60kgm钢轨焊缝探伤灵敏度的调试与修正.docx
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60kgm钢轨焊缝探伤灵敏度的调试与修正
60kg/m钢轨焊缝探伤灵敏度的调试与修正
钢轨焊缝是无缝轨道结构中的重要组成部分,钢轨焊接也是实现列车高速和重载的主要环节,钢轨在焊接过程中,因焊接设备、焊接材料、气温条件和操作工艺等因素都会影响焊接质量,在焊缝内会产生各种各样的焊接缺陷;按钢轨焊接方式,接触焊缝内缺陷可分为灰斑、裂纹、烧伤和未焊合,气压焊缝内缺陷可分为光斑、过烧和未焊合,铝热焊缝内缺陷可分为夹渣、气孔、夹砂、缩孔、疏松、裂纹和未焊合,钢轨铺设后在载荷的不断作用下,焊缝内也会逐渐产生各种疲劳伤损,常规的探伤方法已不能满足探测的需要,而这些种类多又无规则的焊缝内缺陷,不但检测难度大,检测中也会受到焊筋轮廓及加强筋、锈蚀等回波的干扰,缺陷如不能及时检测判断和处理,会对行车安全构成了极大的威胁,目前我段管内和高铁的无缝线路,都是60Kg/m钢轨,由此可见,对60Kg/m钢轨焊缝实施全段面探伤的重要性和必要性。
钢轨全断面探伤操作工序多而繁琐,要求操作人员技术能力强,介于钢轨的形状,要实现钢轨全断面探伤,必须从不同的探测面上进行扫查,扫查灵敏度的确立,直接关系到操作人员的检测质量,试块上各探测面平整制备良好,其扫查灵敏度虽加以补偿,但在实际作业中,新焊接焊缝的表面粗燥和线上焊缝的锈蚀、焊筋等客观条件影响,使各探测面制备不良,造成检测灵敏度低,形成漏检,所以扫查灵敏度有待于实际现场修正。
采用数字焊缝探伤仪对钢轨焊缝进行全断面的探伤。
1.仪器:
数字焊缝探伤仪。
2.探头:
①轨头部位:
使用2.5MHzK2.5(13×13)或4MHzK2.5(13×13)。
②轨底部位:
使用2.5MHzK2.5(8×12)③轨腰部位:
使用2.5MHzK0.8(8×16)或2.5MHz2.5MHzK1(13×13)。
④直探头:
使用2.5MHz0°φ20。
⑤双探头法:
使用双2.5MHzK1探头和2.5MHzK0.7~0.8探头。
3.试块:
①标准试块:
CSK-IA和CS-l-5试块。
②对比试块:
GHT-1和GHT-5。
4.手持探头扫查方式运用锯齿形移动轨迹或矩形移动轨迹,间距最小要重叠1/3,以确保检查区有足够的声束覆盖,手工检查速度应保持一致并不大于每秒20毫米。
在数字焊缝探伤仪各种参数输入准确,通道选择正确,仪器、探头、连线及各部连接使用良好,为满足检测的需求,根据探测位置不同,声程设定也不同,轨头部位的检测声程设定250mm,轨底部位的检测声程设定150mm,轨腰部位的检测声程设定300mm,直探头必须对铝热焊缝轨面全宽度进行纵、横方向扫查,设定声程250mm,为便于分析全波,仪器抑制零,进行测试。
一、焊缝轨头扫查灵敏度
(一)单探头扫查灵敏度的调试
1.轨头扫查灵敏度试块调节:
将2.5MHzK2.5(13×13)或4MHzK2.5(13×13)的探头放在GHT-5试块踏面上,探测GHT-5试块B区5号横孔,反射波波幅达到80%。
根据探测面耦合状态进行补偿,一般2dB~6dB,作为单探头轨头扫查灵敏度。
孔深(mm)
10
20
30
40
60
孔的水平距离(mm)
25
50
75
100
140
距试块边距离(mm)
65
90
115
140
180
波峰最高位置(格)
1
2
3
4
6.2
探头扫查方式采用纵向移动扫查和偏角纵向移动扫查,其偏角是将2.5MHzK2.5(13×13)或4MHzK2.5(13×13)探头置轨面中心线上,以15度偏角纵向移动探头。
2.在实际工作中,试块、线上钢轨焊缝和新焊缝的探测面,制备条件的不同,在以轨头扫查灵敏度试块调节的基础上,探头置轨面并垂直于轨面中心线上,横向移动探头,使轨头下颚二次反射波波幅达到80%,作为该焊缝单探头轨头扫查灵敏度。
(二)双探头(双K1探头)K型扫查灵敏度的调试
1.K型轨头扫查灵敏度。
将探头放在GHT-1b试块轨头两侧,能发现轨头2#平底孔,反射波波幅达到80%(图示),根据探测面耦合状态进行补偿,一般2dB~6dB,作为轨头K型扫查灵敏度。
轨头K型扫查探伤灵敏度校准
孔深(mm)
12
36
60
里口探头水平距离(mm)
10
35
60
外口探头水平距离(mm)
60
35
10
出波位置(格)
1.8
1.8
1.8
2.在实践中,可以利用探头直达波这一固有的特性,根据各焊缝不同的探测面,准确确立该焊缝的扫查灵敏度,其方法是,在焊缝处测的直达波,波幅达到50%,即可作为该焊缝K型轨头的扫查灵敏度。
二.直探头扫查灵敏度的调试
(一)试块调节0°探头扫查灵敏度。
将0°放在GHT-5试块踏面上,探测GHT-5试块A区(或GHT-2试块,下同)7#横孔反射波波幅达到80%。
(如图7)所示,根据探测面耦合状态进行补偿,一般2dB~6dB,作为0°探头探伤灵敏度。
铝热焊0°探头探伤灵敏度校准
孔深(mm)
20
30
40
80
120
160
距轨端距离(mm)
60
89
120
145
172
200
出波位置(格)
0.8
1
1.5
3
4.6
6.4
(二)现场校准
在探伤作业中,将0°置于钢轨探测面上,调节增益,使钢轨地面回波波幅达到80%,
1、补偿2dB~6dB,作为0°探头检测闪光焊、气压焊和铝热焊预热区200㎜范围的探伤灵敏度。
2、补偿16dB,作为0°探头检测铝热焊焊缝的探伤灵敏度。
三.轨底探头扫查灵敏度的调试
(一)试块调节
1.轨底扫查灵敏度。
将K2.5探头放在GHT-5试块轨底踏面上,探测GHT-5试块C区(或GHT-4试块,下同)2#竖孔上棱角的二次波,反射波波幅达到80%。
图示,根据探测面耦合状态进行补偿,一般2~6dB,作为单探头轨底扫查灵敏度
轨底单探头探伤灵敏度校准
孔位
1#下棱
2#下棱
1#上棱
2#上棱
距竖孔水平距离(mm)
35
51
88
97
波峰最高位置(格)
2.6
3.4
5.4
7
2.轨底角灵敏度设定在轨底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)的扫查灵敏度。
(二)现场校准轨底扫查灵敏度
将探头置轨底探测面上并垂直于轨面中心线上,横向移动探头,探测轨底上棱角,使其波幅达到80%,在补偿2dB~6dB,作为探测轨底角部位(约20mm范围)的扫查灵敏度。
四.轨腰扫查灵敏度。
(一)单探头调试将K1探头放在GHT-5试块踏面上,探测B区(或GHT-3试块,下同)8#横孔,反射波高达到80%。
(图示),根据探测面耦合状态进行补偿,一般2~6dB,作为单探头轨腰扫查灵敏度。
(二)串列式调试
串列式扫查。
将扫查架放在GHT-1a试块上,能发现距轨底40mm的4#平底孔,反射波高达到80%(图示),根据探测面耦合状态进行补偿,一般2~6dB,作为轨腰串列式探伤灵敏度。
轨腰串列式扫查探伤灵敏度设定
孔深(mm)
10
40
90
136
166
前探头水平距离(mm)
10
25
70
100
120
后探头水平距离(mm)
260
245
200
170
150
出波位置(格)
7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
(三)现场调节
利用探头直达波这一固有的特性,根据不同的探测面,准确确立该焊缝的扫查灵敏度,其方法是,在焊缝处测的直达波,波幅达到50%,作为该焊缝轨腰串列式探伤灵敏度。
试块调节扫查灵敏度,探测面制备状态好,虽然加以补偿,但在现场实际工作中,会受到新焊缝谈侧面打么不平整、粗造和线上焊缝探测面锈蚀、鱼鳞起皮等因素的影响,造成扫查灵敏度偏底,已形成漏检,采用现场针对该焊缝的调节扫查灵敏度方法,拟补了因探测面不住的因素,有效提高了探伤作业质量。
在实际探伤工作中,会受到焊筋轮廓、棱台、锈蚀等现实条件的影响,而产生回波,使伤波难以判断,形成成错判和误判,所以在现场实际检测中,根据仪器出波位置,加以定位,然后采用手拍、尺量、镜照的作业要领,加以准确判断,杜绝错判和误判,提高检测质量。
计算法:
当缺陷的声程大于3倍探头近场长度时,可以用计算法判定缺陷的当量直径:
对于平底孔:
缺陷当量平底孔公式:
df=da×(Xa÷Xf)×10△/40
对于长横孔:
横通孔公式:
df=da×(Xa÷Xf)³×10△/10
式中:
——缺陷的当量直径,单位为毫米(mm);
——缺陷的声程,单位为毫米(mm);
——校正探伤灵敏度所用人工缺陷的直径,单位为毫米(mm);
——校正探伤灵敏度所用人工缺陷的声程,单位为毫米(mm);
Δ——缺陷波比探伤灵敏度下基准波高高出的dB值。
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