钢轨焊缝超声波探伤讲稿课件.ppt

1、钢轨基础知识钢轨基础知识第二章第二章钢轨基础知识钢轨基础知识第一节 钢轨知识l钢轨的作用：1、支持并引导机车车辆按规定方向运行，直接承受机车、车辆荷载的作用。2、在自动闭塞区段，钢轨又成为轨道电路的一部分，起到信号电流的传导作用。3、在电气化区段，钢轨还作为电力机车牵引电流的回流导线作用。u钢轨的要求：钢轨的要求：1、钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，又为、钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，又为车轮提供最大的黏着牵引力。车轮提供最大的黏着牵引力。2、钢轨受到车轮碾压会产生弯曲，为抵抗弯曲，要求钢轨具有相、钢轨受到车轮碾压会产生弯曲，为抵抗弯曲，要求钢轨具有相当的

2、强度。当的强度。3、为使钢轨不至被巨大压力压溃或迅速磨耗，钢轨应具有足够的、为使钢轨不至被巨大压力压溃或迅速磨耗，钢轨应具有足够的硬度。硬度。u钢轨的分类：钢轨的分类：1、按钢种分：碳素轨（、按钢种分：碳素轨（C、Mn）、合金轨（）、合金轨（V、Ti等）。等）。2、按重量分：、按重量分：P38、P43、P45、P50、P60、P75。3、按力学性能分：普通轨、高强轨、耐磨轨。、按力学性能分：普通轨、高强轨、耐磨轨。部分钢轨外形尺寸部分钢轨外形尺寸(mm)n钢轨的出厂标志：钢轨的出厂标志：制造厂标、钢轨类型、钢种符号、制造年月、熔炼号、品级号。制造厂标、钢轨类型、钢种符号、制造年月、熔炼号、品级

3、号。n钢轨的机械性能：钢轨的机械性能：1、强度：钢轨在荷载的作用下，抵抗变形和破坏的能力，单位、强度：钢轨在荷载的作用下，抵抗变形和破坏的能力，单位MPa。2、硬度：金属材料抵抗另一种更硬物体压入骑表面的能力，布氏、硬度：金属材料抵抗另一种更硬物体压入骑表面的能力，布氏硬度硬度HB、洛氏硬度、洛氏硬度HRC。3、塑性：金属材料在荷载作用下，产生显著的变形而不致破坏，、塑性：金属材料在荷载作用下，产生显著的变形而不致破坏，并在荷载取消后，仍能保持变行后的形状的能力，常用伸长率和断并在荷载取消后，仍能保持变行后的形状的能力，常用伸长率和断面收缩率来表示。面收缩率来表示。4、韧性：金属材料抵抗冲击荷

4、载而不被破坏的能力。、韧性：金属材料抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。5、疲劳：在交变荷载下，材料发生断裂的现象。、疲劳：在交变荷载下，材料发生断裂的现象。一、钢轨伤损定义：指钢轨在使用过程中发生折断、裂纹及其他一、钢轨伤损定义：指钢轨在使用过程中发生折断、裂纹及其他影响钢轨使用性能的各种状态。影响钢轨使用性能的各种状态。1、钢轨折断：、钢轨折断：（1）钢轨全断面至少断成两部分；）钢轨全断面至少断成两部分；（2）裂纹已贯通整个轨头截面；）裂纹已贯通整个轨头截面；（3）裂纹已贯通整个轨底截面；）裂纹已贯通整个轨底截面；（4）引起钢轨失效的严重掉块。）引起钢轨失效的严重掉块。二、钢轨伤损标准二、钢轨伤

5、损标准不到轻伤、轻伤、重伤、折断。不到轻伤、轻伤、重伤、折断。钢轨总磨耗钢轨总磨耗=垂磨耗垂磨耗+1/2侧面磨耗。侧面磨耗。三、钢轨伤损分类三、钢轨伤损分类钢轨核伤、钢轨接头部位伤损、钢轨纵向水平和垂直裂纹、钢轨钢轨核伤、钢轨接头部位伤损、钢轨纵向水平和垂直裂纹、钢轨轨底裂纹、钢轨焊缝缺陷。轨底裂纹、钢轨焊缝缺陷。第二节第二节 钢轨伤损钢轨伤损第三章第三章超声波探伤设备介绍超声波探伤设备介绍第一节 超声波探伤仪l超声波探伤仪是根据超声波的传播特性和电声转换原理，利用电子技术制造而成的。超声波探伤仪的种类很多，有模拟式和电子式，有通用式和专用式，有固定式和便携式，有单通道和多通道等。l数字式超声

6、波探伤仪：主要指发射、接收电路的参数控制和接收信号的处理显示均采用数字式方式的仪器。其中最重要的是探头接收的超声波信号需经模-数转换。welcome to use these PowerPoint templates,New Content design,10 years experience第二节 超声波探头一、超声波探头：承担发射或接收超声波的任务，实现声能和电能的相互转换，故又称换能器。二、探头主要部件的作用1、压电晶片：实现电能和声能的相互转换，将电能转换成声能（发射），逆压电效应；将声能转换成电能（接收），压电效应。其振动频率取决于晶片厚度与超声波在晶片材料中的传播速度：f=c/2T

7、welcome to use these PowerPoint templates,New Content design,10 years experience第二节 超声波探头2、阻尼块：与晶片和楔块组合具有高阻尼效率的块状物体称为阻尼块，其作用是阻止晶片的惯性振动和吸收晶片背面辐射的声能，以减小脉冲宽度和杂信号的干扰。3、保护膜：为使探头与工作面接触时不损坏晶片，常在晶片前面附一层保护膜。welcome to use these PowerPoint templates,New Content design,10 years experience第二节 超声波探头4、连接线：探头须用高频电

8、缆与探伤仪连接，常用同轴电缆作高频电缆，其作用是消除外来电波对探头的影响，同时防止高频脉冲以电波形式向外辐射。5、斜楔块：斜探头于直探头的区别，其作用是产生波形转换和改变声速的传播方向，可以将纵波转换成横波、表面波和板波。welcome to use these PowerPoint templates,New Content design,10 years experience第二节 超声波探头6、隔声层：双晶片探头中为使接收晶片和发射晶片在电路上分隔开来，在两晶片之间夹一吸声性强的隔片，该隔片称为隔声层。7、延迟块。三、探头的型号编制基本频率、压电材料、晶片尺寸、种类、特征welcome

9、to use these PowerPoint templates,New Content design,10 years experience第三节 试块u试块：用于鉴定超声检测系统特征和探头灵敏度的样件。u试块的作用：1、确定合适的探伤方法。2、校验探伤灵敏度、评估缺陷大小。3、测定和校验探伤仪和探头的性能。u探头的分类：1、标准试块：CSK-1A、CS-1-5;2、对比试块：WGT-3、实物对比试块（CTS-60、GHT-1）第四章第四章钢轨焊缝超声波探伤钢轨焊缝超声波探伤l焊缝轨头单探头法：1、纵向移动扫查：K2.5探头置于轨顶面上，探头纵向中心距边分别为16、26、36、46、56m

10、m处，偏角为零度纵向移动探头，移动区域为距焊缝中心0-150mm，本次扫查利用一次波检出钢轨焊缝轨头中的缺陷。第一节 钢轨焊缝轨头探伤第四章第四章钢轨焊缝超声波探伤钢轨焊缝超声波探伤2、偏角纵向移动扫查：由于轨头顶面作用面呈圆弧状，探头接触面过小，不利于轨头内外侧上角缺陷的检出，因此采用偏角纵向移动扫查。K2.5探头置于轨顶面中心线上，以15度偏角纵向移动探头，移动区域为据焊缝中心100-250mm，利用轨额反射波检出缺陷，扫查次数为焊缝内、外侧各4次。第二节第二节 钢轨焊缝轨腰探伤钢轨焊缝轨腰探伤焊缝轨腰单探头法：焊缝轨腰单探头法：焊缝轨腰探伤扫查：采用单晶片直探头，将探头置于轨面纵向中焊缝

11、轨腰探伤扫查：采用单晶片直探头，将探头置于轨面纵向中部，距焊缝中心两边各部，距焊缝中心两边各50mm的区域内，纵向缓慢移动探头进行的区域内，纵向缓慢移动探头进行探伤，利用直探头反射式探伤法，检出焊缝中心反射面与探测面探伤，利用直探头反射式探伤法，检出焊缝中心反射面与探测面平行的缺陷；利用直探头穿透式探伤法，检出焊缝中粗晶、缩松平行的缺陷；利用直探头穿透式探伤法，检出焊缝中粗晶、缩松等缺陷。等缺陷。第三节第三节 钢轨焊缝轨底探伤钢轨焊缝轨底探伤焊缝轨底单探头法：焊缝轨底单探头法：1、扫查部位划分：通常将轨底分成两大部分：一是轨底两侧，另、扫查部位划分：通常将轨底分成两大部分：一是轨底两侧，另一部

12、分是轨腰于轨底连接部分；根据轨底角和声束宽度对应关系，一部分是轨腰于轨底连接部分；根据轨底角和声束宽度对应关系，确保轨底角得到全面扫查，又将轨底角划分为确保轨底角得到全面扫查，又将轨底角划分为6个区，使用个区，使用K2.5探探头，分别按不同的偏向角和位置进行纵向扫查，利用二次回波探头，分别按不同的偏向角和位置进行纵向扫查，利用二次回波探测焊缝上半部分，一、三次回波探测焊缝下半部分。测焊缝上半部分，一、三次回波探测焊缝下半部分。第四节第四节 钢轨焊缝单探头探伤灵敏度调节钢轨焊缝单探头探伤灵敏度调节1、焊缝轨头单探头法灵敏度调节：、焊缝轨头单探头法灵敏度调节：在被测钢轨轨底角进行调节，探头横向置于

13、轨底角上，探在被测钢轨轨底角进行调节，探头横向置于轨底角上，探头入射点距边头入射点距边10mm左右，找出对边轨底角边回波最大值，左右，找出对边轨底角边回波最大值，调节仪器调节仪器【增益增益】，使轨底角回波达，使轨底角回波达80%，增益，增益20dB，作为焊缝轨头部位的灵敏度。作为焊缝轨头部位的灵敏度。第四节第四节 钢轨焊缝单探头探伤灵敏度调节钢轨焊缝单探头探伤灵敏度调节2、焊缝轨腰单探头法灵敏度调节：、焊缝轨腰单探头法灵敏度调节：将直探头横向将直探头横向GHT-5试块，使试块试块，使试块A区区7号横孔反射波高调号横孔反射波高调整到满幅度的整到满幅度的80%，然后根据探测面情况进行适当补偿，然后

14、根据探测面情况进行适当补偿（一般为（一般为2-6dB），作为焊缝轨腰部位的灵敏度。），作为焊缝轨腰部位的灵敏度。第四节第四节 钢轨焊缝单探头探伤灵敏度调节钢轨焊缝单探头探伤灵敏度调节3、焊缝轨底单探头法灵敏度调节：、焊缝轨底单探头法灵敏度调节：在被测钢轨轨底角进行调节，探头横向置于轨底角上，探在被测钢轨轨底角进行调节，探头横向置于轨底角上，探头入射点距边头入射点距边10mm左右，找出对边轨底角边回波最大值，左右，找出对边轨底角边回波最大值，调节仪器调节仪器【增益增益】，使轨底角回波达，使轨底角回波达80%，轨底角，轨底角1-3区，区，增益增益10dB，轨底角，轨底角4-6区，增益区，增益20dB。