高鐵鋼軌焊縫超聲波探傷檢測(cè)手段

探傷原理與常用探傷方法

探傷是對(duì)材料工件組件進(jìn)行非破壞性檢測(cè)分析,探傷方法可分為6大類70多種。常用的有超聲、射線、滲透、磁粉與渦流等5種探傷方法。超聲波檢測(cè)利用超聲波在材料中傳播時(shí),遇到界面反射的聲訊號(hào),檢測(cè)被測(cè)物內(nèi)缺陷情況。

鋼軌焊縫探傷檢測(cè)

鋼軌焊縫質(zhì)量直接關(guān)系著鐵路運(yùn)輸安全,焊接工藝操作失誤等原因引起的焊縫缺陷,需利用無損檢測(cè)方法及時(shí)檢測(cè),超聲波檢測(cè)是一種有效的檢測(cè)方式。近年來,超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域取得到良好應(yīng)用,應(yīng)用于鋼軌焊縫檢測(cè)可提高檢測(cè)效率,超聲相控陣束聚焦能量強(qiáng),可避免常規(guī)超聲檢測(cè)中出現(xiàn)的漏檢情況。利用鋼軌超聲波探傷儀進(jìn)行鋼軌鋁熱焊焊縫探傷時(shí),遇到鋼軌內(nèi)缺陷會(huì)發(fā)生相互作用,產(chǎn)生衍射波,從而檢測(cè)出其中缺陷。通常采用縱斜波探頭進(jìn)行探傷檢測(cè),衍射信號(hào)更易被探頭接收。

高速鐵路鋼軌鋁熱焊探傷

高速鐵路鋼軌焊接主要有閃光焊、氣壓焊、鋁熱焊和電弧焊4種方法:閃光焊主要用于廠焊和基地焊;移動(dòng)閃光焊和移動(dòng)氣壓焊用于單元軌節(jié)現(xiàn)場(chǎng)焊;鋁熱焊和電弧焊用于現(xiàn)場(chǎng)鎖定焊、大修換軌和道岔焊接。閃光焊焊接接頭質(zhì)量和生產(chǎn)效率最佳,相對(duì)于閃光焊,氣壓焊在單元軌節(jié)焊接中成本優(yōu)勢(shì)明顯。鋁熱焊和電弧焊屬于鋼軌原位焊接,鋁熱焊操作簡(jiǎn)單靈活,應(yīng)用范圍廣,但焊接接頭綜合性能較差。由于鋁熱焊在高速鐵路鋼軌焊接中應(yīng)用廣泛且焊接接頭綜合性能較弱,因此需要加強(qiáng)對(duì)鋁熱焊焊縫的檢測(cè)。對(duì)鋼軌焊縫進(jìn)行探傷時(shí),除了會(huì)遇到疲勞缺陷,還會(huì)遇到如夾雜、氣孔、光斑等其他缺陷。光斑等缺陷因反射較弱,不易探測(cè),鋼軌疲勞段因軌底嚴(yán)重銹蝕等原因造成陳舊性傷損。在氣壓焊與鋁熱焊縫邊緣,因應(yīng)力集中易產(chǎn)生軌底橫向裂紋。鋁熱焊縫邊緣在軌頭下與溢流飛邊交界處也易產(chǎn)生缺陷,該類型缺陷可直接造成鋼軌折斷,發(fā)展速度快,是最危險(xiǎn)的缺陷。平面狀缺陷一般平行于焊縫或垂直于探測(cè)面。平面狀缺陷一般要用雙探頭進(jìn)行探測(cè),因用橫波探頭探傷時(shí),反射聲波無法直接返回探頭。常用探傷方法有單探頭法,K形掃查法與串聯(lián)式掃查法。鋼軌焊縫探傷時(shí),一般將焊縫劃分為4個(gè)區(qū)(圖1)。1區(qū)一般采用45°串聯(lián)式做穿透式掃查,便于對(duì)損傷進(jìn)行定位定量。鋁熱焊軌底存在多余焊筋,對(duì)探測(cè)軌底三角區(qū)不利,應(yīng)仔細(xì)觀察焊筋輪廓底波,焊筋輪廓波顯示在正常波底后,如無顯示,排出外界因素?zé)o顯示,判為有傷。2區(qū)一般用K形掃查。3區(qū)一般采用單探頭掃查。4區(qū)可從軌頭兩側(cè)用K型方式進(jìn)行掃查。在軌頭檢測(cè)時(shí),除因焊筋輪廓不規(guī)則外,大多為輪廓與木材料間存在損傷。我國(guó)鋼軌鋁熱焊焊接技術(shù)研究始于20世紀(jì)60年代,該焊接工藝具有儀器易操作,焊接速度快等優(yōu)點(diǎn),成為我國(guó)無縫線路主要的焊接形式之一。鋁熱焊焊接比其他焊接方法更易形成大型的焊接不連續(xù)性。焊筋結(jié)構(gòu)反射回波會(huì)對(duì)超聲檢測(cè)造成嚴(yán)重干擾,因此對(duì)焊筋結(jié)構(gòu)反射回波的識(shí)別非常重要。