为1，水平距离等于垂直距离。 其它角度的斜探头按测距标定的比例系数进行计算;按深度或水平距离标定的可直读;如按水平，以缺陷回波位置n与比例系数a相乘，(在下面具体还要讲到)。 若只知测距的声程，可以根据缺陷回波在刻度的位置n和声程比例系数a,得到缺陷距入射点的声程s然后按三角函数关系计算出深度和水平距离。 如图所示: Sinβ=ι/s Cosβ=h/s K=tgβ=ι/h (二)定量 测定缺陷在工件中的大小和数量，称为缺陷的定量。 1:以底波强度作基准的定量法 47 百分比法——以底波高度为基准，使波高达到满幅，移动探头在不改变灵敏度条件下，使缺陷波达到最高，此时缺陷回波和底波的高度，由f/Β得出缺陷的相对大小。 声压比法——缺陷波和底波高度与缺陷反射声压(pf)和底面反射声压(pΒ)成正比，而声压比又可用db表示: db=20lgpf/pΒ=20lgpf-20lgpΒ 因此，当测知底波和缺陷波的相对分贝值并求出两者之差后，即可求出缺陷的大小，探伤中直探头多用于以上原理。 2:以试块作比较的当量法 主要利用规则形状的反射体或底面波高与缺陷反射波高的关系，得出缺陷的当量。若缺陷波高等于试块波高，可以认为相当于试块的缺陷当量。 3:以声束指向为基础的延伸法 (1)半波高度法——又称6db法;波高向两端移动各降低一半波幅。 缺陷当量长度测定 对钢轨中长条状缺陷, 或面积大于探头声束截面积的缺陷应对其缺陷长度进行当量测定,其测定方法用一次波相对灵敏度6dB法或12dB法。 当探伤过程中需对某一缺陷当量长度进行测定时, 取得该缺陷的最高反射波位置, 然后将该回波调至显示屏某一定高度位置(如80%显示屏垂直高度), 接着将增益提高6dB(或12dB), 再前后移动探头, 读出探头向前和向后移动至缺陷波幅下降到显示屏80%垂直高度时的移动距离, 即得到缺陷的当量长度, 如图 所示。 用斜探头测定缺陷垂直深度时，与直探头相同，只是前者以探头左右移动，后者前后移动。若仪器以深度校准测距，可直读出缺陷的高度h，如按声程则: H=h2-h1=(s2-s1)cosβ=αcotβ 48 如图所示: a h1 h2 斜探头测定缺陷延伸长度示意图 (2)全波消失法 与6db法类似。探头在最高波位置时，向两端移动探头，直至缺陷波消失，缺陷的大小b为: b=l-2a 式中，l为探头两个远端的距离，a为探头两端波高消失时的半扩散角距离。 在判定钢轨焊缝伤损时，利用试块对比法、6db法等判定伤损外，利用仪器测距进行判伤，仍然是最基本、也比较有效果的方法。 以一次波判伤为例: 伤损定位时——利用荧光屏时间基线刻度上的最高反射回波刻度，乘以水平距离系数，就是探头入射点到缺陷的水平距离，即伤损在钢轨纵向的位置。若探头移动距离较大，基线移动的距离较长时，用远点波加近点除2，得出缺陷反射的平均数值，即缺陷中心位置上的刻度，即最高波乘以水平距离的系数。(比如4——2显示回波时，用(4+2)?2=3乘系数。) 判定伤损埋藏深度时——即伤损顶面至轨面的距离时，用近点波刻度(落波到基线刻度前沿)乘以垂直距离系数，得出的数值就是埋藏深度。 伤损定量时，确定伤损自身的垂直高度，用远点波出波刻度，减去近点波失落波刻度，再乘以垂直距离系数，得出的数值就是伤损的高度。 判定伤损距钢轨内侧距离或伤损横向宽度时——采用半波高度法，(或全波消失法，),利用最高缺陷反射回波提高6db增益，横向移动探头，使波幅随着探头的移动降至原来的波幅高度，则此时探头中心横向移动的距离为伤损的宽度;横向移动至边缘距钢轨内侧边的距离，为伤损距内侧的距离。——探头前后移动和横向移动距离的求出，就是伤损的面积。 利用已知测距对伤损判定时，二次波范围、一、二次波范围都显示的伤损反射回波，其定位、定量方法与一次波的判定方法基本相似;主要差异在埋藏深度和缺陷高度的判别， 49 实际现场焊缝探伤中，区别缺陷回波和非缺陷回波，一般多出现在厚度不一的轨底板斜面。所以探头在轨底扫查探伤的位置与相应厚度，必须心中有数。 例如:二次波上显示一个回波时，要用2倍的所探测的钢轨部位的厚度，减去出波刻度乘以垂直距离系数的数值，得数就是伤损的埋藏深度。 当判定缺陷自身垂直高度，确定缺陷的大小时，其方法同一次波判伤，即:伤高=位移量×深度系数。 对于一次、二次波都存在的连续缺陷回波，其埋藏深度的求出，仍然是要利用钢轨的厚度，即:埋深=2h,出波×系数。 当判定缺陷高度时----伤高=近点落波×深度系数,埋深 数字仪器使用中，数显的结果，也就是数理统计的规律。当焊缝探伤使用k2.5探头探测不同深度时，深度距离每增加1毫米，水平距离递增的数值与k值的数值相同。即;探测20毫米的深度，水平距离就.50(20乘2.5)。这个规律代表了2.6 、2.7探头。选取一组数据，来看探头与深度、水平距的关系。见下表: 数据统计表 单位:mm K2.4 K2.5 K2.6 K2.7 Η ? Η ? Η ? Η ? 11 26.4 11 27.5 11 28.6 11 29.7 12 28.8 12 30 12 31.2 12 32.4 13 31.2 13 32.5 13 33.8 13 35.1 14 33.6 14 35 14 36.4 14 37.8 15 36 15 37.5 15 39 15 40.5 16 38.4 16 40 16 41.6 16 43.2 上述方法应根据灵敏度、仪器状态等对判伤结果进行修正。 掌握了此方法后，就可针对实际波形进行判伤了。(比如2.5~2.2的基线波形显示)平时练习、校验探伤灵敏度，要多利用试块进行比较，去发现现场焊缝缺陷的实际大小，利用不同回波的波形规律，判定缺陷的性质。 50 (三)定性 超声波探伤，除确定缺陷的大小、位置外，还应尽可能的判定缺陷的性质，因为性质不同，其危害程度也不一样。目前广泛采用的脉冲反射式探伤中，由于回波特征与缺陷性质缺乏明显联系，因而对缺陷性质的判定比较困难，只有通过探伤人员的实践经验，结合工件加工工艺，缺陷特征，缺陷波、底波的变化规律及动态波形的变化对缺陷性质作综合判断。 1:根据加工工艺分析缺陷性质 一个工件，哪些部位出现什么性质的缺陷及其分布状况经常具有一定规律性，这种规律性取决于加工工艺。要了解材料结构特点和工艺、受力情况等，这对于正确判断、估计缺陷的性质是十分有益的。 2:根据缺陷特征分析缺陷性质 (1)平面型缺陷(如裂纹、夹层、折叠等)。在不同方面上探测，缺陷回波高度显著不同。一般声束垂直于缺陷，回波高;平行于缺陷，回波低或无缺陷回波。 (2)点状缺陷(如气孔、小夹渣等)在不同方向上探测，由于点声源反射的扩散，缺陷回波无明显变化，可依据这个规律确定其缺陷性质。 (3)密集型缺陷(如白点、疏松、密集气孔等)。在不同方向上，探测，缺陷波基本呈相连的密集波显示，有时因密集缺陷对声波的散射和吸收，会出现无回波显示。在焊料受潮或雨雾天焊接的钢轨铝热焊接缝中，容易产生此类情况，应根据焊接条件综合分析。 3、根据缺陷波波形特征分析缺陷性质 (1)白点、裂纹、气孔等点、面状缺陷，反射回波高，波形清晰，且随着探头移动，缺陷波起伏很敏感。 (2)缩孔、夹渣或非金属夹杂物，声波在其缺陷表面除反射外，一部分声能透入夹层或被散射，缺陷波较弱，波幅较宽，或松散杂乱。移动探头时，缺陷波虽有变化，但很迟缓，有时只是左右滚动。 4、根据底波变化分析缺陷性质 当工作内存在缺陷时，超声波被缺陷反射，使底波高度降低或消失。因此，可利用底波的变化分析缺陷和性质。 (1)当缺陷波很强，底波消失或缺陷离探测面很近时，出现多次反射波，一般属夹层、裂纹等大面积缺陷。 (2)当缺陷波与底波共存时，可认为是点状缺陷，当缺陷波和底波都很低或两者都消失时，可认为是大面积倾斜缺陷或疏松等。 51 (3)当缺陷波互相毗连、高低不一、底波明显下降时，可认为是密集型缺陷，当出现‘草状回波’时可以认为是内部组织晶粒粗大。 5、根据缺陷的动态波形分析缺陷性质 以上各条都是在静态波形的变化中分析缺陷性质。当探头处在动态条件下时，因缺陷性质不同，缺陷反射波也有不同的变化，依据动态变化分析缺陷性质比静态回波分析更符合实际。动态分析方法是，灵敏度适当，先找到回波最高的探头位置，然后前后左右移动探头，观察波高变化，以波高为纵坐标，探头移动距离为横坐标，绘出波形变化的波形包络线。 下面以一判伤实例，结束本节‘缺陷的测定’所述内容。 例:使用k2.5探头，仪器按满刻度水平距离150mm标定;探头在60钢轨轨底板斜面，斜面距轨底16mm厚度处，发现波形显示于刻度3.8——3.2格。求该缺陷距探头的水平距离、缺陷本身高度、埋藏深度。 如图所示: T f 16 3.2 3.8 水平距离:(3.8+3.2)?2×15=52.5mm 埋藏深度:52.5?2.5=21 16×2=32,21=11mm 缺陷高度:3.8×6=22.8 3.2×6=19.2 22.8,19.2=3.6? 或(3.8,3.2)×6=3.6? 有谁能在黑板上画图标注出上述缺陷，请一人上台 十一:缺陷判定标准 焊缝探伤中，缺陷的判定按《钢轨探伤管理规则》、ΤΒ,Τ2658.21——2007标准、ΤΒ,Τ1632——91等有关规定执行。铁路局判定标准如下: 1 新焊焊缝中存在如下缺陷时为重伤。 01) 0探头探伤:??5横孔当量。 2) K2或2.5探头轨头探伤:??φ3横孔当量。 3) K2.5探头轨底探伤:??φ3平底孔当量。 52 4) K1双探头轨腰探伤:??φ3平底孔当量。 2 在役焊缝中存在如下缺陷时为重伤。 01) 0探头探伤:??5横孔当量。 2) K2或2.5探头轨头探伤:??φ3横孔当量。 K2.5探头轨底探伤:?φ3平底孔当量。 3) 4) K1双探头轨腰探伤:?φ3平底孔当量。 焊缝中出现疲劳裂纹时,应采取防断措施。 3 在役焊缝中存在如下缺陷时为轻伤。 01) 0探头探伤:?5 ,6 dB横孔当量。 2) K2或2.5探头轨头探伤:?φ3 ,6 dB横孔当量。 3) K2.5探头轨底探伤:?φ3 ,6 dB平底孔当量。 4) K1双探头轨腰探伤:?φ3 ,6 dB平底孔当量。 5) 一个焊缝中有两处或以上轻伤时判为重伤。 铁道部相关规定:判定标准如下: 缺陷达到和超过探伤灵敏度规定当量的判为重伤，未达到的判轻伤。 双探头法——新焊焊缝双探头探伤，轨底角部位存在不小于φ3,6db平底孔当量判废; 轨底角除外的其它部位不小于Φ3平底孔当量判废。 单探头法——轨头和轨腰部位存在不小于Φ3横通孔当量、轨底部位存在不小于Φ4竖孔当 量、轨底角存在不小于Φ4,6db竖孔当量、0?探头探测铝热焊不小于Φ5长横 孔当量、判废。 0?探头探测铝热焊时，底波比正常焊缝底波低16db及以上时判废。 注意:判定伤损时增益型和衰减型仪器的db数。 十二:焊缝探伤工作要求 列子继昌学射-近年断轨通报 钢轨断，工务慌;探伤苦，伤到骨。探伤到了最危险的时候，要求如下: 1:要求焊缝探伤人员要有认真的工作态度。不受环境影响，踏踏实实按标准化作业。 2:要求学习有自觉性、针对性，提高业务技术能力。 3:保证自己的作业时间、操作程序不受其它因素影响。 4:通过焊缝探伤，要在某个细节、某个方面、具体内容上(比如方法运用、波形分析、工 艺、理论等)发现和形成自己的特长或独到见解。 53 十三:仪器探头主要技术性能的测试 斜探头入射点和折射角的测试方法 为什么要测定入射点折射角, 斜探头入射点和折射角与缺陷定位的准确度密切相关，因生产误差或探头磨损均可造成入射点、折射角偏离标称值，为保证对缺陷的准确定位，发现和判定伤损，探伤前必须测定，其实际入射点和折射角需经实验测出。更换探头的数字仪器，焊缝探伤仪的k值及普轨仪器折射角应储存更新新探头的数据。保证调用的数据无误差。 1:入射点、折射角的测定方法和操作程序 (1) 准备工作: 所需仪器、探头、试块、耦合剂、量具(钢尺)、棉纱等设备材料齐全。(含探头连接线、计算器) (2) 探头连接所需通道，开机、试块涂上耦合剂;开机1分钟后计算时间，此时可 对仪器增益等进行初步调节。 3) 将斜探头置于csk----1a试块上，使,100曲面最高反射回波为80%，此时探头( 底面与试块圆心相交点即为探头入射点。入射点可在探头刻度上做记号予以标 记。 (4) 保持探头位置，用钢尺量出探头前沿至试块边缘的水平距离m，则探头前沿长 度为l=100,m(mm)为确保测定准确，一般连续测2—3次取平均值。 (5) 折射角利用csk—1a?50圆弧面或?1.5横通孔测定。根据探头折射角标称值或 k值选择试块的А或В面，使相应的反射波高达到80%，此时入射点对应试块 上标定的k值数就是该探头的k值。 由于所测探头角度有所区别，实测入射点不一定正好对正试块k值数值，为准确测出探头折射角，一般都用计算法求出。 具体方法如下: 已知探头标称折射角35?--60?(k0.7—k0.73)，探头置于试块А面探测?50，找出最高反射波后，用钢尺量出x2,则: K=x2+l,35/70 已知探头标称折射角60?,75?(k1.73——k3.73)，探头置于试块Β面探测?50，找出最高反射波后用钢尺量出x1，则: K=x1+l,35/30 54 已知探头标称折射角75?——80?(k3.73——k5.67),探头置于试块Α面探测?1.5横 通孔，找出最高反射回波后，用钢尺量x3，则: K=x3+l,35/15 如图所示: Csk——1Α试块 数字仪器则会在相应声程时显示出实测折射角度。 如下例: 探头角度显示于括号( )的情况 (6)测试要求5分钟完成。关机。善后工作。填写实验记录表。 2:注意事项及作业考评 注意事项 搬动试块轻拿轻放，防止试块碰撞歪倒。 仪器操作熟练，无反复，和手忙脚乱现象发生。 操作拿稳探头，不可失落地上桌上。 55 擦拭干净使用的设备材料，仪器面板、探头连接线不应有油迹。 考评:按100分计，斜探头及测试相关知识，20分 。作业程序10分。测试标准化正确50分。记录表10分。安全注意事项10分。 单项操作演练: 实验记录表按10分计。包括实际操作内容、设备、过程、记录的填写。 即:前沿长度测试表50分。 折射角测试表50分。 1 :前沿长度测试记录表 探头型号 Μ ι 2:折射角测试记录表 探头型号 x k β实 K实—k标 β实—β标 实验报告 一:实验内容: 二:实验设备: 三:实验操作过程: 四:实验结果及分析: 56 部分理论作业问答题: 1:什么是斜探头,主要探测那种类型的缺陷, 2:斜探头的表示方法有那三种,统一用那种方法表示? 3:写出钢、有机玻璃、水的纵波声速、横波声速 :什么是第一临界角, 4 5:什么是第二临界角, 6:怎样选择探头的k值, 7:什么是斜探头的入射点, 8:怎样进行37?探头折射角的测试, 判断题: 1:横波探头就是指斜探头或斜探头指的就是横波探头 ( ) 2:目前钢轨探伤小车使用的都是双晶片探头 ( ) 3:标准回波探头代表横波声程50毫米 ( ) 4:纵波也有斜探头并非单指0?直探头 ( ) 5:斜探头既有单晶片、也有双晶片、还包括多晶片探头 ( ) 6:焊缝探伤0?是单晶片、普轨探伤0?使用双晶片探头不对 ( ) 盲区和分辨率的测试 实验目的 掌握仪器和探头的组合性能测试方法 一、 实验内容 1:测定仪器和探头的组合盲区 2:测定仪器和探头的组合分辨率 二、 实验设备 1:仪器 Α型 探伤仪一台 2:试块 csk——1a, 盲区试块 3: 探头 2.5Ρ20Ζ及2.5Ρ13×13斜探头 三、 实验提示 盲区是指在一定探伤灵敏度下，从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区的大小与仪器的阻塞时间和脉冲宽度有关，是仪器近距离探测的性能指标。 分辨率是超声波探伤系统能够区分横向、纵向或深度方向相距最近的一定大小的两个相邻缺陷的能力。 四、 实验方法 57 1:盲区测定 (1)利用csk——1a试块上Φ50孔距两侧边缘5?和10?的边距测盲区大小。如图所示: 10? 5mm 10mm 分别用探头探测两边距，看孔波与始波间是否有波谷且谷底在基线上，若谷底不在时基线上，则不能分辨孔波。一般先探10mm边距，若能分辨则盲区小于10mm，可再探5mm边距，若不能分辨则至少5mm是盲区。 (2)利用盲区试块测盲区 用探头探Φ2×20横孔，波幅达80,，以此灵敏度逐次由深至浅探Φ2孔，直至孔波不能分辨为止，此时该孔距探测面的距离即为组合盲区。 如图所示: 5 2:组合分辨力测定 (1)直探头分辨力测定 将探头置于试块左右移动(a)，使85和91两反射面波高等高达到h1(20%——30%)波幅(b)。然后再调节仪器使85和91两波谷底h2提高到h1(c)，此时所提高的分贝数为波谷与波峰的分贝差，也就是直探头的分辨力大小。如图所示: 58 h2 h1 1 20% (a) (b ) (c) (2)斜探头分辨力的测定 斜探头分辨力的测定利用csk——1a试块Φ50和Φ44两个台阶孔来测试，分辨距离为3?，测试方法与直探头相同，如图所示: h1 h2 将斜探头置于试块左右移动，找出最高回波，再里外横向移动探头，使Φ50、Φ44两孔波峰等高使其达到h1(h1=20%―30,),然后再调节仪器使h2达到h1,此时，提高的分贝数即为斜探头的纵向分辨力大小。 注意:1:根据k值选择探测面，如测试k1探头则应在70深度探测。 2:直探头应?18db. 斜探头应?14db。 实验报告 1:实验内容: 2:实验设备: 3:实验操作过程: 59 4:实验记录: 仪器 探头 盲区大小 分辨力大小 5:实验结果及分析: 灵敏度余量和动态范围的测试 一:实验目的:掌握超声波探伤仪和探头性能的基本测试方法 二:实验内容:1:测定超声波探伤仪和探头的组合灵敏度 2:测定超声波探伤仪的动态范围 三:实验设备:1:通用探伤仪一台 : 2:探头 2.5ΜΗΖΦ20直探头一只。 3:试块:Сs,1,5试块一块。 四:实验提示:仪器的组合灵敏度是指仪器发现最小缺陷的能力，一般用灵敏度余量表示。灵敏度余量是指超声波探伤系统在探测一个规定的测距、孔径和孔型的人工反射体所获得回波达到基准波高时，仪器还保留的增益的分贝数。 仪器的动态范围是指在增益调节不变时，探伤仪荧光屏上能分辨的最大与最小反射面积回波波高之比，即反射波高从100%到刚消失所需要的衰减量。 五:实验方法及记录: 1:组合灵敏度余量测试 (1)将直探头置于cs,1,5试块上，找出孔波并使孔波达到最高时，探头不动。 (2)调节仪器使孔波达到80%。此时可根据衰减器读数确定仪器的灵敏度余量。 如图所示: 60 200 80% 25 2 对于衰减型仪器，可直接读取衰减器读数作灵敏度的余量。对于增益型仪器，灵敏度余量为:仪器标称总增益量(db)减去衰减器读数(db)。 2:动态范围测试: 在灵敏度余量测试基础上，将Φ2平底孔孔波提高到100%幅度，待波幅稳定后，再使孔波从100%降低到最小值，此时的衰减量即为仪器的动态范围。 注意:不小于26db。 实验报告 一:实验内容: 二:实验设备: 三:实验操作过程: 四:实验记录: 探伤仪编号 探头参数 灵敏度余量 动态范围 五:实验结果及分析: 垂直线性的测试 一:实验目的: 掌握超声波探伤仪性能测试的基本方法 61 二:实验内容: 测定探伤仪的垂直线性 三:实验设备: 通用仪器一台 探头:2.5mhzΦ20直探头一只 试块:Сs,1,5试块 四:实验提示:缺陷在工件中的位置大小，是通过缺陷反射波在荧光屏上的位置和高度反映出来的。反射波高度能否按一定规律反映出反射量的大小，是仪器的重要性能，需经实验测定。 五:实验方法及记录 测定仪器的垂直线性 仪器的垂直线性是指荧光屏上的高度与探头接收的信号之间成正比的程度。放大器和示波管的性能影响垂直线性。衰减器电阻值的精度也影响垂直线性的实验值。 ,5试块上进行。如图所示: 垂直线性实验在Сs,1 F B 225 200 100% 测试程序: 1:将探头置于试块探测平底孔，使Φ2孔波为100%，衰减器至少保留28db以上余量，然后固定好探头。 2:待反射波稳定后，以每次2db逐次衰减，并记下每次衰减后的波高实测值，填入实验报告表，然后计算出实测值与理论值的偏差d. 3:从实验报告表中取最大正偏差d(+)和最大负偏差d(--)计算垂直线性误差Γd: Γd,[ ,d(+),，,d(,) ,] , 实验报告 62 一:实验内容: 二:实验设备: 三:实验操作过程: 四:实验记录: 垂直线性测试记录表 衰减db 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 理论% 100 79.4 65.1 50.1 39.8 31.6 25.1 20.0 15.8 12.5 10.0 7.9 6.5 5.0 实测% 100 偏差d 0 Γd= 五:实验结果及分析: 钢轨手工检查的一般方法 看一看伤损现，敲一敲各有招。(鸡蛋锣听摸水和螺孔) 一、手工检查的一般方法 手工检查钢轨、一般按“一看、二敲、三照、四卸”的过程进行。 (一)看(目视检查) 全面观察钢轨表面状态，注意发现伤损钢轨所具有的特征，根据这些特征，综合判断钢轨有无伤损。 1.观看钢轨顶面光带，背向阳光，跨着钢轨或站在钢轨两侧向前看10,30m(根据个人视力可远可近)范围内钢轨轨面，看白光有无扩大，白光中有无暗光或黑线，轨头是否肥大，轨面有无塌陷等。 2.观看轨头有否扩大或下垂，下颚有否铁渣剥落和锈痕，轨底有否向上翘起。如有轨头扩大或下垂表明有纵向裂纹存在，有铁渣剥落，锈痕或轨底上翘，应仔细看有无裂纹产生。 3.利用自然条件检查钢轨伤损，霜雪天气，裂纹处沾着的霜雪往往较其它部分少，而且溶化较慢，并有残留霜雪痕迹。雨后裂纹处留有明显的水痕和流锈现象，干后尚有红锈存在。 63 (二)敲(小锤检查) 用小锤敲击看所发现的可疑处所或不良接头、道岔部位。小锤的重量应根据轨型而定。P43以下钢轨用0.5kg小锤，P50钢轨用0.7kg小锤，P60及其以上钢轨用1.0kg小锤。 1.敲击时蹲在钢轨外侧(在桥上蹲在内侧)，手握锤柄，轻松自如，使锤头高出轨面30,5Omm，让小锤自由落下，平敲轨面，做到眼看跳动，耳听声音，手感震动，如钢轨良好，小锤将连续跳动3-5 次，声音清脆。如钢轨有伤，小锤落下后，跳动次数明显减少，跳动的高度也很小，甚至不起跳，发出的声音破浊不清，锤把震动无力。 2.如小锤敲后，不能准确判断伤损时，可将小石子或硬币放在轨面上，再用小锤敲击，看小石子或硬币是否随着小锤的敲击而跳动，如果跳动，证明钢轨有伤，或用二指分别触摸接头端部两轨底，感受小锤敲击的震动，一般好钢轨感觉良好，差钢轨感觉相反。 3.用小锤敲击接头时应注意以下事项: (1)应将夹板范围内全部敲到，最好从轨缝一侧轨端向夹板端部敲，然后折回至另一端，按序敲回至轨缝(图8—1)。 图8—1 小锤敲打接头顺序 (2)遇夹板、铁垫极与钢轨不密贴，螺栓松动，轨头肥边，枕木吊板以及雨后敲击时小锤跳动与发音都有变化应注意鉴别。 (3)小锤敲击有疑问，可用铁丝(或钢片)伸入钢轨接缝内，沿钢轨断面或钢轨腰部缓慢滑动，是否有挂钩的感觉。 (三)照(镜子和电筒检查) 1.照轨头侧面，下颚及轨腰，从镜中观看裂纹，锈线或其它伤损特征。 2.将小镜伸入轨底，从轨缝处向上反光或从上面反射光线射入轨缝内(阴天、隧道内可用手电)，查看轨端裂纹。 3.卸下一个螺栓，用双面小镜或袖珍手电筒插入螺栓孔内，察看螺栓孔裂纹。 (四)卸(拆卸螺丝或夹板检查) 64 用看、敲、照等方法检查后，仍不能判断接头处钢轨有无伤损，应卸下螺栓或卸下夹板进行检查，卸夹板时，应按更换夹板作业设好防护，钢轨探伤中需要拆检，应通知养路工区进行。 二、仪器和手工结合检查的要点 超声波钢轨探伤，主要用仪器检查钢轨，发现钢轨伤损，但也不能忽视手工检查的配合，它有利于分析和鉴别仪器检查中发现的可疑波形，弥补仪器不能检查的部位和处所(包括道岔部位的辙岔)的检查。因此在钢轨探伤中必须坚持仪器和手工检查相结合的作业要求。 (一)结合检查的前题 1.仪器无法检查或探伤薄弱处所。 2.正常探伤灵敏度条件下，回波显示和报警不正常，或正常回波不显示。 (二)结合检查的范围 1.各种养护不良或容易产生伤损的钢轨接头(包括异型、绝缘、高低、错牙、压陷、塌碴、擦伤、掉块、焊补和岔后引轨接头)。 2.道岔范围内的钢轨接头，岔心和轨尖。 3.隧道、道口、灰坑、水沟处所和小半径曲线严重磨耗轨区段的钢轨和接头。 4.老杂轨区段的钢轨。 (三)结合检查方法 1.对各种不良的钢轨接头，应坚持一看、二敲、三照的作业要领。 一看:首先看接头状态，根据接头状态调整探头位置，提高仪器灵敏度。其次看波形显示，发现可疑波形，应采取“集体会诊”综合判断。 二敲:凡不良接头基本上都应小锤敲打，以免因接头高低，压陷，掉块，擦伤等因素导致探头耦合不良，长大伤损漏检。 三照:必要时应拆卸螺栓，用镜子或小手电查照孔壁四周或在轨端利用轨缝间隙，照看端面有否裂纹存在。 2.曲线(尤其小半径曲线)检查中，应注意曲线上股夹板两端轨头下颚的卡损，以及由卡损引起的横向裂纹。除调整探头位置外，须擦除夹板端部内侧轨头的油污，仔细观察有否微细裂纹存在。对曲线下股，应注意轨头压宽、变形、擦伤、掉块部位的仪器和手工结合检查。 3.隧道、道口、灰坑、水沟等处所，多数因轨腰、轨底严重锈蚀导致探测不正常。应充分利用回波显示的变化，判断是否存在伤损。同时可根据底波位移确认垂磨或垫板处的锈蚀深度。必要时应通知养路工区拆检和整治。 65 4.老杂轨区段、尤其站专线、货场，煤场等，因钢轨使用年限长，维修养护条件差或泥砂、油污的覆盖、腐蚀等，使钢轨状态不良。探伤时应加大水量，调整增益，必要时挖去积土、污泥，用锤敲、镜照、目视等多种方式仔细检查。 三、道岔范围的手工检查 道岔范围(包括道岔部位和岔后引轨)结构复杂(图8—2)，是探伤的难点和重点，除加强仪器检查外，必须重视手工检查。 导轨基本轨尖轨辙叉部分 转辙部分转辙角连接部分 尖轨基本轨 导轨 图8—2 单开道岔构造 (一)转辙部分 1.尖轨:除观察“尖轨”磨耗情况外，应注意轨头有否轧伤，竖切部位有否裂纹。对轨头宽度5Omm以上部位应观察有否因吹氧、加热整治后残留的微细裂纹。 2.基本轨:除重视仪器对轨头核伤、孔裂(包括轨撑孔裂)检查外，要注意观察与尖轨密贴部位的轨面有否肥大或异样的压力光带呈现;要用目视和镜照的方法检查与尖轨尖端紧靠部位的轨头下颚和轨底有否卡损存在。 (二)连接部分 连接部分(又称导轨)属正常钢轨检查范围，由于它和尖轨、基本轨及岔趾相连，需注意对这些接头的手工检查。 (三)辙叉部分 在役的辙叉绝大部分属高锰钢整铸辙叉，晶粒粗，衰减大，现有钢轨探伤仪无法检测，必须用手工检查。检查部位和方法如下: 1.远离数米外观察辙叉轨面全貌，是否存在压坍，发黑，一般踏面压宽，多数存在水平裂纹，可结合锤敲、镜照确认其长度和深度。如果轨面状态正常，应进一步检查夹板范围的 66 轨头两侧或轨端，有否裂纹存在，这一部位因浇铸工艺因素，颚部(或腰部)产生的水平裂纹较多。 2.趾端(或跟端)的断面变化处，由于设计结构的变化，常有水平或带斜直裂至轨面，形成横向裂纹或向下斜裂纹，岔趾分腿一、二孔间的加强铁跟部也会产生裂纹。主要用镜子、目视检查。 3.岔心部位，因磨耗或焊补次数多，常有压塌变化和水平裂纹产生，在其两侧还会发生垂直裂纹及轨面横向裂纹，主要用目视检查和镜子照看。 4.翼轨部位，因磨耗、压陷造成内侧水平裂纹，掉块等，个别处所的轨头外侧同时产生水平裂纹，这时轨面有明显压宽、压塌的特征，作为鉴别依据。 5.轮缘槽底部有纵向裂纹，轨底板部位也时有裂纹产生均可目视发现。 (四)引轨部分 由于道岔与引轨间的受力不一、承受运行冲击力大、引轨端部未洋火、钻孔不倒棱、孔位高差大、养护作业难等因素，岔后引轨接头螺孔裂纹发生率甚高， 因而是道岔范围检查的重点。 1.手工检查法:目视接头状态，有否塌碴、吊空等不良状态，坚持用锤敲打，尤其对新换辙叉后的引轨，更应注意突发性裂纹的发生。 2.双人复查法:仪器对岔后引轨接头检查时，应采用双人复查，以监控探伤速度和质量。 3.探头移动法:由于受力状态不均匀，钻孔不规则，岔后引轨的孔裂多数由单侧引起，在实行双人复查同时，应移动探头的横向位置，及早发现单侧孔裂。 4.定期校对法:在每年入冬前，可组织专人带上仪器机头、电瓶，通道转换器及探头，对薄弱区段的引轨(尤其P60轨区段的P50道岔)采用手持探头校对检查，确保探头的耦合条件和探伤质量，并用小角度探头检查小倾角孔裂。 5.调查分析法:为全面掌握引轨的结构状态，有的放矢地进行检测，应对管内的引轨接头状态及其伤损发生发展情况定期地进行调查分析，提出控制重点，加强检测手段。 曹军志 2011-8-6 67