利用單雙多探頭檢測高鐵軌底焊縫

交通強(qiáng)國·鐵路先行利用單/雙/多探頭檢測軌底焊縫交通強(qiáng)國·鐵路先行目錄一、軌底焊縫單探頭法二、軌底焊縫雙探頭法三、軌底焊縫多探頭法

探頭的選用及儀器參數(shù)交通強(qiáng)國·鐵路先行采用大角度斜探頭---K2.5,探頭的尺寸小些，如9*9mm,選擇短前沿探頭,針對在役焊縫和鋁熱焊焊縫建議使用頻率為2.5MHz探頭。探頭的選用儀器參數(shù)設(shè)置聲程【范圍】為“150mm”，【探頭】為”斜”探頭，【工作方式】為“單”，【前沿】、【延時(shí)】、【K值】采用標(biāo)定值，設(shè)定好參數(shù)后【保存】，方便以后【調(diào)用】。軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法回顧下磁鐵的知識交通強(qiáng)國·鐵路先行磁鐵的磁場強(qiáng)弱可以用磁感應(yīng)線（左圖）來描寫，在條形磁鐵外部磁感應(yīng)線從N極指向S級，在內(nèi)部由S級指向N級，且在兩極處磁感應(yīng)線密集，磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)，磁鐵中間部分磁感線稀疏，磁場強(qiáng)度弱，磁場強(qiáng)度決定了吸附鐵粉的多少，如右圖所示。磁感應(yīng)線吸附鐵粉磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用磁粉探傷原理磁粉探傷的原理如圖，一個(gè)工件的表面和近表面分別存在兩處傷損，將此工件磁化，在感應(yīng)線在磁鐵內(nèi)部由N極指向S級，且分布均勻，但是在有傷損的位置，磁感應(yīng)線優(yōu)先通過磁導(dǎo)率高的工件，這就迫使不部分磁感應(yīng)線從缺陷下面繞過，形成磁感應(yīng)線的壓縮。不過下半部分可容納的磁感應(yīng)線數(shù)目畢竟有限，所以，部分磁感應(yīng)線從不連續(xù)處穿過，另一部分磁感應(yīng)線遵從折射定律幾乎從工件表面垂直地進(jìn)入空氣中去繞過缺陷又折回工件，形成了漏磁場，此時(shí)我們在工件表面撒上鐵粉，并適當(dāng)振動工件，就會發(fā)現(xiàn)有傷損的位置吸附了鐵粉，在專業(yè)術(shù)語中我們稱之為磁痕。在日常監(jiān)測時(shí)：工件表面那個(gè)地方吸附了鐵粉，就說明那個(gè)地方有傷。右圖為實(shí)物圖，請判斷出缺陷的位置、形狀和大小。

交通強(qiáng)國·鐵路先行SN磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用缺陷的漏磁場分布交通強(qiáng)國·鐵路先行a水平分量缺陷的漏磁場分布：缺陷產(chǎn)生的漏磁場可以分解為水平分量Bx和垂直分量By，水平分量與工件表面平行，垂直分量與工件表面垂直。假設(shè)有一矩形缺陷，則在矩形中心，漏磁場的水平分量有極大值，并左右對稱。而垂直分量為通過中心點(diǎn)的曲線，圖中（a）為水平分量，（b）為垂直分量，如果將兩個(gè)分量合成，則可得到如圖（c）所示的漏磁場。b垂直分量c分量合成磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用漏磁場對磁粉的作用力交通強(qiáng)國·鐵路先行漏磁場對磁粉的吸附可看成是磁極的作用，當(dāng)磁粉的兩極與漏磁場的兩極互相作用時(shí)，磁粉就會被吸附并加速移到缺陷上去。漏磁場的寬度要比缺陷的實(shí)際寬度大數(shù)倍至數(shù)十倍，所以磁痕對缺陷寬度具有放大作用，能將目視不可見的缺陷變成目視可見的磁痕使之容易觀察出來。吸附作用放大作用磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)：直觀顯示缺陷的形狀、位置、大小，靈敏度高，可檢缺陷最小寬度約為1μm，幾乎不受試件大小和形狀的限制，檢測速度快、工藝簡單、費(fèi)用低廉，操作簡便、儀器便于攜帶。磁粉探傷的缺點(diǎn)（1）：只能用于檢測鐵磁性材料，不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測銅、鋁、鎂、鈦等非鐵磁材料。磁粉探傷的缺點(diǎn)（2）：能知道缺陷的位置和表面長度，但不知道缺陷的深度。交通強(qiáng)國·鐵路先行磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用缺點(diǎn)：只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷交通強(qiáng)國·鐵路先行只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷，缺陷位于工件表面時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場大，磁痕明顯；若位于工件的近表面，產(chǎn)生的漏磁場顯著減小，磁痕不易于觀察；若位于工件表面很深處，則幾乎沒有漏磁場泄漏出工件表面，沒有磁痕。左圖反映不同厚度表面覆蓋情況下的磁痕顯示情況，右圖為漆層厚度與漏磁場強(qiáng)度曲線。覆蓋厚度與磁痕漆層厚度與磁場強(qiáng)度圖磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用缺點(diǎn)：對缺陷方向性敏感磁場強(qiáng)度與角度關(guān)系圖對缺陷方向性敏感，缺陷垂直于磁場方向，漏磁場最大，也最有利于缺陷的檢出；若與磁場方向平行則幾乎不產(chǎn)生漏磁場；當(dāng)缺陷與工件表面由垂直逐漸傾斜成某一角度，而最終變?yōu)槠叫校磧A角等于0時(shí)，漏磁場也由最大下降至零，當(dāng)缺陷與工件表面夾角小于20°時(shí)分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)，所以磁粉檢測時(shí)，要不斷變換外加磁場的角度（做8字型移動），以獲得最高的漏磁場強(qiáng)度，右圖缺陷角度與漏磁場強(qiáng)度曲線。交通強(qiáng)國·鐵路先行磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用磁粉探傷應(yīng)用于道岔領(lǐng)域檢測道岔磁粉探傷對生產(chǎn)彈條扣件夾板，拼裝轍叉，AT尖軌，異型軌，貝爾合金岔心等熱加工的情況更是不可缺少的，也特別適用。目前，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了很多工務(wù)器材不得有表面裂紋，但是，沒有提及使用磁粉探傷來確定裂紋。因此有沒有裂紋全憑肉眼觀測，顯然這是不科學(xué)的。很有必要把磁粉探傷推廣到以上產(chǎn)品的質(zhì)量控制上，這對提高工務(wù)配件產(chǎn)品的質(zhì)量，增加安全性能，降低維修成本是很有意義的。表面裂紋最有效的方法是磁粉探傷，相信磁粉探傷技術(shù)會在鐵路工務(wù)部門得到推廣和應(yīng)用。交通強(qiáng)國·鐵路先行磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用磁粉探傷應(yīng)用于鋼軌焊縫領(lǐng)域檢測焊縫鋼軌的鋁熱焊、氣壓焊、接觸焊都可能有焊縫未焊合缺陷發(fā)生，這種缺陷往往在表面和近表面。鋼軌的鋁熱焊、氣壓焊推凸時(shí)間掌握不好，推凸過程會產(chǎn)生嚴(yán)重的表面裂紋。若是焊接前母材鋼軌軌腰的殘留裂紋經(jīng)焊接后會產(chǎn)生嚴(yán)重的軌腰水平裂紋，裂紋將發(fā)展很快很長。鋼軌焊后都會經(jīng)過熱加工的處理，因?yàn)殇撥壥歉咛间?，局部高溫極易產(chǎn)生馬氏體進(jìn)而產(chǎn)生裂紋。以上這些傷損均可以通過磁粉探傷的方法檢出。其實(shí)，國外標(biāo)準(zhǔn)對鋼軌生產(chǎn)焊接工藝后的檢驗(yàn)都明確地規(guī)定了進(jìn)行表面磁粉探傷，如法國鋁熱焊探傷規(guī)范，英國的鋼軌閃光焊標(biāo)準(zhǔn)都有磁粉探傷的要求，我國因各種條件限制，目前使用的很少。交通強(qiáng)國·鐵路先行磁鐵知識

磁粉探傷的原理

磁粉探傷優(yōu)缺點(diǎn)

磁粉探傷的應(yīng)用

靈敏度調(diào)整交通強(qiáng)國·鐵路先行將GHT－5試塊C區(qū)2號豎孔反射波調(diào)整到滿幅度的80％，然后根據(jù)探測面情況進(jìn)行適當(dāng)表面耦合補(bǔ)償(一般為2dB～6dB)，作為探測焊縫軌底部位的探傷靈敏度，掃查靈敏度可適當(dāng)再提高。試塊法現(xiàn)場法在被探焊縫鋼軌底角上進(jìn)行調(diào)節(jié)，探頭橫向放置于軌底角上，探頭入射點(diǎn)距邊10mm左右，找出對邊軌底角邊回波最高波達(dá)到80%，增益15dB。軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法

軌底角分區(qū)交通強(qiáng)國·鐵路先行為確保軌底角得到全面掃查，又將軌底角劃分6個(gè)探測區(qū)，具體方法：從軌底角邊側(cè)從外向內(nèi)，每隔10mm作為一個(gè)區(qū)。6區(qū)法4區(qū)法目前有一些鐵路局采用從外向內(nèi)每隔15mm作為一個(gè)區(qū)，一共分成4個(gè)區(qū)域，本PPT接下來講解采用6擋分區(qū)法。軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法探傷掃查方式（1）交通強(qiáng)國·鐵路先行將探頭放置在不同的位置，做不同的偏角，掃查不同的區(qū)域。走位距離與波次不同走位距離，掃查不同位置，利用二次波探測焊縫上半部分，一、三次波探測焊縫下半部分。探頭位置與偏角軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法探傷掃查方式（2）交通強(qiáng)國·鐵路先行掃查區(qū)域探頭入射點(diǎn)距軌腳邊探頭偏角探頭移動范圍(距焊縫中心)使用聲波探測范圍(距軌底角邊)1區(qū)10mm向外偏10°40~110mm二、三次波0~15mm2區(qū)10mm偏角為0°40~110mm二、三次波10~25mm3區(qū)20mm偏角為0°40~110mm二、三次波20~35mm4區(qū)40mm向外偏15°40~130mm一、二次波30~45mm5區(qū)40mm向外偏8°40~130mm一、二次波40~55mm6區(qū)40mm偏角為0°40~130mm一、二次波50~65mm1個(gè)軌底角需進(jìn)行6次掃查，焊縫兩側(cè)的四個(gè)軌底角共掃查24次，通過認(rèn)真執(zhí)行掃查方法，才能完成軌底角全面探測。實(shí)際在操作過程中探頭的偏角很難保證精準(zhǔn)，建議多練習(xí)，并利用多種角度掃查；探頭的移動范圍，可以擴(kuò)大一下，建議探頭的前端頂住焊筋邊緣作為起始點(diǎn)，向后移動至少距離焊縫邊緣200mm，以免熱影響區(qū)傷損漏檢。軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法

探傷掃查方式（3）交通強(qiáng)國·鐵路先行軌底三角區(qū)圓弧處往往以為“跑鐵”、“溢流飛邊”、“推凸”等產(chǎn)生裂紋源，在后期的運(yùn)營中產(chǎn)生疲勞擴(kuò)展，致使鋼軌斷裂，常規(guī)的方法發(fā)現(xiàn)此處傷損比較難。特殊掃查可以將K2.5探頭放置傷損對側(cè)，距焊縫中心110mm，距邊側(cè)10mm，向內(nèi)做20-30°的偏角，利用二次波掃查。實(shí)際操作過程中可以將探頭在4個(gè)探測面各做一次，累計(jì)4次

疑難傷損軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法正常回波（焊筋輪廓波1-3區(qū)）交通強(qiáng)國·鐵路先行2.04.53.0焊筋下輪廓波焊筋上輪廓波始波始波軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法

正?；夭ǎê附钶喞?-6區(qū)）交通強(qiáng)國·鐵路先行軌底角4～6區(qū)焊筋回波焊筋上輪廓波焊筋下輪廓波4.82.5始波始波軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法缺陷回波出波規(guī)律--小缺陷在焊縫中心交通強(qiáng)國·鐵路先行焊筋輪廓波焊筋輪廓波缺陷波缺陷波缺陷波和焊筋輪廓波間隔越小，缺陷就越靠近對側(cè)焊筋邊。缺陷波和焊筋輪廓波間隔越大，缺陷就越靠近本側(cè)焊筋邊。1.01.0始波始波軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法缺陷回波出波規(guī)律--大缺陷在焊縫中心交通強(qiáng)國·鐵路先行缺陷波缺陷波始波始波無焊筋輪廓波顯示軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法缺陷回波出波規(guī)律--熱影響區(qū)內(nèi)缺陷交通強(qiáng)國·鐵路先行焊筋輪廓波焊筋輪廓波缺陷波缺陷波2.0始波始波缺陷直徑小于聲束寬度缺陷在本側(cè)軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法缺陷回波出波規(guī)律--熱影響區(qū)內(nèi)缺陷交通強(qiáng)國·鐵路先行本側(cè)校對缺陷波始波焊筋輪廓波缺陷波焊筋輪廓波始波本側(cè)校對波形顯示軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法假象波交通強(qiáng)國·鐵路先行軌底角上、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)。焊渣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別。油污波軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法

探頭的選用及儀器參數(shù)交通強(qiáng)國·鐵路先行建議選取2.5P13x13K1雙探頭，無論是新焊焊縫驗(yàn)收還是在役焊縫，頻率選擇2.5MHz，因?yàn)殡p探頭法聲程太長，太大的工作頻率，會導(dǎo)致衰減嚴(yán)重，靈敏度不足。探頭的選用儀器參數(shù)設(shè)置聲程【范圍】為“150mm”，【探頭】為”斜”探頭，【工作方式】為“雙”，【前沿】、【延時(shí)】采用標(biāo)定值，設(shè)定好參數(shù)后【保存】，方便以后【調(diào)用】。軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法

靈敏度調(diào)整交通強(qiáng)國·鐵路先行將探頭放在GHT-1試塊軌底兩個(gè)側(cè)面，移動探頭掃查5號孔，使5號孔反射波最高波調(diào)到80％，在此基礎(chǔ)上增加2-6dB，作為探傷靈敏度，掃查靈敏度可適當(dāng)再提高。試塊法現(xiàn)場法將探頭分別置于軌底內(nèi)外側(cè)側(cè)面，成一發(fā)一收﹐直通波高調(diào)至80%。增益18-22dB后用作為探測軌頭時(shí)探傷靈敏度，建議不要在焊縫處調(diào)整。軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法

軌底掃查方式交通強(qiáng)國·鐵路先行具體的掃查手法：兩探頭同時(shí)、反向和同速移動，此時(shí)整條焊縫（熔合線）均被掃查。特別注意：閃光焊和氣壓焊熔合線（焊縫）一般在焊筋中心，而鋁熱焊熔合線（焊縫）在焊筋兩側(cè)，所以掃查鋁熱焊時(shí)，注意探頭位置變化。軌底掃查意圖軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法出波規(guī)律交通強(qiáng)國·鐵路先行軌底焊縫內(nèi)無缺陷時(shí)，A探頭發(fā)射的超聲波經(jīng)軌底側(cè)面向前反射，B探頭接收不到回波，熒光屏無任何回波顯示。波形顯示當(dāng)軌底內(nèi)有垂直于縱向的片狀或者體積狀缺陷，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，由于聲程相對固定，所以出現(xiàn)傷波位置也固定。

正常出波軌底焊縫單探頭法

軌底焊縫雙探頭法

軌底焊縫多探頭法軌底掃查方式交通強(qiáng)國·鐵路先行軌底掃查意圖

軌底采用K型探傷方法，組合探頭分別放在軌底兩側(cè)，六發(fā)六收組