正文-钢轨焊接探伤施工作业指导书.doc

京沪高速铁路四标段轨道工程
钢轨焊缝超声波探伤施工作业指导书
1.适用范围：
本指导书适用京沪高速铁路四标段轨道工程钢轨焊接接头探伤作业。
2.作业准备
2.1内业准备
作业指导书编制后、应在开工前组织技术人员认真学习，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3.技术要求：
《钢轨焊接 第一部分：通用技术条件》TB/T 1632.1-2005
《工务作业 第21部分:钢轨焊缝超声波探伤作业》TB/T 2658.21-2007
《钢轨超声波探伤探头技术条件》TB/T 2634-1995
《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》JB/T 10061-1999
《超声探伤用探头性能测试方法》JB/T 10062-1999
4.施工程序与工艺流程：
4.1施工程序
每个施工单元为一个完整的作业区，包括四个地段：道岔区、到发线区、联络线区和京沪正线区。
施工程序为：设备施工前校准→探伤作业→判定记录→仪器保养、存放。
4.2 工艺流程（见下图）：
探伤准备

灵敏度校验
设备检查
探头测试

除锈
打磨
涂油
探伤
验收
锯轨重焊
进场准备

轨底

轨腰

轨头

轨底角

判定结果

不合格
合格

5.施工要求：
5.1施工准备
选择适当的超声波探伤仪、超声探头、试块,在检测前对探伤系统进行校准，主要包括基线校正、探伤灵敏度校验等。
5.2 施工要求
5.2.1 采用单探头和双探头两种方法对焊缝进行扫查。
5.2.2 为保证焊缝探伤质量，焊缝两侧各400mm范围内，不应钻孔或安装其它装置。
5.2.3 铝热焊焊缝扫查应遍及焊缝全宽度（宽度超过40mm焊缝的轨底两侧部分除外）。
5.2.4 焊缝探伤应备齐备品。
5.2.5 新焊焊缝的探伤在推瘤和打磨以后进行，探伤面不得存留焊渣、焊瘤或严重锈蚀等。轨头踏面、轨头两侧和轨底角上部（30mm）应打磨至钢轨原始面。
6、钢轨焊缝探伤方法
6.1 体积状缺陷探测
焊缝中的体积状缺陷无明显的方向性，只要有声波入射，就有一部分能量按原路返回，因而可以用普通的单探头法进行探测。
6.2 平面状缺陷探测
平面状缺陷探测，主要是平面状缺陷一般都平行于爆破缝，或垂直于探测面，当横波探头探伤时，反射波会按反射定律在其它方向传波，无法直接返回探头。除靠近界面的平面状缺陷可以利用直角反射使用单探头法进行探测外，平面状缺陷探测一般要用双探头法进行探测。
6.3 钢轨焊缝的分区探伤
对钢轨焊缝进行探伤时，一般将焊缝划分4个区域，不同区域应用不同方式进行扫查。
7、钢轨焊缝探伤操作
7.1 测距校准
7.1.1 单探头法
调节仪器测距，使屏幕水平满足如下条件：
7.1.1.1 轨腰及轨头探测，仪器测距应不小于橫波声程250mm，或轨腰不小于深度200mm，轨头不小于深度60mm。
7.1.1.2 轨底探测，仪器测距不应小于橫波声程250mm。
7.1.1.3 0º探头探测，不应小于纵波声程200mm。
7.1.2 双探头法
在GHT试块上探测试块端面或人工缺陷得到一定参照波，仪器调节将该参照波调整到屏幕便于观察的位置，如度线的6～8格之间。
7.2 探伤灵敏度校准
7.2.1 双探头法探伤
7.2.1.1 轨腰部位
串列式扫查：将GHT-1a试块上距轨底40mm的4号平底孔反射波高调整到满幅的80%，然后根据探测情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为轨腰部位的探伤灵敏度。
注:如串列式扫查不易实施,要采用如同检测轨底角的单探头法对轨腰探伤。
7.2.1.2 轨头部位
将GHT-1b试块上2号平底孔反射波高调整到满幅的80%，然后根据探测情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为轨头部位的探伤灵敏度。
7.2.1.3 轨底部位
将GHT-1a试块上5号平底孔反射波高调整到满幅的80%，然后根据探测情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为轨底部位的探伤灵敏度。
7.2.2 单探头法探伤
7.2.2.1 轨头和轨腰部位
将GHT-5试块B区（或GHT-3试块）8号孔（K0.8～K1）反射波高调整到满幅度的80%，然后根据探测情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为K0.8～K1探测轨头和轨腰部位的探伤灵敏度。
将GHT-5试块B区（或GHT-4试块）5号橫孔（K≥2探头）反射波高调整到满幅度的80%，然后根据探测情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为K≥2探头探测轨头部位的探伤灵敏度。
7.2.2.2轨底部位
将GHT-5试块C区（或GHT-3试块）2号竖孔上棱角的二反射波高调整到满幅度的80%，然后根据探测情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为轨底单探头探伤灵敏度。
7.2.3 铝热焊焊缝0º探头探伤
将GHT-5试块A区（或GHT-2试块）7号橫孔反射波高调整到满幅度的80%，然后根据探测情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为0º探头探伤灵敏度。
7.3 探伤工艺校验
探伤灵敏度校准后，应在试块上进行工艺校验，以使探伤操作或探伤工艺满足探伤要求。对于双探头法，应能探测出GHT-1试块上各人工平底孔缺陷，且信噪比不低于10dB；对于单探头法，用反射法应能探测出GHT-5试块上各部位最远声程处的人工平底孔缺陷，且信噪比不低于10dB。
7.4 探伤扫查
7.4.1 在探伤灵敏度的基础上提高4dB～6dB作为扫查灵敏度，分别从焊缝两侧进行扫查。
7.4.2 单探头扫查时，除平行于钢轨纵向扫查外，也可偏斜某个角度进行扫查，并适当左右摆动探头，以利于发现伤损。
7.4.3 当用双探头法探测铝热焊焊缝时，应对焊缝全宽度进行连续扫查或分段扫查。分段扫查宜从焊缝两侧进行，也可从同侧进行，每段宽度一般不应大于15mm。
7.5 缺陷确定
7.5.1 缺陷位置的确定
7.5.1.1 单探头探伤
从仪器上读出声程w或深度h，然后按下述关系确定缺陷的位置：
h=wcosb.................................................................（1）
l=wsinb= htanb=Kh...........................................（2）
式中：
h－缺陷的埋藏深度，单位为mm；
l－水平距离，单位为mm；
w－声程，单位为mm
b－探头折射角度，单位为（º）；
K－探头K值，K=tan。
7.5.1.2 双探头探伤
测量探头距被探测部位（距焊缝中心）的距离l，串列扫查时测量靠近焊缝的探头距被探部位的距离l，则缺陷在该探头侧的埋藏深度h为
H= l/ K..................................................................（3）
7.5.2 缺陷大小的确定
7.5.2.1 点状缺陷当量直径的测定
（1）距离波幅曲线法：发现缺陷后，将仪器状态从扫查灵敏度降至探伤灵敏度，同时测量缺陷波与探伤灵敏度下基准波高dB差值△，然后根据相对应的距离波幅曲线判定缺陷的当量大小。
（2）计算法：当缺陷的声程大于3倍探头近场长度时，可以用计算法判定缺陷的当量直径：
对于平底孔df=dA.af/aA×10△/40.....................................................（4）
对于长橫孔df=dA.（af/aA）3×10△/40..............................................（5）
式中：
df－缺隐的当量直径，单位为mm；
af－缺隐的声程，单位为mm；
dA－校正探伤灵敏度所用人工缺陷的直径，单位为mm；
aA－校正探伤灵敏度所用人工缺陷的声程，单位为mm；
△－缺隐波比探伤灵敏度下基准波高高出的dB值。
7.5.2.2 相对3dB延伸度的测定
发现具有一定延伸度的缺陷时，用相对3dB法测量缺陷的延伸度。
8、钢轨焊缝探伤缺陷判定
0º探头探伤铝热焊焊缝时底波比正常焊缝底波低16dB及以上或爆焊缝存在如下缺陷时，焊缝报废，重新焊接：
8.1 双探头探伤：
轨底角部位（20mm） ≥Ф3-6dB平底孔当量（即≥Ф2.1平底孔当量）
其它部位 ≥Ф3平底孔当量
8.2 横波单探头探伤：
轨头和轨腰 ≥Ф3长横孔当量
轨底 ≥Ф4竖孔当量
轨底角部位（20mm） ≥Ф4-6dB竖孔当量（即≥Ф2.8平底孔当量）
8.3铝热焊0º探头探伤：≥Ф5长横孔当量
8.4 焊缝中存在平面状缺陷。
8.5 缺陷当量比8.1、8.2、8.3规定的缺陷低3dB或以内，但延伸长度大于6mm。
9、作业后要求
在离开作业地点前，认真填写《工作日志》，记录包括探伤起止里
程、轨缝编号、分工情况、仪器状态、伤损情况，同时应关闭探伤仪电源、整理好工具备品。擦洗探伤仪，检修机、部件，将探伤仪放在干燥、安全的处所。
10.劳动组织：
10.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。
10.2 施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
10.3 探伤人员应具有铁道部门无损检测人员技术资格鉴定考核委员会颁发的Ⅱ级或以上级别的技术资格证书，经专门的钢轨焊缝探伤技术培训，合格后方能独立承担钢轨焊缝探伤工作。
每个作业工地人员配备表
序号
负责人
人数
备注
1
探伤负责人
1

2
探伤工
2
必须持有二级无损探伤证书
3
配合人员
1
打磨除锈
4
防护人员
1
安全防护
11.设备机具配置：
所用探伤设备应满足正线轨缝探伤要求。
主要施工机械设备配置表
序号
设备名称
数量
备注
1
超声波探伤仪
1台

2
超声波直探头
1个

3
超声波斜探头
3个

4
标准试块
2个

5
对比试块
2个

6
超声波探伤备用探头
1套

7
超声波探伤仪备用连接线
1套

8
探伤专用手锤
1把

9
除锈扁铲
1把

10
除锈剂
1盒

11
除锈刷
1把

12
防护镜
1个

13
大扳手(350mm)
1把

14
钢卷尺(2m)
1把

15
钢板尺（150mm）
1个

16
耦合剂
1个

17
防护用品
1套

18
棉丝
/

19
小镜或窥镜
1个

20
计算器
1个

12.质量控制及检验：
12.1严格执行相关探伤技术标准及相关要求；
12.2认真填写《施工日志》、《工地钢轨焊接接头超声波探伤记录》、《仪器探头性能测试记录卡》、《钢轨焊缝超声波探伤灵敏度校验记录》，真实反映探伤过程实际情况。
13安全及环境要求：
13.1 操作人员必须经过专业培训，持证上岗；
13.2 避让工程列车等机车时，要把设备、机具等移放到不影响行车安全的地带，并摆放稳固。
13.3 在夏天作业要注意防暑降温等防护措施。
13.4沿途作业时，废弃物品要收集投放到指定垃圾投放点，防止污染。
14 附表
表1《工地钢轨焊接接头超声波探伤记录》
表2《仪器探头性能测试记录卡》
表3《钢轨焊缝超声波探伤灵敏度校验记录》

14

工地钢轨焊接接头超声波探伤记录
仪器型号/编号: 检验依据：TB/T 1632.1-2005
线 别
京沪高铁
区 间

焊缝里程

上下行

长轨号

股 别

焊头编号

焊接方法
闪光焊□ / 铝热焊□
检查部位
波 形 显 示
伤 损 情 况
伤损图示:
轨头
内侧

外侧

轨腰

三角区

轨底
轨底角
波形显示
横向移距
前后移距
伤损情况

第 次焊接

探伤结果
合格□ / 不合格□
处理意见

备注

探伤人员

记 录

日 期
2010年 月 日

仪器探头性能测试记录卡

仪
器
型号/编号

垂直线性（%）

水平线性（%）

灵敏度余量 (dB)

探
头
型号

编号

前沿长度 (mm)

K值（或β角）

备注

测试人员

测试日期

钢轨焊缝超声波探伤灵敏度校验记录
2010年 月 日
超探仪型号

超探仪编号

通
道
探测
部位
探头
型号
编号
探测
声程
范围
试块
型号
试块
部位
该部位
各孔号
各孔波高
80%
衰减器
读数
（dB）

操作人员

复核

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