简介:摘要:中国铁路已经进入高铁时代,快速度、大运量给线路维修检测提出了更高的要求。由于钢轨探伤技术具有无损伤,灵敏度高,反应快捷等优点,被广泛应用于线路维修检测领域内。无损探伤在钢轨现场焊接中是最主要的检测方法,如何准确地判定伤损,既负责对焊接质量的控制,又承担着对生产成本,提高项目效益的控制。超声波从一种介质传播到另一种介质时,在两种介质的分界面上,部分能量反射回原介质内,称为反射波,另有一部分能量透过界面进入另一种介质,称为透射波。作为现场焊接的最终检测手段,超声波探伤起着至关重要的意义。通过正确分析钢轨现场焊中常用的闪光焊和铝热焊中存在的几种伤损的形成机理和产生原因,有助于我们更准确地判别伤损类型。
简介: 摘要:随着钢构件在铁路、机车等方面的应用越来越普遍,钢构件之间连接多采用焊接,而焊接作为钢构件中应用最为广泛的一个基本连接方式,已成为保证钢构件结构中的一个重要环节,由焊接问题造成的事故也越来越频繁,事故的危害性也越来越严重。由此可见钢构件的焊接质量十分重要,而超声波探伤是检验钢构件焊接质量的一个重要方法。 一、无损检测的方法 无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。本文只着重介绍超声波探伤法,它可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷,也可以大大提高检测的准确性和可靠性。下面介绍一下超声波探伤在实际工作中的应用。 二、超声波探伤的依据 接到探伤任务后,首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢构件的验收标准是依据《钢构件工程施工及验收规范》 GB50205-2001来执行的。标准规定:对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做 100%超声波探伤;对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做 20%超声波探伤;对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。 在此值得注意的是超声波探伤用于全熔透焊缝,其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算,并且不小于 200mm。对于局部探伤的焊缝如果发现有不允许的缺陷时,应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度,增加长度不应小于该焊缝长度的 10%且不应小于 200mm,当仍有不允许的缺陷时,应对该焊缝进行 100%的探伤检查,其次应该清楚探伤时机,碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成 24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止我在实际工作中接触到的要求探伤的绝大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式,所以我下面主要就对焊缝探伤的操作做针对性的总结。一般地母材厚度在 8-16mm之间,坡口型式有 I型、单 V型、 X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的准备工作。 三、超声波探伤的一般步骤 在每次探伤操作前都必须利用标准试块( CSK-IA、 CSK-ⅢA)校准仪器的综合性能,校准面板曲线,以保证探伤结果的准确性。 1、探测面的修整:应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等,光洁度一般低于▽ 4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于 2KT+50mm,( K:探头 K值, T:工件厚度)。一般的根据焊件母材选择 K值为 2.5探头。例如:待测工件母材厚度为 10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨 100mm。 2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗,而且经济,综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。 3、如果母材厚度较薄则探测方向采用单面双侧进行。 4、如果板厚小于 20mm则采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。 5、在探伤操作过程中分为粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。 6、对探测结果进行记录,如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 GB11345-89的规定,来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷,向车间下达整改通知书,令其整改后进行复验直至合格。 四、判别缺陷性质的方法及产生的原因分析 一般的焊缝中常见的缺陷有:气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判,只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的性质的估判以及缺陷的产生的原因和防止措施大体总结了以下几点: 1、气孔:单个气孔回波高度低,波形为单缝,较稳定。从各个方向探测,反射波大体相同,但稍一动探头就消失,密集气孔会出现一簇反射波,波高随气孔大小而不同,当探头作定点转动时,会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干,焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀,焊丝清理不干净,手工焊时电流过大,电弧过长;埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大;气体保护焊时保护气体纯度低等。如果焊缝中存在着气孔,既破坏了焊缝金属的致密性,又使得焊缝有效截面积减少,降低了机械性能,特别是存链状气孔时,对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止这类缺陷产生的措施有:不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条,生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干,坡口及其两侧清理干净,并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。 2、夹渣:点状夹渣回波信号与点状气孔相似,条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高,波形多呈树枝状,主峰边上有小峰,探头平移波幅有变动,从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有:焊接电流过小,速度过快,熔渣来不及浮起,被焊边缘和各层焊缝清理不干净,其本金属和焊接材料化学成分不当,含硫、磷较多等。防止措施有:正确选用焊接电流,焊接件的坡口角度不要太小,焊前必须把坡口清理干净,多层焊时必须层层清除焊渣;并合理选择运条角度焊接速度等。 3、未焊透:反射率高,波幅也较高,探头平移时,波形较稳定,在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的性能,而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点,承载后往往会引起裂纹,是一种危险性缺陷。其产生原因一般是:坡口纯边间隙太小,焊接电流太小或运条速度过快,坡口角度小,运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有:合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。 4、未熔合:探头平移时,波形较稳定,两侧探测时,反射波幅不同,有时只能从一侧探到。其产生的原因:坡口不干净,焊速太快,电流过小或过大,焊条角度不对,电弧偏吹等。防止措施:正确选用坡口和电流,坡口清理干净,正确操作防止焊偏等。 5、裂纹:回波高度较大,波幅宽,会出现多峰,探头平移时反射波连续出现波幅有变动,探头转时,波峰有上下错动现象。裂纹是一种危险性最大的缺陷,它除降低焊接接头的强度外,还因裂纹的末端呈尖销的缺口,焊件承载后,引起应力集中,成为结构断裂的起源。裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。热裂纹产生的原因是:焊接时熔池的冷却速度很快,造成偏析;焊缝受热不均匀产生拉应力。 冷裂纹产生的原因:被焊材料淬透性较大在冷却过程中受到人的焊接拉力作用时易裂开;焊接时冷却速度很快氢来不及逸出而残留在焊缝中,氢原子结合成氢分子,以气体状态进到金属的细微孔隙中,并造成很大的压力,使局部金属产生很大的压力而形成冷裂纹;焊接应力拉应力并与氢的析集中和淬火脆化同时发生时易形成冷裂纹。 五、结束语 以上所总结的几个方面还不够全面,有待于在实际工作中不断地总结和完善,希望对超声波探伤工作有所帮助。
简介:摘要对35CrMo电机转轴超声波探伤的典型裂纹缺陷在断口形貌上进行了研究,并通过提取其化学成分,通过显微镜对金相组织进行微观分析等手段。发现电机转轴中钢质含杂质少,其化学成分以及金相组织并无明显不同。在正常尺寸内观察发现存在着锻造偏心、锭型偏析等现象。因为在热处理工艺上操作不当,再加上在对钢锭锻圆进行加热时温度分布不均匀而引起材料的变形,从而导致了裂纹缺陷。此种情况下,提高热处理工艺水平可以减少裂纹的出现。
简介:摘要:随着我国国内公路事业以及铁路交通事业规模不断扩大,在跨度较长的公路桥梁建设工程中钢结构的应用也更加广泛。在大跨度的桥梁主体中大多数会采用到钢结构,这种钢结构具有自重较轻、承受能力较强的优势,尤其是在长期外部环境恶劣的背景下,桥梁钢结构的整体质量以及构造安全性与项目的运行可靠性之间密不可分。因此,为了确保大跨度桥梁中钢板结构的质量,许多客户会采用无损探伤的新型技术,对桥梁钢板的耐腐蚀性能以及相关性能进行进一步的判断。超声波探伤技术是无损检测技术中采用的一种主要方式,这种技术在不破坏内部材料的前提条件下,能够通过超声波的图像特性,判断不同材料的物理特征,同时,利用超声波在不同介质的反射、折射以及透射规律判断钢板内部存在的细微损伤。而超声波在被探测材料中的持续性传递,也会随着材料内部结构组织的变化以及缺陷性规格的不同而发生变动,这种检测模式能够准确地判断出钢板材料内部的裂纹、气泡、松散等结构变化以及缺陷性问题。目前,我国国内的各大钢板生产企业在生产过程中也会遇到不同程度的缺陷性问题,但是钢板的质量在大型的桥梁道路建设工程中与桥梁工程的建设稳定性和安全性之间密不可分,因此,针对钢板结构的无损探伤技术应用就显得意义重大。