淺談高速鐵路鋼軌焊縫探傷標準化作業(yè)

馬占生 彭明嘉

(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽421001)

0 前言

中國已步入高鐵時代，高鐵中的鋼軌焊縫主要有接觸焊、鋁熱焊縫兩種。鋼軌焊縫處容易產(chǎn)生疲勞裂紋、夾雜、氣孔、光斑、灰斑、未焊合等缺陷，這些缺陷大大降低了焊縫的強度和韌性，極易造成斷軌?？梢娫诟咚勹F路焊縫探傷中踐行標準的作業(yè)方法，確保傷損不漏檢顯得尤為重要。

1 探傷人員標準化

焊縫探傷人員應(yīng)具備鐵道部門無損檢測人員技術(shù)資格鑒定考核委員會頒發(fā)的Ⅱ級以上級別的技術(shù)資格證書，經(jīng)專門的焊縫探傷技術(shù)培訓(xùn)，合格后方可上崗。單機作業(yè)時，組成不少于7名人員作業(yè)組；雙機作業(yè)時，組成不少于9名作業(yè)人員作業(yè)組，組內(nèi)持機操作、記錄、除銹打磨、防護人員相互協(xié)調(diào)相互配合。

2 探傷設(shè)備標準化

數(shù)字式通用探傷儀符合JB/T10061-1999標準，直（斜）探頭符合JB/T10062-1999標準，配備CSK－1A(IIW)標準試塊、CS-1-5靈敏度試塊、GHT-1、GHT-5對比試塊。還應(yīng)配備耦合劑、除銹劑、除銹扁鏟、除銹刷、防護眼鏡、探傷專用錘、扳手、鋼尺、棉絲、小鏡等。

3 作業(yè)流程標準化

1）探傷準備（設(shè)備檢查、靈敏度檢驗、探頭測試）

2）場準備（除銹、打磨、涂油）

3）探傷（雙探頭掃查、單探頭掃查）

4）判定結(jié)果

4 探測方法標準化

第一步：雙探頭（串列式）掃查軌腰

焊縫兩側(cè)每側(cè)掃查兩次，共計四次。設(shè)備連接調(diào)試完畢后（探頭選擇2.5P12*12K0.8），將掃查架放在軌面上，標尺零刻度對準焊筋邊緣處，通過轉(zhuǎn)動掃查架旋鈕使探頭分開或合攏運動來探測軌腰投影區(qū)內(nèi)的缺陷。然后將標尺零刻度從焊筋邊緣向內(nèi)移動15mm，通過轉(zhuǎn)動掃查架旋鈕使探頭分開或合攏運動來探測軌腰投影區(qū)內(nèi)的缺陷。將掃查架移動到焊縫另一側(cè)，重復(fù)以上步驟，正常情況下顯示屏上只有始波，如遇傷波報警時，掃查架探頭紅色標線對應(yīng)的刻度即為傷損的深度，此法可有效發(fā)現(xiàn)垂直軌面的傷損（裂紋或未焊合）、軌底橫向裂紋和軌頭下顎圓弧處的傷損。

第二步：雙探頭（K型）掃查軌頭

掃查次數(shù)的確定：60Kg/m軌軌頭寬度T為73mm，若探頭聲束寬度d為10mm，探頭折射角β為45°，則掃查次數(shù)X≥1.15=1.15x73xsin45°/10=5.9，掃查次數(shù)取整數(shù)6次。入射點位置確定：YAn=(n-0.5)Ttanβ/X;YBn=[1-(n-0.5)1/X]Ttanβ,YA1=6mm，YA2=18mm，YA3=30mm，YA4=42mm，YA5=54mm，YA6=66mm，YB1=67mm，YB2=55mm，YB3=43mm，YB4=31mm，YB5=19mm，YB6=7mm

儀器（探頭選用2.5P8*12K1雙探頭）連接調(diào)試完畢后，在軌頭兩側(cè)進行相錯式K型掃查。A探頭置于YA6處，B探頭置于YB6處，兩探頭以同速做想錯運動（一個向前一個向后），焊縫無傷損，顯示屏上只有始波，若遇傷波報警時，A探頭距焊縫的距離，即為傷損在水平面上與軌頭A探頭一側(cè)的距離，此法可有效監(jiān)測出軌頭內(nèi)與軌面垂直的傷損，如下圖1所示。

第三步：雙探頭（K型）掃查軌底

儀器（探頭選用2.5P8*12K1雙探頭）連接調(diào)試完畢后，在軌底兩側(cè)進行相錯式K型掃查。掃查方式與K型掃查軌頭相同，只不過掃查次數(shù)和入射點位置要重新計算，此處不再贅述。

第四步：單探頭掃查軌頭

選用2.5P13*13K2.5的斜探頭，在軌頂面采用縱向移動和偏角縱向移動兩種方式掃查。

圖1 雙探頭（K型）掃查軌頭

縱向移動掃查（一次波掃查）：以60Kg/m為例，探頭縱向中心距邊分為16mm，26mm，36mm，46mm，56mm處，縱向移動探頭，移動區(qū)域為距焊縫中心0-150mm。

偏角縱向移動掃查（二次波掃查）：將探頭放在軌面中心線上，以15°偏角縱向移動探頭，一定區(qū)域為距焊縫中心約100-250mm，掃查次數(shù)為焊縫內(nèi)外兩次共計四次。

第五步：單探頭掃查軌腰

選用2.5P13*13K1的斜探頭，在軌頂面中心采用偏角為0°縱向移動掃查，探頭移動區(qū)域為距焊縫中心200mm范圍，可檢測軌腰投影范圍內(nèi)的體積型缺陷和軌底“月牙傷”。

第六步：單探頭掃查軌底角

將軌底角劃分6個探測區(qū)，使用2.5P8*12K2.5探頭，分別按不同的偏角和位置進行縱向移動探頭掃查，利用二次波探測焊縫上半部分，利用一、三次波探測焊縫下半部分。探頭入射點距軌底角邊分別是10mm、20mm、40mm，在 10mm處向外偏 10°掃查1區(qū)；向外偏0°掃查2區(qū)；在20mm處向外偏0°掃查3區(qū)；在40mm處向外偏15°掃查4區(qū)；向外偏8°掃查5區(qū)；向外偏0°掃查6區(qū)；

掃查方式見圖2掃查軌底角示意圖

圖2 掃查軌底角示意圖

第七步：0°探頭掃查焊縫

選擇2.5P20的直探頭，對焊縫全寬進行掃查，縱向掃查范圍向焊縫兩側(cè)各延伸30mm，橫向掃查范圍以滿足軌頭寬度，能有效檢測出水平狀缺陷。

5 結(jié)語

高速鐵路線路基本上都是無縫線路，焊縫位置容易產(chǎn)生缺陷，是鐵路軌道的薄弱環(huán)節(jié)，且每100m一個接觸焊，每500m一個現(xiàn)場焊，焊縫數(shù)量多。本文簡要介紹了焊縫的標準作業(yè)方法，對現(xiàn)場作業(yè)具有一定的指導(dǎo)意義。

［1］鐵路職工崗位培訓(xùn)教材編審委員會.鋼軌探傷工[M].北京：中國鐵道出版社，2011：165-185.

［2］中華人民共和國鐵道部.工務(wù)作業(yè)第21部分：鋼軌焊縫超聲波作業(yè)[Z].北京：2007-10-01.