京沪高速铁路技术（第7册）钢轨焊缝超声波探伤技术规程.doc

京沪高速铁路工务部件及设备招标技术条件碎石道碴京沪高速铁路工务部件及设备招标技术条件第7册钢轨焊缝超声波探伤技术规程铁道部高速铁路建设领导小组办公室二三年十月9京沪高速铁路工务部件及设备招标技术条件前言本技术规程规定了钢轨焊缝超声波探伤各工序作业的技术要求。本技术条件由铁道部高速铁路建设领导小组办公室提出并组织起草。本技术条件负责起草单位：铁道科学研究院。本技术条件主要起草人：黎连修。本技术条件的解释权归铁道部高速铁路建设领导小组办公室。目录1适用范围12探伤要求和探伤条件13探伤人员14探伤设备、器具和探头15 扫查方法及要求36距离波幅曲线制作47探伤灵敏度校准58探伤工艺校验69扫查610缺陷大小的测定611缺陷判定712探伤报告713其它71适用范围本规程适用350km/h高速铁路钢轨新焊焊缝超声波探伤。2探伤要求和探伤条件2.1探伤要求：钢轨焊缝接头超声波探伤应逐个进行。2.2探伤条件：焊缝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。2.3探侧面：轨头踏面、轨头两侧、轨底两侧和轨底角上部（30mm）应打磨至钢轨原始面。3探伤人员3.1探伤人员应熟悉钢轨焊接工艺和焊缝缺陷的情况，熟练掌握钢轨焊缝探伤的基本知识和基本技术。3.2探伤人员应具有铁道部门无损检测人员技术资格鉴定考核委员会颁发的级或以上级别的技术资格证书，经铁道部高速办委托的有关部门举办的高速铁路钢轨焊缝探伤技术培训班培训并取得合格证书后，方能独立承担高速铁路钢轨焊缝探伤工作。4探伤设备、器具和探头4.1超声波探伤仪超声波探伤仪应符合JB/T10061-1999“A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件”和如下技术要求：（1）衰减器总量： 80dB衰减器相对误差： 在工作频段内，每12dB误差不超过1dB （2）放大器带宽：不小于18MHz（3）灵敏度余量： 55dB （2.5MHz纵波）（4）分辨力： 26dB （2.5MHz纵波）（5）动态范围： 26dB（6）垂直线性误差： 4（7）水平线性误差或测量误差： 24.2超声探头超声波探头测试应符合JB/T10062-1999“超声探伤用探头性能测试方法”，主要技术指标应符合TB/T2634-1995“钢轨超声波探伤探头技术条件”和如下具体要求：（1）应无双峰和波形抖动现象，探头前沿长度应能满足探伤扫查范围的需要。（2）回波频率和误差回波频率： 铝热焊焊缝： 2.5MHz ；闪光焊焊缝： 4MHz回波频率误差： 10（3）折射角误差： 1.5折射角60探头： 2 （4）横波探头分辨力： 4MHz以上探头： 22dB； 2.5MHz探头： 20dB（5）横波单探头始脉冲占宽： 25mm （R100圆弧面增益40dB）（6）横波相对灵敏度： 4MHz以上探头： 60dB （R100圆弧面）2.5MHz探头： 65dB （R100圆弧面）（7）组合或阵列探头入射点相对偏差： 2mm 灵敏度相对偏差： 4dB（8）阵列探头分段扫查间隔： 15mm4.3 扫查装置 扫查装置应具有对焊缝进行双探头扫查的功能。4.3.1 应能对焊缝的轨腰及其延伸部位进行K型扫查或前后串列式扫查。4.3.2 应能对焊缝的轨头和轨底部位进行K型扫查或前后串列式扫查。4.3.3 应能对铝热焊焊缝进行全宽度扫查。4.3.4 应具有对焊缝进行单探头扫查的功能，否则需对焊缝进行手工单探头扫查。4.3.5 在保证探伤效果的情况下，可使用阵列探头或组合探头对焊缝进行分段探测。4.4 试块试块需由有资质的试块专业生产厂生产并经铁道部委托的权威部门测试合格后方可使用。除CS-1-5试块和CSK-1A试块外，钢轨焊缝探伤还应具有如下对比试块。4.4.1 GHT-1双探头探伤试块，如图1所示。4.4.2 GHT-2铝热焊焊缝0探头试块，如图2所示。4.4.3 GHT-3轨头和轨腰横波单探头试块，如图3所示。4.4.4 GHT-4轨底横波单探头试块，如图4所示。5 扫查方法及要求 扫查方法应能确保危害性缺陷的有效探测，宜使用的方法如下：5.1 双探头扫查5.1.1 用K0.8K1探头从钢轨踏面上对铝热焊焊缝的轨腰及其延伸部进行串列式扫查。5.1.2 用K0.8K1探头从轨头踏面和轨底对闪光焊焊焊缝的轨腰及其延伸部进行K型扫查，也可从踏面上进行串列式扫查。5.1.3 用K0.8K1探头从轨头侧面上对轨头进行K型扫查，也可从踏面上对轨头两侧进行串列式扫查。5.1.4 用K0.8K1探头从轨底两侧面上对轨底进行K型扫查，也可从轨底上斜面上进行串列式扫查。5.2 单探头扫查5.2.1用K0.8K1横波探头从钢轨踏面上对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。5.2.2用K2横波探头从从轨底斜面上对轨底部位进行扫查。也可从轨底下平面上进行扫查。5.2.3对于铝热焊焊缝，另用0探头从钢轨踏面上对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。6距离波幅曲线制作6.1双探头6.1.1轨腰及其延伸部位以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。固定除衰减器以外的所有与灵敏度有关的仪器旋钮、开关或按键，依次探测GHT-1试块上16号平底孔，用衰减器将各平底孔最高反射波调整到满幅度的80%，用此时的衰减器读数和孔的深度或声程在坐标图上找出各平底孔所对应的点，然后将6点用平滑的曲线连接起来，即为轨腰及其延伸部位的距离波幅曲线。6.1.2轨头用GHT-1试块上1013号平底孔制作，从试块踏面上探测；或者用12、2、13号平底孔制作，从轨头两侧面探测。方法同6.1.1。6.1.3轨底用GHT-1试块上69号平底孔制作，从轨底两侧面探测，方法同6.1.1。6.2单探头6.2.10探头用GHT-2试块上27号长横孔制作，1号孔仅作为选用孔，从踏面探测，方法同6.1.1。6.2.2轨头和轨腰探头用GHT-3试块上18号长横孔制作，从踏面探测，方法同6.1.1。6.2.3轨底参照6.1.1的方法，用一次波和二次波探测GHT-4试块上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%时的声程（或深度）和衰减器读数，在坐标图上找出各棱角波所对应的点，然后将4个点用平滑的曲线连接起来，即为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。7探伤灵敏度校准7.1轨腰双探头 将GHT-1试块上6号平底孔反射波高调整到满幅度的80%，然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿，一般26dB，作为轨腰及其延伸部位的探伤灵敏度。 7.2轨头双探头当从轨头两侧进行K型扫查时，将GHT-1试块上2号平底孔反射波高调整到满幅度的80%；当从轨头踏面进行串列式扫查时，则将GHT-1试块上10号平底孔反射波高调整到满幅度的80%；然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿，一般26dB，作为轨头部位的探伤灵敏度。7.3轨底双探头 当从轨底两侧进行K型扫查时，将GHT-1试块上6号平底孔反射波高调整到满幅度的80%；当从轨底上斜面或轨底下平面上进行串列式扫查时，则将GHT-1试块上8号平底孔反射波高调整到满幅度的80%；然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿，一般26dB，作为轨底探伤灵敏度。扫查轨底角部位（约20mm）时灵敏度应再提高6dB。7.4轨头轨腰单探头 当从轨头踏面用单探头对轨头和轨腰进行扫查时，将GHT-3试块上8号横孔反射波高调整到满幅度的80%，然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿，一般26dB，作为单探头轨头和轨腰部位的探伤灵敏度。7.5轨底单探头当用单探头对轨底进行扫查时，将GHT-4试块上2号竖孔上棱角的二次反射波调整到满幅度的80%，然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿，一般26dB，作为轨底单探头探伤灵敏度。 7.6轨底角单探头 在7.5条探伤灵敏度的基础上再提高6dB作为探测轨底角部位（约20mm范围）的探伤灵敏度。7.7铝热焊焊缝0单探头将GHT-2试块上7号横孔反射波高调整到满幅度的80%，然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿，一般26dB，作为0探头的探伤灵敏度。 7.8特殊情况下的补偿如果探测面过于粗糙，灵敏度提高26dB不足以补偿耦合损失或无法确定补偿值时，则需进行打磨处理。无法打磨时，则应对耦合损失进行实际测试（可利用对穿波、直达波、底波和棱角波等测试），并根据测试值进行补偿。8探伤工艺校验 探伤操作或探伤工艺应能满足探伤要求的需要，应能探出GHT-1试块上所有的人工平底孔缺陷，且信噪比不低于12dB。9扫查9.1在探伤灵敏度的基础上再提高46dB进行扫查。 9.2单探头扫查时，在前后移动探头的同时，还应适当左右摆动探头，一般约1020。9.3当用单探头二次波探测轨底部位时，探头可向侧面偏转一定的角度。9.4当用单探头探测轨头两侧时，除用一次波外，也可利用二次波进行扫查。二次波扫查时，探头也可向轨头侧面偏转一定的角度。10缺陷大小的测定10.1点状缺陷当量直径的测定发现缺陷后，应将仪器状态从扫查灵敏度降至探伤灵敏度，同时测量缺陷波与探伤灵敏度的dB差值，然后根据测出的dB差值和第6条制作的相应距离波幅曲线判定缺陷的当量大小。10.2相对3dB延伸度的测定发现具有一定延伸度的缺陷时，用相对3dB法测量缺陷的延伸度：将缺陷最高反射波调至满幅度的80%，然后增益3dB，根据缺陷的延伸方向前后或左右移动探头，直至缺陷波幅再降至80%，测量探头前后或左右移动的距离m。同时测量探头在同样声程处的点状缺陷上3dB声场范围内的移动（与测量m时探头的移动方向一致）距离n，则缺陷的延伸度L可根据如下不同情况进行近似计算：缺陷沿钢轨横向或水平纵向延伸时：缺陷沿钢轨垂直方向延伸时： 为所用探头的折射角。11缺陷判定11.1焊缝中存在如下缺陷时焊缝判废：双探头探伤：轨底角部位（20mm）: 3-6dB 平底孔当量或2.1 平底孔当量其它部位： 3 平底孔当量横波单探头探伤： 轨头和轨腰： 3 长横孔当量轨底： 4 竖孔当量轨底角（20mm）： 4-6dB 竖孔当量 铝热焊0探头探伤： 5 长横孔当量11.2焊缝中存在平面状缺陷时判废；11.3缺陷当量比探伤灵敏度规定的缺陷低3dB，但延伸长度大于6mm时焊缝判废。12探伤报告12.1焊缝探伤的有关情况，包括探伤条件、仪器设备、测试数据、探伤结果、处理意见等应进行详细记录并填写探伤报告。12.2探伤报告应逐个焊缝进行。 两竖孔412.3探伤报告应按有关规定进行保存，一般不短于两年。13其它焊缝两侧各400mm范围内，不得进行钻孔或安装其它装置。 单位：毫米图1GHT-1双探头试块技术要求：（1）探伤试块用60kg/m钢轨制作，平底孔深40mm，试块长度450mm。（2）不同试块上同一位置平底孔的反射波高差不超过2dB。单位：毫米图2GHT-2铝热焊焊缝0探头试块技术要求：（1）探伤试块用60kg/m钢轨制作