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1、钢构作业指导书铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤 文件编号：版 本 号：编 制：批 准： 生效日期： 铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则1. 目的为使测试人员在做建筑钢结构焊缝超声波探伤时有章可循，并使其操作合乎规范。2. 适用范围适用于母材厚度为1080mm的碳素钢和低合金钢的钢板对接、T型接头、角接头焊缝。3. 检测依据TB10212-2009铁路钢桥制造规范GB/T11345-2013焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定4检验方法概述超声波探伤法的原理是利用超声波探伤仪换能器发射的脉冲超声波，通过良好的耦合方式使超声波入射至被检工件内，超声波在工件内传播遇到异质界面产生反射，反射波被
2、换能器所接收并传至超声波探伤仪示波器。通过试块或工件底面作为反射体调节时基线以确定缺陷反射回波的位置，调整检测灵敏度以确定缺陷的当量大小。5人员要求所有从事超声波探伤的检验员应通过有关部门组织的超声波探伤培训、考试并取得相应的执业资格证书，级检验员具有现场操作资格，但必须在级或级人员的指导或监督下进行，级或级人员可以编制超声波探伤工艺规程和工艺卡以及签发审核检验报告。超声检验人员的视力应每年检查一次，校正视力不得低于1.0。6检测器材6.1超声波探伤仪：采用数字A型脉冲反射式超声波探伤仪，频率范围为0.5-10MHz，且实时采样频率不应小于40MHz；衰减器精度为任意相邻12dB的误差在1dB
3、以内，最大累计误差不超过1dB；水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。6.2探头：晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm；单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2；主声束垂直方向上不应有明显双峰；折射角的实测值与公称值的偏差应不大于2(K值偏差不应超过士0. 1)，前沿距离的偏差应不大于1mm。6.3仪器和探头系统性能：系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上；直探头远场分辨力30dB，斜探头远场分辨力6dB；6.4试块6.4.1标准试块: CSK-A、 CSK-B 该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，调校探头K值、前沿，调整时基线比例。6.4.2对比
4、试块: RB-1、RB-2、RB-3该系列试块主要用于探测范围为1080mm的距离波幅曲线制作，调整检测灵敏度。6.4.3铁路钢桥制造专用柱孔标准试块:用于贴角焊缝超声波探伤调整时基线比例也及距离波幅曲线制作，调整检测灵敏度等。6.5耦合剂6.5. 1 应选用适当的液体或糊状物作为耦合剂，耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用，同时应便于检验后清理。6.5.2 典型的藕合剂为水、机油、甘油和浆糊，耦合剂中可加人适量的“润湿剂”或活性剂以便改善藕合性能。6.5.3 在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合7. 工作程序7.1检测准备7.1.1测试前可由项目负责人或有关人
5、员前往现场踏勘，了解现场基本情况(操作环境工件材质焊接方法结构类型等)以及检测数量；7.1.2接收委托单，进行委托审核及检测可行性分析；7.1.3选择合理的探伤工艺;7.1.4调校仪器,制作距离波幅曲线;7.2现场检测7.2.1清理及打磨探头扫查区域;7.2.2涂刷耦合剂;7.2.3初步扫查,观察回波信号,对于评定线以上的缺陷回波在焊缝相应位置作出标记;7.2.4精确扫查,对初步扫查已经判定的缺陷进行定位、定量的精确测量，必要时可以接合焊接工艺进行缺陷定性。7.3记录与报告7.3.1填写设备使用记录;7.3.2以单条焊缝为单位记录焊缝缺陷;7.3.3书面通知委托方检测结果及数量;7.3.4编写
6、检测报告.8.检测技术要求8.1超声波探伤时机应在焊后24HHhHHHHHHHh且HHHHhHH外观检查合格后进行。当设计无要求时，箱型杆件棱角焊缝探伤的最小效厚度为 （t为水平板厚度，以mm计）；当有设计要求时，按设计要求执行。8.2超声波焊缝内部质量分级按表1执行表18.3焊缝超声波探伤范围及检验等级按表2执行表28.4 对于母材厚度大于30mm(不等厚对接时，按薄板计)的主要杆件受拉的横向、纵向对接缝除按表2的规定进行超声探伤外，还应按接头数量的10%（不少于一个焊接接头）增加检验等级为C级、质量等级为I级的超声波检验。此时焊缝余高应磨平，使用的探头折射角应有一个为45，探伤范围为焊缝两
7、端各500mm，焊缝长度大于1500mm，中部加探500mm。9.一般规定9.1探伤面按不同检验等级要求选择探伤面。推荐的探伤面（如图1）和表5所示。 图1 检测面和侧9.2 检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小10 mm,最大20 mm（见图2）图2 检验区域9.3探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂质。探伤表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3m，必要时应进行打磨。a)采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区应大于1.25 P,P=2K =2tg式中: P- 跨距(mm); -一 母 材 厚 度(mm
8、)b) 采用直射法探伤时，探头移动区应大于7.5P9.4去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐。保留余高的焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检验结果的评定。9.5 探伤面曲率半径R小于等于W2/4 时，距离一波幅曲线的绘制应在曲面对比试块上进行。9.6 受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同，否则应进行传输损失修整,在1跨距声程内最大传输损失差在2 dB以内可不进行修整。9.7 检验前，探伤人员应了解受检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况。9.8探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度，探
9、测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。9.9 扫查速度不应大于150 mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠10.平板对接焊缝的检验10.1.适用范围本条适用于母材厚度1080mm的对接焊缝。本条不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝、外径小于159 mm的钢管对接焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝。10.2 选择探头10.2.1 斜探头的折射角月或K值应依据材料厚度，焊缝坡口型式及预期探测的主要缺陷种类来选择。对不同板厚推荐的探头角度和探头数量见表1, 对不同板厚及探头移动空间推荐的探伤方法和探伤面见表2表1探头参数的选择板厚（mm）探头参数频率（MH
10、z）晶片（mm）前沿（mm）K值101259910K3.012202.59912K2.520352.5131314K2.035502.5131314K1.550802.5131314K1.0和K1.5表2探伤法和探伤面的选择板厚（mm）探头移动空间（mm）探伤法探伤面10802.5KT直射法加一次反射法单面双侧1.5KT2.5KT直射法双面双侧10.2.2 串列式扫查，推荐选用公称折射角均为45o的两个探头，两个探头实际折射角相差不应超过2o,探头前沿长度相差应小于2 mm。为便于探测厚焊缝坡口边缘未熔合缺陷，亦可选用两个不同角度的探头.但两个探头角度均应在35o-55o范围内。10.3仪器调
11、校10.3.1探头前沿长度测量及时基线比例调整将探头置于CSK-IA或CSK-IB试块上，利用R100曲面反射回波测量探头前沿长度，测量三次取平均值作为探头的前沿长度；利用R50和R100曲面反射回波调整时基线比例。10.3.2 K值的测量将探头置于CSK-IA或RB-2试块上，利用孔径50或3的孔测定k值，测量三次取平均值作为探头K值。10.3.3绘制曲线 将探头置于RB对比试块，调节探头位置和仪器增益，使深度为10mm孔或5mm孔的反射波高度为满刻度的80%，在荧光屏上标出反射波波峰所在的点；固定仪器增益不变，分别探测不同深度的孔，在荧光屏上标出最高反射波所在的点，用光滑曲线连接这些点，即
12、得到面板距离波幅曲线。曲线由判废线RL、定量线SL和评定线EL组成（如图3所示），不同验收级别的各线灵敏度见表3。表中的DAC是以允3mm标准反射体绘制的距离一波幅曲线，即DAC基准线。评定线以上至定量线以下为区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为区(长度评定区);判废线及以上区域为区(判废区)。 图3 距离一波幅曲线示意图表3距离一波幅曲线的灵敏度10.4 扫查10.4.1为探测纵向缺陷，斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，作锯齿型扫查（见图4）探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区。在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10o15o的左右转动。图4锯齿形扫查 图5斜平
13、行扫查 图6平行扫查10.4.2为探测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查。a) B级检验时，可在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成10o20o作斜平行扫查(见图5);b) C级检验时，可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查(见图6)，焊缝母材厚度超过100 mm时，应在焊缝的两面作平行扫查或者采用两种角度探头(45o和60o或45o和70o并用)作单面两个方向的平行扫查;亦可用两个45o探头作串列式平行扫查;c)对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45o的斜向扫查。10.4.3为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号，可采用前后、左、右、转角、环绕等
14、四种探头基本扫查方式(见图7) 图7 四种基本扫查方法10.5测定缺陷10.5.1缺陷最高回波的测定对判定为缺陷的部位，采取10.4.3条的探头扫查方式、增加探伤面、改变探头折射角度进行探测，测出最大反射波幅并与距离一波幅曲线作比较，确定波幅所在区域。波幅测定的允许误差为2 dB，最大反射波幅A与定量线SL的dB差值记为SL士dB。10.5.2缺陷位置的测定缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示，根据相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下全部或部分参数。a) 纵坐标L代表缺陷沿焊缝方向的位置。以检验区段编号为标记基准点(即原点)建立坐标。坐标正方向距离L表示缺陷到原点之间的距离(见图8)b)深度坐标h代表缺陷位置到探伤面的垂直距离(mm)。以缺陷最大反射波位置的深度值表示。c)横坐标q代表缺陷位置离开焊缝中心线的垂直距离，可由缺陷最大反射波位置的水平距离或简化水平距离求得。缺陷的深度和水平距离(或简化水平距离)两数值中的一个可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出，另一数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出（注：数字机可直接读出）。
