YBT 6252-2024《贝氏体合金钢辙叉超声检测方法》

CCS77.040.99H44YB中华人民共和国黑色冶金行业标准Ultrasonictestingmethod中华人民共和国工业和信息化部发布前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 15检测试块 26检测仪器和设备 57检测条件和方法 68检测及合格判定 9检测记录及报告 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。本文件起草单位：钢铁研究总院有限公司，浙江贝尔轨道装备有限公司、江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、浙江贝尔新轨道装备研究院有限公司。本文件主要起草人：杨忠民、方津、李文萍、左辉、张建卫、刘宝石、王慧敏、费维周、翟万里、王玉婕、陈颖、孙大文、徐昊驰。1贝氏体合金钢辙叉超声检测方法本文件规定了铁路用贝氏体合金钢辙叉与珠光体碳素钢钢轨的闪光焊、铝热焊焊接接头超声检测的一般要求、检测试块、检测仪器和设备、检测条件和方法、缺陷的检测与合格评定、检测记录和报告等。气压焊焊接接头的检查可参照本文件执行。本文件适用于贝氏体合金钢辙叉与珠光体碳素钢钢轨新焊接钢轨接头和在役钢轨焊接接头的检测。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T12604.1无损检测术语超声检测JB/T10061A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法TB/T1632.1钢轨焊接第一部分：通用技术条件TB/T2634钢轨超声波探伤探头技术条件YB/T4797-2020重载铁路辙叉用钢3术语和定义GB/T12604.1中界定的术语和定义适用于本文件。4一般要求4.1应采用单探头或双探头两种方法进行焊接接头扫查。4.2为保证焊接接头检测质量，扫查时焊接接头两侧各400mm范围内，不宜钻孔或安装其他装置（在4.3闪光焊、铝热焊焊接接头扫查应遍及焊接接头全宽度（宽度超过40mm焊接接头的轨底两侧部位除4.4被检辙叉钢轨表面应平整、光滑，不应有焊渣、油污、腐蚀和其他影响检测的污物。4.5被检辙叉钢轨的内部组织不应在检测时产生除界面波之外的影响检测的干扰回波。4.6在役焊接接头扫查范围应以焊接接头中心向两侧各延伸200mm。在役焊接接头可使用阵列探头或组合探头进行分段探测。在役焊接接头处，如果有连接夹板，可只进行轨头扫查。4.7检测场地应避开强光、强磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘等影响超声检测仪稳定性和检测人员可靠观察的因素。24.8检测人员应取得符合GB/T9445或者同等标准的资格证书。从事超声检测人员应取得超声检测专业1级及其以上资格证书，签发检测报告者应取得超声检测专业2级及其以上资格证书。5检测试块5.1标准试块超声检测使用的标准试块有CS-1-5试块和CSK-1A试块。其中CS-1-5试块主要用于测定直探头和仪器组合性能的灵敏度余量,调节检测灵敏度,确定缺陷大小及测定仪器垂直线性等性能指标及其形状。CSK-1A试块主要用于斜探头距离-幅度特性的测量和斜探头K值的测试等。5.2对比试块对比试块材质、焊接工艺、热处理工艺、声学性能应与被检测材料相同或相似，并应保证内部不存在影响试块标定的缺陷。检测中使用的对比试块GHT-5型单探头对比试块和GHT-1型双探头对比试块。对比试块尺寸及公差见附录A。5.2.1GHT-5型单探头对比试块60kg/m钢轨试块分区示意图见图1a)，其他轨型对比试块协商确定。试块分别用同轨型贝氏体和珠光体两种材质的钢轨制作。为方便加工人工缺陷，轨头和轨底可部分切除。不同试块上同一位置横孔或竖孔的反射波高相差不超过±2.0dB。闪光焊、铝热焊接接头0°探头区图1b)中1#～7#横孔直径为5mm。轨头和轨腰横波单探头区，图1c)中1#～8#横孔直径为3mm；轨底横波单探头区，图1d)中1#~2#竖孔直径为4mm。A区：闪光焊、铝热焊焊缝0°探头区，等同于TB/T1632.1-2014中GHT-2试块；B区：轨头和轨腰横波单探头区，等同于TB/T1632.1-2014中GHT-3试块；C区：轨底横波单探头区，等同于TB/T1632.1-2014中GHT-4试块；3a)GHT-5型试块分区示意图b)GHT-5试块0°探头区（A区）4c)GHT-5试块轨头和轨腰探头区（B区）d)GHT-5试块轨底探头区（C区）图1GHT-5型单探头对比试块（60kg/m钢轨）5.2.2GHT-1型双探头对比试块试块上的人工缺陷可加工在试块的两端，60kg/m钢轨对比试块见图2a）和b）。5a)GHT-1a双探头试块b)GHT-1b双探头试块图2GHT-1型双探头试块60kg/m钢轨对比试块：各平底孔直径为3mm，孔深不小于40mm；平底孔底部至试块另一端长度不小于450mm。不同试块上同一位置平底孔的反射波高相差不超过±2dB。6检测仪器和设备6.1超声检测仪超声检测仪应满足下述条件，其他应符合JB/T10061的规定：a)衰减器总量：≥80dB(衰减器相对误差：在工作频段内，每12dB误差不超过1dB)b)放大器带宽：不小于1MHz～8MHzc)灵敏度余量：≥55dB（2.5MHz纵波）d)分辨力：≥26dB（2.5MHz纵波）e)动态范围：≥26dBf)垂直线性误差：≤4%g)阻塞范围：≤10mmh)水平线性误差：≤2%（模拟检测仪）i)数字检测仪采样频率：≥100MHz6.2超声探头超声探头性能测试应符合JB/T10062规定，主要技术指标符合TB/T2634，并满足下述条件：6a)无双峰和波形抖动现象，探头前沿长度应能满足检测扫查范围的需要。b)回波频率及其误差回波频率：在役焊接接头和铝热焊接接头：≥2.5MHz新轨闪光焊和气压焊焊接接头：≥4MHz回波频率误差：≤10%c)折射角误差折射角在37°~45°之间时：≤1.5°折射角≥60°之间时：≤2°d)横波探头分辨力4MHz以上探头：≥22dB2.5MHz探头：≥20dBe)横波单探头始脉冲宽度(R100圆弧面增益40dB)4MHZ以上探头：≤20mm2.5MHZ探头：≤25mmf)相对灵敏度纵波直探头（同灵敏度余量≥55dB4MHZ以上横波探头：≥60dB(R100圆弧面)2.5MHZ横波探头：≥65dB(R100圆弧面)g)组合探头或阵列探头各子探头入射点相对偏差：≤2mm各子探头灵敏度相对偏差：≤4dB6.3耦合剂耦合剂可以使用水、工业浆糊、机油等介质。设备调整和随后的检测应使用同一种耦合剂。耦合剂的使用不应造成工件的腐蚀。6.4扫查装置6.4.1新焊接接头扫查装置装置应具备对焊接式翼轨焊接接头轨头、轨腰和轨底进行K型扫查的功能；装置可使用阵列（或组合）探头对钢轨焊接接头进行分段扫查，扫查间隔应不大于15mm。6.4.2在役焊接接头扫查装置装置应能对轨底部位进行K型扫查，对轨腰部位进行串列式扫查。在役焊接接头处，如果有连接夹板，可只进行轨头扫查。7检测条件和方法7.1检测时机新焊接接头检测应在焊接、热处理后24h后进行。在役接头按照要求进行周期性检测。7.2检测灵敏度校准7.2.1单探头法7.2.1.1轨头和轨腰部位：K0.8～K1探头扫查的基准孔为图1中GHT-5型试块B区8#横孔反射波高调整到满幅度的80%（如图3所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB作为K0.8～K1探头探测轨头和轨腰部位的检测灵敏度。图3轨头和轨腰单探头检测灵敏度校准将图1中CHT-5试块B区5#横孔（K≥2探头）反射波高调整到满幅度的80%（参照图3然后根据检测面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检测灵敏度。7.2.1.2轨底部位：K≥2探头扫查的基准孔为图1中GHT-5型试块1#竖孔下棱角。将图1中GHT-5试块C区2#竖孔上棱角的二次反射波高调整到满幅度的80%（如图4所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB作为轨底单探头检测灵敏度。图4轨底单探头检测灵敏度校准7.2.1.3闪光焊、铝热焊焊接接头0°探头检测图1中基准孔位GHT-5试块A区7#横孔反射波高调整到满幅度的80%（如图5所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB~6dB做为0°探头的检测灵敏度。图5闪光焊、铝热焊0°探头检测灵敏度校准7.2.2双探头法7.2.2.1轨腰部位：K型扫查的基准孔为图2中GHT-1a试块3#平底孔；串列式扫查的基准孔为图2中GHT-1a试块4#平底孔。7.2.2.1.1K型扫查：将GHT-1a试块上距踏面90mm的图2中3#平底孔反射波高调整到满幅度的80%（如图6所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB~6dB作为轨腰部位的检测灵敏度。78图6轨腰K型扫查检测灵敏度校准7.2.2.1.2串列式扫查：将图2中GHT-1a试块上距轨底40mm的4#平底孔反射波高调整到满幅度的80%（如图7所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB~6dB作为轨腰部位的检测灵敏度。图7轨腰串列式扫查检测灵敏度校准7.2.2.2轨头部位：K型扫查的基准孔位GHT-1b试块12#平底孔。将图2中GHT-1b试块12#平底孔反射波高调整到满幅度的80%（如图8所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB~6dB作为轨头部位的检测灵敏度。图8轨头K型扫查检测灵敏度校准7.2.2.3轨底部位：K型扫查图2中基准孔位GHT-1a试块5#平底孔。将图2中GHT-1a试块5#平底孔反射波高调整到满幅度的80%（如图9所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB~6dB作为轨底部位的检测灵敏度。图9轨底K型扫查检测灵敏度校准7.2.3闪光焊、铝热焊焊接接头0°探头检测将图1中GHT-5试块A区7#横孔反射波高调整到满幅度的80%（如图10所示然后根据检测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB~6dB）,作为0°探头的检测灵敏度。9图10闪光焊、铝热焊0°探头探伤检测灵敏度校准7.3扫查方法7.3.1新焊焊接接头扫查7.3.1.1单探头法7.3.1.1.1采用K0.8～K1横波探头从轨头顶面对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。7.3.1.1.2采用K≥2横波探头从轨头顶面或侧面对轨头部位进行扫查。7.3.1.1.3采用K≥2横波探头从轨底斜面对轨底部位进行扫查。7.3.1.1.4采用K≥2探头从轨底面对轨底部位进行扫查。7.3.1.1.5对于闪光焊、铝热焊焊接接头，另用0°探头从钢轨踏面上对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。7.3.1.2双探头法7.3.1.2.1采用K0.8～K1探头从轨头顶面对轨头、轨腰及其延伸部位进行串列式扫查，也可从轨顶面和轨底面对轨头、轨腰及其延伸部位进行K型扫查。7.3.1.2.2采用K0.8～K2探头从轨头两侧面对轨头进行K型扫查。7.3.1.2.3采用K0.8～K1探头从轨底两侧面对轨底进行K型扫查。7.3.2在役焊轨焊接接头扫查7.3.2.1单探头法7.3.2.1.1宜用K0.8～K1横波探头从钢轨踏面上对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。轨头部位也可用K≥2横波探头从踏面上进行扫查。7.3.2.1.2宜用K≥2横波探头从轨底斜面上对轨底部位进行扫查。7.3.2.2双探头法7.3.2.2.1宜用K0.8～K1探头从轨头踏面对轨腰部位进行串列式扫查。7.3.2.2.2宜用K0.8～K1探头从轨底两侧面对轨底部位进行K型扫查。7.4灵敏度补偿扫查时灵敏度较检测灵敏度至少提高3dB，当检测面粗糙时，可再进行表面耦合补偿，补偿量一般在1dB～5dB。7.5距离-波幅曲线绘制7.5.1单探头法7.5.1.1轨头和轨腰部位：K0.8～K1探头扫查时，用GHT-5试块1#～8#横孔制作。7.5.1.2轨头部位：K≥2探头扫查时，用GHT-5试块1#～5#横孔制作。7.5.1.3轨底部位：K≥2探扫查时，用GHT-5试块9#、10#竖孔的上下棱角制作。7.5.1.4轨底角部位20mm范围内：K≥2探扫查时，用GHT-5试块1#、2#竖孔上下棱角-6dB制作。7.5.1.5闪光焊、铝热焊接头0°探头扫查时，用GHT-5试块A区各横孔制作。7.5.2双探头法7.5.2.1轨腰部位：用GHT-1a试块1#～5#平底孔制作。7.5.2.2轨头部位：用GHT-1b试块11#～13#平底孔制作。7.5.2.3轨底部位：用GHT-1a试块5#～8#平底孔制作。7.5.2.4轨底角部位20mm范围内：用GHT-1a试块5#～8#平底孔-6dB制作。8检测及合格判定8.1缺陷检测8.1.1点状缺陷当量直径的测定8.1.1.1点状缺陷:缺陷延伸度不大于6mm缺陷。8.1.1.2发现缺陷后，应将仪器状态从扫查灵敏度降至检测灵敏度，测出缺陷波当量是否超过检测灵敏度规定值。8.1.2条状缺陷长度测定8.1.2.1条状缺陷：缺陷延伸度大于6mm缺陷。8.1.2.2发现缺陷后，将缺陷最高反射波调至满幅度的80%，然后增益3dB，沿缺陷延伸方向移动探头，直至缺陷波幅再降至80%，测量探头前后或左右移动的距离m。同时测量在同样声程处，长度m范围内低于报警阈值的圆状缺陷在缺陷延伸方向上的移动距离n，如果n大于等于连续长条缺陷中最短缺陷长度，则按照两个缺陷判定，则缺陷的延伸度L可近似用下公式计算。缺陷沿钢轨横向或水平纵向延伸时，按照公式（1）计算；缺陷沿钢轨垂直方向延伸时，按照公式（2）计算。L=m-n L=(m-n)/tanβ 其中：L——缺陷的延伸度，单位为毫米（mmm——探头移动的距离，单位为毫米（mmn——探头在缺陷延伸方向移动的距离，单位为毫米（mm