探伤基础知识

探伤基础知识

超声波探伤是依据定向辐射超声波束在缺陷界面上产生反射或使透过声能下降等原理，通过测量回波信息和透过声波强度变化来指示伤损的一种方法。

一37°探头的检查方法:

37°探头主要用于检查钢轨螺孔裂纹、轨腰斜裂及轨底横向裂纹。

37°探测通道灵敏度设定

探伤灵敏度的设定是钢轨检测不可缺少的重要环节，目的是发现钢轨中规定大小的缺陷，灵敏度太高，仪器接收的杂波多，探伤容易遭受干扰或误判，灵敏度低则容易造成漏检。

将一个探测通道的37°探头对准GTS-60加长试块第2孔3mm37°上斜裂纹。前后推动仪器使螺孔回波和上斜裂纹回波等高，调整该通道灵敏度使回波高度达到满幅的80%。用同样的方法调另外一个通道。

利用草状波调整探伤灵敏度

以下再介绍一种在无缝线路（没有试块、接头、螺孔）等参考反射体情况下，快速调整探伤灵敏度的方法。

将在试块上校对好灵敏度的仪器推到钢轨无接头部位，将仪器转换到单通道显示方式，仪器设置在通常状态，正常推行时，逐个调整各个通道扫描线上动态的（滚动的）草状波的平均高度，使之达到一大格，并记录下此时的衰减器dB值。

1 现场灵敏度修正: （新型仪器此种方法只作为参考，下同）

短轨地段,用37°扫查到螺孔部位时,反复调整,使孔波达到80﹪的幅度,然后增益12---14db作为现场探伤灵敏度。

一、正常钢轨内回波显示

掌握好37°探头探伤方法，必须了解正常情况下钢轨内的回波显示规律，

在熟知各种回波与探头位置对应关系的基础上，才能识别异常回波或裂纹回波。

现以前37°探头探测60 kg/m轨接头回波的显示规律为例（仪器按声程1∶2.5调节），说明各种回波规律。后37°探头回波规律与前37°探头相反。

37°探头探测钢轨接头第一孔至轨端间，因钢轨类型、螺孔位置和轨面状的影响，以及钢轨端面、顶角、颚部、腰部等反射作用，会产生很多固有回波，容易与第一螺孔裂纹或轨端裂纹混淆。

1．37°探头探测遇到第一螺孔时，A型显示的荧光屏对应基线刻度4.2左右显示完整的第一螺孔回波（图位置1），B型显示在轨颚线下显示一斜线图。

2．探头入射点移至距轨端约100 mm处，A型显示的荧光屏刻度6.5左右有时会显示轨头顶角波（图位置2）；B型显示在轨颚线下靠近轨端位置（图中虚线），会显示一长度较短的斜线

3．探头入射点移至轨端约40mm左右时，A型显示的荧光屏刻度2.8左右显示轨端颚部反射波（图位置3）；B型显示在轨颚线上，靠近轨端位置显示一长度较短的斜线。正常探测条件下，每个钢轨接头都会显示轨颚波，且波幅较强，如果无显示，除轨面状态不良外，一般为探伤灵敏度偏低，应及时进行修正。

4．探头入射点移至距轨端5mm左右（一般探头外壳1/3已移出本轨），超声波经过轨端端面反射至第一孔，A型显示的荧光屏刻度4.3左右显示不完整螺孔波（图探头位置4），又称倒打螺孔波；B型显示在轨端位置的另一侧，螺孔图的位置，显示长度小于正常螺孔图。该螺孔波与正常螺孔波不同，是受一孔至轨端距离、轨端反射面平整度、轨端顶面等的影响。

5．当探头入射点刚过轨缝进入另一根轨面时，A型显示的荧光屏刻度约3.9左右显示半个螺孔波（图探头位置5），它和倒打螺孔波一样都属于不完整螺孔波，都是受一孔至轨端的距离影响，不能满足一个完整螺孔波显示的探测距离，只能显示螺孔波一部分；B型显示在轨端位置的另一侧，螺孔图的位置，显示位置高于倒打螺孔波。当遇有高低接头、压塌或是擦伤（掉块）接头时，轨缝二端的不完整螺孔波很难显示，若使用了螺孔反报警门，则一孔向二孔向上裂纹不会产生报警，A型显示容易导致漏检，因而需要加以重视，但B型显示从空间位置上可以很容易识别出裂纹图形。

二70°探头的检查方法:

70°探测通道（A、B通道偏20°角）灵敏度设定

将仪器放置到GTS-60加长试块，偏斜20°角的70°探头放置到轨头φ4平底孔处。二次波对准孔的平底孔，前后推动仪器找到该孔的回波最大峰值，调整该通道灵敏度，使回波高度达到满幅的80%，用同样的方法调整另外一个通道。

直打70°探头探测通道（C、D通道）灵敏度设定

将直打70°探头对准GTS-60加长试块上自制的φ3横通孔，（该孔也可在无伤的60kg/m钢轨上制作）。前后推动仪器找到该孔的回波最大峰值，调整该通道灵敏度使回波高度达到满幅的80%。用同样的方法调另外一个通道。

现场灵敏度修正:

在短轨地段,以一、二次波轨端断面波清晰、完整,走行中不出现假报警,（鱼鳞纹报警除外）。

70°探头主要用于检查轨头核伤、轨头横向裂纹及轨头三角区的核伤。

鉴于我段管辖多为60公斤钢轨，所以对于70°探头以倾角14°覆盖轨头范围最大。

A作业中对铝热焊、气压焊、接触焊的焊筋轮廊波进行仔细、认真观察。

B短轨地段尤其对辙岔基本轨、曲线上股、鱼鳞纹及较深地段须观察波形,对焊缝及小腰的轨头一定注意慢走细检。

C一次波对核伤进行定位,定量。

经计算: 因仪器声程调节为全声程250㎜

每大格声程为25㎜

那么:每大格代表水平距离为L=23㎜每大格代表深度距离为H=9㎜

直打70°探头的检查方法:

直打70°探头主要用于发现轨头三角区内的核伤。

现场灵敏度调节：

在短轨地段.断面波出波位置大约在3—6格以断面波位置以前出现稍许杂波,断面波清晰、完整。在走行中不出现假报警为基准,作为现场探伤灵敏度。

直打70°方门位置在0.5—6格,只要是在报警门内出波而且有一定位移则视为伤损，短轨地段螺孔波出波位置约在7—10格出现。

断面波螺孔波

由于70°只有一次波声称,方门内轨头向下覆盖深度约9㎜×6格

H=54㎜

方门内自轨头向下覆盖深度最大约为9㎜×10格

H=90㎜

注意检查中:出波移动越长,伤损高度越大。

出波越靠前,伤损距轨面越浅。

出波越靠后,伤损距轨面越深。

焊筋轮廓波

无缝线路钢轨焊缝，轨头下颚都存在一个凸起的焊筋，探伤中一般都会产生回波。焊筋轮廓波在荧光屏刻度4.5左右显示，由于焊筋几何形状不一，回波显示的位移和强弱略有差异，铝焊接头回波强，气焊接头回波弱。要注意回波位移长、波幅强和多支回波同时显示的回波分析，防止焊缝内缺陷的漏检。

焊筋轮廓波

非核伤回波在不同仪器调节和轨型探测时，回波位置和位移略有差异，但基本规律相似。可以通过目视轨面状态、确定反射点位置、70°探头校对、调整探头位置和方向等方法区别核伤真假，要重视异常波形的分析，防止回波显示相似的核伤漏检。

三 0°探头的检查

0°探测通道灵敏度设定

将0°探头推至GTS-60加长试块第2孔5mm水平裂纹上方。前后移动探头使螺孔回波和水平裂纹回波等高，调整该通道灵敏度使回波高度达到满幅的80% 0°探头主要检查;水平裂纹,纵向劈裂及螺孔水平裂纹。

现场灵敏度修正:

将0°探头置于轨面调整衰减器使底波达到满幅度的80﹪然后释放6—10db即可作为现场探伤灵敏度。

正常钢轨内回波

钢轨轨腰投影范围内无裂纹时，探头发射的超声波在轨底上产生反射，A型显示的荧光屏对应基线刻度（声程1∶2.5）50kg/m轨6.0左右、60kg/m轨7.0左右。当探头检测有螺孔部位，则螺孔波和轨底波会发生交替显示过程如图：a 轨底波→b轨底波和螺孔波→c螺孔波→d螺孔波和轨底波→e轨底波。B型显示在轨颚线下方呈两端稍倾的水平线——“孔波图”，该线位置与螺孔顶面在钢轨高度上的位置相对应，并在孔波图下方的轨底线上显示一条失波线（有些钢轨探伤仪无轨底波时，以轨底线呈断开方式显示）。

探头移过螺孔时显示过程

附录：60kg钢轨几何尺寸