钢轨焊缝探伤课件

单K1轨腰探测示意图
轨腰扫查方式 单探头扫查 采用单K1探头时，探头放在轨面中心偏角为0°纵向移动探头进行扫查， 探头移动区域为距焊缝中心各200mm进行扫查，可利用一次波检出轨头 至轨底部位焊缝中的体积型缺陷，并能发现轨腰底部三角区的横向裂纹 （俗称月牙伤损）。
双探头串列式扫查铝热焊方法 当使用双探头串列式扫查铝热焊焊缝时，应对焊缝全宽度进行分段扫查； 分段扫查从焊缝两侧进行，每侧扫查两次，共计扫查四次，每段宽度为 15mm。 11.2.3.1 第一步 先将扫查架放置在轨面上，标尺0刻度对准焊筋边缘处 （如图），通过旋转扫查架旋钮使两只探头分开或合拢运动来探测轨头 至轨底间轨腰投影范围内垂直于轨面的缺陷，可探测焊筋与母材连接处 的垂直于轨面的缺陷，同时也能发现轨底焊筋棱向上发展的横向裂纹和 特殊部位（含轨头下颚圆弧处）缺陷。遇有伤波报警时，可根据扫查架 探头红色标线对应标尺刻度值，确定缺陷距轨面的深度（图示）。
轨底角扫查，移动探头扫查，扫查区域为距焊缝中心两侧各200mm，首 先对轨底角I区使用偏角0°进行纵向扫查，然后在轨底角边缘0～15mm 处进行向外偏斜10°角进行扫查，同时再向三角区方向偏斜30°进行扫 查。探头移至轨底角II区使用偏角0°进行纵向扫查， 然后使用偏角8～ 15°向轨底进行扫查（如图4所示）。
第一步
轨腰串列探 头
2.5P K0.75～0.8双 探头
第二步
第三步 第四步 第五步 第六步
轨头K型
2.5P K1（8*12）双 探头
2.5P K1（8*12）双 探头 2.5PK2.5 (13*13) 2.5PK1 （13*13）
轨底K型 轨头单探头 轨腰单探头
轨底单探头
2.5PK2.5 （8*12）
第七步
0°探头
2.5PΦ20
1.轨头探伤 轨头探伤从主界面“调用”进入，调用轨头数据，K2.5 13*13探头与Q9插口连接，在焊缝两则侧进行直探与四面探 测（探头偏角为20度）相结合进行检查。
将探头放在轨面中心与钢轨纵向偏斜7°角移动扫查，能发 现轨头下颚与轨腰连接圆弧处存在的缺陷。
0°探头扫查方式 11.4.1 0°探头扫查铝热焊接头时，采用0°Φ20纵波探头对铝热焊缝轨 面全宽度进行纵向扫查，扫查范围向焊缝两侧各延伸30mm，横向扫查 应满足轨头宽度，主要对轨头至轨底铝热焊焊筋全宽度点状和水平状缺 陷进行扫查，0°探头探测铝热焊焊缝时底波比正常焊缝（铝热焊对比试 块）底波低16dB及以上焊缝判废（图示）。
第二步 将标尺0刻度从焊筋边缘向内移15mm（如图），通过旋转扫查 架旋钮使两只探头进行分开或合拢运动来探测轨头至轨底间轨腰投影范 围内垂直于轨面的缺陷，同时也能发现轨底横向裂纹，遇有伤波报警时， 可根据扫查架探头红色标线对应标尺刻度值，确定缺陷距轨面的深度 （图示）。
第三步 再将扫查架放置到另一侧焊筋处，标尺0刻度对准焊筋边缘处 （如图），还是通过旋转扫查架旋钮使两只探头分开或合拢运动来探测 轨头至轨底间轨腰投影范围内垂直于轨面的缺陷，可探测焊筋与母材连 接处的垂直轨面的缺陷，同时也能发现轨底焊筋棱向上发展的横向裂纹 和特殊部位（含轨头下颚圆弧处）缺陷。遇有伤波报警时，可根据扫查 架探头红色标线对应标尺刻度值，确定缺陷距轨面的深度（图示）。
疑似图谱
复核图谱
内容五
钢轨折断实例
折断案例

一、概况 2010年2月28日海工管内发生一起焊缝拉开设备 故障。7时05分海工值班人员郭文杰接到电务人员通 知，滨洲线上行乌固诺尔～安邑间7628～7616信号 机间轨道电路红光带，值班人员携带应急备品赶赴 现场检查，于7时55分到达赶到滨洲线上行7628～ 7616信号机区间，8时15分检查到761km40#铁右股 焊缝处时，发现焊缝拉开16mm（已加固），立即连 接短路铜线，同时对焊缝鼓包夹板螺栓及前后50m线 路扣件进行复拧，于8时43分开通线路。 钢轨断裂位置位于滨洲线上行761km40#铁右股钢轨 焊缝，距厂焊焊缝中心处垂直折断，该厂焊焊缝由 工机段2007年5月焊轨厂焊接。 二、原因分析。一是断口外口轨底角存在 3*5mm的晶粒粗大区，由于焊缝边缘处在扣件边上， 在列车的不断震动下出现疲劳源，是导致焊缝拉开 的主要原因。二是断口轨头作用边里口处存在剥离 裂纹，裂纹下方颜色较亮，轨底（外口）处颜色较 深，晶粒较粗轨底边缘扣件压痕明显，轨底焊瘤残 留厚度大于1mm，是导致焊缝拉开的另一个原因。 三是因焊缝在轨枕上，焊缝残瘤较大，（标准规定 轨底残瘤不大于1.0mm），焊缝受力较大；加上工 机段焊轨厂在焊缝轨底角处正火时，温度调整偏低， 产生晶粒较粗，强度、韧性较低，在轨温较低的情 况下，受温度应力影响突然断裂。
焊缝中的常见缺陷
1、接触焊常见缺陷有：灰斑、裂纹、烧伤 2、气压焊常见缺陷有：光斑、过烧、未焊
透 3、铝热焊常见缺陷有：夹碴、气孔、夹砂、 缩孔、疏松、未焊透、裂纹
缺陷的形态及特点
此类缺陷的疲劳裂纹源是位于
轨头下颚轨腰表面与溢流飞边 交界的根部，裂纹由表面向内 部扩展。对以往个案在断口疲 劳裂纹源处取金相样，以检验 分析裂纹处的金相组织及焊接 质量，并对母材化学成分及组 织进行检验分析，经分析表明 溢流飞边的存在是导致轨头下 颚轨腰表面形成的疲劳裂纹的 主要原因。这类缺陷的外貌形 态如图一所示。
气孔波形特征
–波幅稳定，位移小，不同角度探测时，
波形相似。
光斑、灰斑波形特征：波形单一、稳定，波峰高大尖锐。
17*50mm的半圆弧光斑 焊接轨底微裂纹
裂纹波形特征：波形稳定，强烈，有一定的位移量。
轨角8mm裂纹
未焊透波形特征：波幅不高或跳跃，有些呈多支波同时 显示。
轨头未焊透
光斑、灰斑的波形特征：波形单一稳定，波峰高大尖锐。 （图一）

波低16dB及以上，或焊缝存在如下缺陷时，焊缝重伤（判废）： 14.1双探头探伤： 轨底角部位（20mm）；≥φ3-6dB 平底孔当量（即≥φ2.1 平底孔当量）； 其它部位：≥φ3 平底孔当量； 14.2横波单探头探伤：轨头和轨腰；≥φ3 长横孔当量。轨底：≥φ4 竖孔当量。 轨底角（20mm）：≥φ4-6dB 竖孔当量（即≥φ2.8平底孔当量）； 14.3 铝热焊0°探头探伤：≥φ5 长横孔当量； 14.4 焊缝中存在平面状缺陷（如：光斑、灰斑、光板、未焊透及裂纹等）； 14.5 缺陷当量比(14.1)(14.2)(14.3)规定的缺陷当量小，但差值在3dB内，且 延伸长度大于6mm。
第四步 将标尺0刻度从焊筋边缘向内移15mm（如图），通过旋转扫查 架旋钮使两只探头进行分开或合拢运动来探测轨头至轨底间轨腰投影范 围内垂直于轨面的缺陷，同时也能发现轨底横向裂纹，遇有伤波报警时， 可根据扫查架探头红色标线对应标尺刻度值，确定缺陷距轨面的深度 （图示）。
内容四：
焊缝缺陷波形特征
3.轨腰探伤 返回主界面调用轨腰检查相应数据，换上专用探 头连线（注意发射端与探测架上的红标探头连线 相对应）将探测架前端对准焊缝中心进行检测， 发现回波时仪器显示屏深度数据没有意义，应观 察标尺指针对应显示值，双探头主要发现轨腰垂 直伤损，一侧有伤损回波，从加一侧校对也应有 显示。
为了发现倾斜缺陷，我们可调用单K1、 检查轨腰注意探头应在轨头中间直扫，注 意不要倾斜，以免颚部筋波误认为伤损。
200m m 200m m 20 0
轨底扫查方式要求 先将轨底分成两部分：第一部分轨底两侧（简称轨底角），另一部分轨 腰与轨底连接部位（简称轨底三角区），根据轨底角和声束宽度对应关 系，保证轨底角全面得到扫查。又将轨底角划分为两个探测区域，使用 一个K2.5（8*12）探头分别按不同的偏角和位置进行纵向移动探头扫查。


现场焊缝探伤作业扫查程序及步骤
步骤 探头形式 探头种类 扫 查 程 序
轨腰使用K0.75～0.8双探头进行串列扫查气压焊第一次对准焊缝中心 扫查，第二次从焊筋边缘扫查，第三次调向另一侧焊筋边缘扫查。铝 热焊第一次对准一侧焊筋边缘扫查，第二次从焊筋边缘向内平移 15mm扫查，第三次将扫查架放置另一侧焊筋边缘处扫查、第四次再 从焊筋边缘向内平移15mm扫查。 轨头侧面使用双K1探头进行相错式同速扫查。 轨底侧面使用双K1探头进行相错式同速扫查。 使用偏角0°纵向扫查，然后再使用偏角0°～20°扫查。 使用偏角0°进行纵向扫查。 对轨底角I区使用偏角0°纵向扫查，然后在轨底角边缘0～15mm处进 行向外偏斜10°扫查，同时再向三角区方向偏斜30°扫查。探头移至 轨底角II区使用偏角0°纵向扫查， 然后使用偏角8～15°向轨底扫查 。 2.5PΦ20 在铝热焊焊缝处进行纵横两个方向的扫查，扫查范围遍及焊 缝全宽度，并向焊缝两侧各延伸30mm。
CTS-9002超声探伤仪
内容二
焊缝全断面探伤示意图
焊缝全断面探伤示意图
内容三
焊缝全断面探伤方缝轨头全面扫查，采用K2.5探头在轨顶面进行纵向移动和偏角纵向移动的两

种方式，实现对焊缝轨头全面扫查。 纵向移动扫查要求。将K2.5探头放在轨面，探头纵向中心距边分别为16mm、26mm、 36mm、46mm、56mm处，偏角为0°纵向移动探头扫查，移动区域为距焊缝中心两侧 各200mm处。本次扫查利用一次波检出钢轨头部焊缝中的缺陷. 偏角纵向移动扫查要求。由于轨头顶面作用边呈圆弧状，探头接触面过小，不利于轨 头内、外侧部位上角的缺陷发现，因此采用偏角纵向移动法进行探测，将K2.5探头放 在轨面中心线上，以0～20°偏角纵向移动探头扫查，移动区域为距焊缝中心两侧各 200mm处，利用轨颏反射波的二次波发现轨头内、外侧部位上角的缺陷（图示）。
钢轨焊缝探伤
海拉尔检查监控车间
培训目的
● 熟悉焊缝探伤仪器的操作与使用； ● 掌握了解钢轨焊缝全断面探伤工艺方法 ；
●规范焊缝探伤管理工作，提高焊缝全断面探伤检 测质量 ；
主要内容：
钢轨探伤的组织 焊缝全断面探伤示意图 焊缝探伤仪全断面探伤方法 焊缝缺陷波形特征 钢轨折断实例
内容一
由于焊缝中伤损取向不一，特别是铝热焊夹渣、 夹杂、气孔等体积型伤损较多，为了提高伤损检出 率，还可以从轨头侧面和颚部进行校对。
发现异常回波用门位锁住回波，观察深度与水 平数据进行定位，结合直校、斜校、反校进行综合 判断。
2．轨底脚探伤 返回主界面再从“调用”进入，调用轨底脚检查 相应数据。换上K2.5 8*12小探头，在焊缝轨底 角两侧进行四面探测，底脚边20mm采用直探与 偏角（向外偏6°）探相结合，其他部位采取直 探，探头移动时，采取锯齿形运动，以扩大扫查 范围发现不同取向缺陷。
焊缝探伤仪
数字焊缝探伤仪（CTS-9002、2020、2030、1002型）我们目前使用

的是： CTS-9002、 2030，执行下列规定： 衰减器总量≥80dB； 工作方式：单、双探头分别发射、接收； 仪器频带度：频率2.5MHz探头使用窄，4MHz以上探头使用宽； 放大器带宽不小于0.5～8MHz； 灵敏度余量不小于55dB； 探测范围：0～4800MM（钢）纵波； 动态范围≥26dB； 垂直线性误差≤4％； 水平线性误差≤2％。
扫查方式要求
单探头法： 轨头部位：使用K2.5（13*13）横波探头进行扫查，声程设定250mm、工件

厚度100 mm。 轨底部位：使用K2.5(8*12)横波探头进行扫查，声程设定150mm、工件厚度 50 mm。 轨腰部位：使用K1（13*13）横波探头进行扫查，声程设定300mm、工件厚 度200 mm。 直探头：使用0°φ20纵波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。 双探头法： 轨头部位：使用双K1(8*12)探头在轨头两侧面，采用K型扫查，声程设定 300mm，工件厚度200 mm。 轨底部位：使用双K1(8*12)探头在轨底两侧面，采用K型扫查，声程设定 300mm，工件厚度200 mm。 轨腰部位：使用扫查架双K0.75～0.8探头对轨头踏面至轨底进行串列式扫查， 声程设定300mm，工件厚度200 mm。
探伤组织； 焊缝探伤仪检查组。一般采用2~3台探伤仪一组，
每组人员不少于8人，其中执机5人（含负责、辅 助人员），防护3人；特殊情况可调剂1~3组集中 作业，中间增设防护员。 分析组设置 探伤数据分析组。（设班长1名）。分析员按每人 日分析5台仪器配备分析员（负责钢轨探伤仪检测 地段全程分析和焊缝全断面探伤伤损波形存储分 析监控）。 探伤工区工长为兼职分析员（负责钢轨探伤检查 静、动态重点地段分析和焊缝全断面探伤伤损波 形存储、分析上报）。
25*3mm半圆型伤损
光斑、灰斑的波形特征：波形单一稳定，波峰高大尖锐。 （图二）
轨底打磨遗留毛刺处
夹杂的波形特征：在不同角度探测时，波幅会出现较大 的变化。
满轨头夹杂34*56mm
焊缝重伤（判废）标准
焊缝重伤（判废）标准 新焊焊缝:0°探头探伤铝热焊焊缝时底波比正常焊缝（铝热焊对比试块）底