RT-UT綜合檢測法在地鐵車輛枕梁焊縫中的應(yīng)用

黃科偉 曹永勝

摘 要：地鐵車輛車架枕梁焊縫的探傷檢測中，利用射線探傷對焊縫缺陷進(jìn)行了定性分析，確定了缺陷的具體部位;利用超聲波探傷對焊縫進(jìn)行了定量分析，確定了缺陷的具體尺寸。通過實際應(yīng)用，該綜合檢測方法可有效解決大厚度鋁合金焊縫內(nèi)部缺陷的定性分析和定量分析。

關(guān)鍵詞：地鐵枕梁;射線檢測;超聲檢測

中圖分類號：TG115.28 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Application of RT-UT Comprehensive Detection Method

in Beam Welding of Metro Beams

Huang Kewei1 Cao Yongsheng2

1.Changzhou Railway Vocational and Technical School JiangsuChangzhou 213011;

2.CRRC Tangshan Locomotive & Rolling Stock Co.Ltd.Tangshan HebeiTangshan 063035

Abstract：In the flaw detection of the girders welds of subway vehicles，the weld defects are qualitatively analyzed by radiographic inspection，and the specific parts of the defects are determined.The welds are quantitatively analyzed by ultrasonic flaw detection，and the specific defects are determined.size.Through practical application，the comprehensive detection method can effectively solve the qualitative analysis and quantitative analysis of internal defects of large thickness aluminum alloy welds.

Key words：subway bolster;radiation detection;ultrasonic testing

1 問題的提出

由于鋁合金具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕及外觀平整度好，并易于制造復(fù)雜曲面的優(yōu)點，在動力分散型高速動車和城市軌道車輛上得到了廣泛的應(yīng)用。

枕梁是車輛底架的重要組成結(jié)構(gòu)件，為了確保枕梁具有良好的承載能力，一般采用厚度為25mm以上的型材制作。枕梁采用鋁合金型材和板材拼裝，并通過MIG（熔化極惰性氣體保護(hù)焊）焊接而成。設(shè)計圖紙技術(shù)要求焊后應(yīng)進(jìn)行100%的射線檢測，驗收等級要求達(dá)到EN ISO10042標(biāo)準(zhǔn)中的B級。

由于枕梁體積較大，通常采用便攜式X射線機(jī)在生產(chǎn)現(xiàn)場對枕梁進(jìn)行檢測。通過對射線底片觀察發(fā)現(xiàn)，部分焊縫內(nèi)部通常會有氣孔狀缺陷影像。由于射線探傷僅能提供缺陷的平面尺寸，很難直接判定該缺陷的實際深度（或大小），這對后續(xù)的返修工作會造成一定的困難。因此，如何有效確定缺陷的部位和定量的確定缺陷的尺寸就成了一個迫切需要解決的問題。

2 射線探傷的特點

射線照相法可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準(zhǔn)確，對長度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確;檢測結(jié)果有直接記錄，可長期保存;對體積型缺陷檢出率很高，對面積型缺陷，如果照相角度不適當(dāng)，容易漏檢;[1]對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難。

由上述可見，采用射線照相法，雖然可較快地發(fā)現(xiàn)缺陷，并定性地確定缺陷的部位，但要定量地確定缺陷的實際尺寸卻有一定的難度，尤其是缺陷發(fā)生在工件較厚的部位時，其檢驗的靈敏度相對就會降低。

3 超聲波探傷的特點

超聲波探傷的特點主要為穿透能力強(qiáng)，可對較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測;缺陷定位較準(zhǔn)確;對面積型缺陷的檢出率較高;[2]靈敏度高，可檢測試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷;速度快，對人體及環(huán)境無害。

綜上所述，筆者決定采用射線探傷來確定枕梁焊縫可能產(chǎn)生缺陷的部位，然后通過超聲波探傷來確定缺陷的具體尺寸。

4 射線和超聲波綜合檢測

首先對25mm厚的枕梁焊縫進(jìn)行射線檢測，底片上缺陷（見圖1）。該缺陷的影像特征為：中心黑度較大，外部逐漸變淡，呈扁圓形，長軸方向通常為5mm以上。根據(jù)ISO10042標(biāo)準(zhǔn)中對射線缺陷影像的判據(jù)條件，可評定為代碼為“2016”的條形氣孔。無法滿足ISO10042標(biāo)準(zhǔn)的B級驗收要求，對于此類缺陷必須返修。

根據(jù)工件的厚度選擇探頭型號2.5P 9*9 K2.5，采用KW-4C數(shù)字超聲波探傷儀，在CSK-1A、RB-2試塊中制作距離-波幅曲線。

當(dāng)探頭在工件移動時，發(fā)現(xiàn)缺陷一次反射回波（見圖2），讀數(shù)顯示缺陷深度為9.2mm;用直尺測量缺陷距離焊縫中心為3mm。隨后，探頭向后移動，發(fā)現(xiàn)缺陷二次反射回波（見圖3）讀數(shù)顯示缺陷深度為21.4mm;經(jīng)測量缺陷距離焊縫中心也為3mm;由上述可見，兩缺陷距離焊縫中心位置相同，從而判定兩缺陷為同一個條狀缺陷，此缺陷垂直于焊縫表面，缺陷的上表面離焊縫表面距離為9.2mm，下表面離焊縫表面距離為21.4mm，其指示深度H=21.4-9.2=12.2mm。

5 缺陷的實體狀態(tài)

為了進(jìn)一步驗證綜合檢測法的可靠性，在完成上述射線和超聲波綜合檢測后，對工件缺陷所示位置進(jìn)行了打磨作業(yè)。當(dāng)打磨到離工件表面9mm時，缺陷的上端面顯示出來，缺陷上端面呈不規(guī)則的橢圓（見圖4）;然后繼續(xù)打磨，當(dāng)打磨到離工件表面11mm左右時，缺陷中部也顯示出來（見圖5）;再繼續(xù)打磨工件到20mm深時，能清晰地看見條狀圓形缺陷的底部（見圖6），從缺陷的實體照片可以看出，該缺陷為焊接過程中產(chǎn)生的條狀氣孔，經(jīng)實際測量該條狀氣孔的實際長度為12mm，與超聲波探測結(jié)果一致。

6 結(jié)論

通過上述RT-UT的綜合檢測可見，由于充分利用了射線探傷和超聲波探傷各自的特點，有效地對枕梁焊縫內(nèi)的缺陷進(jìn)行了部位的確定（定性分析）和具體尺寸的確定（定量分析）。達(dá)到了預(yù)期的目的。采用綜合檢測法較科學(xué)的解決了射線檢測對于黑度較深的圓形缺陷，在底片中很難判定其實際深度的問題。該方法也可推廣到其他類似產(chǎn)品的探傷作業(yè)中去。

參考文獻(xiàn)：

[1]強(qiáng)天鵬主編.射線檢測（2版）.北京：中國勞動社會保障出版社.2007 全國特種設(shè)備無損檢測人員資格考核統(tǒng)編教材.

[2]超聲波檢測中國機(jī)械工程學(xué)會無損檢測分會編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

作者簡介：黃科偉（1977-），男，江蘇常州人，工程碩士，講師，研究方向：材料檢測研究及教學(xué)。