【铁路运输行业标准(TB)】 工务作业第21部分：钢轨焊缝超声波探伤作业

ICS 45.120
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T 2658,21-2007
工务作业
第21部分：钢轨焊缝超声波探伤作业Maintenanceperformance
Part 21 : Ultrasonic testing of rail welds2007-04-23发布
2007-10-01实施
中华人民共和国铁道部发布
规范性号用文件
工艺要求
探伤操作
缺陷判定
6探伤报告
附录A（规范性附录）
附录 B(资料性附录)
附录C(资料性附录）
附录 D(资料性附录)
附录E(资料性附录)
附录F(资料性附录)
GHT型钢轨焊缝超声波探伤对比试块测距校淮方法
距离波辐曲线制作和使用
缺陷相对3dB延伸度测定
仪器和探头性能测试方法
焊缝探伤备品表
TB/T 2658.21—2007
TB/T 2658.21--2007
TB/T2658工务作业》分为以下几个部分：第1部分：防护员作业；
第2部分：无缝线路大中修作业；-第3部分；线路大修作业：
-第4部分：线路中修作业；
-第5部分：线路维修作业；
第6部分：路基作业；
第7部分：林业作业：
第8部分：采石作业；
·第9部分：钢轨超声波探伤作业；第15部分：小型线路机械作业；第16部分：大型清筛机作业；
第17部分：大塑捣圃车作业；
一第18部分：动力稳定车作业；-第19部分：配整形车作业：
第20部分：人型养路机械道床换确作业：第21部分：钢轨焊缝超声波探伤作业。本部分为TB/T2658的第21部分
本部分是对TB/I1632.1—2005《钢轨焊接第1部分：通用技术条件》标准中钢轨焊接接头探伤内容的细化.同时增加了对在役钢轨焊缝探伤的要求，本部分的附录 A为规范性附录,附录 B、附录 C、附录D)、附录E和树录 F为资料性附录。本部分由铁道部标雄计量研究所提出并归口：本部分起草.单位：铁道科学研究院金属及化学研究所、北京铁路局、郑州铁路局、铁道部标准计量研究所
本部分主要起草人：黎连修、涂卢宽、熊晓兰、朱、梅、赵明忠、杨广明Ⅱ
1范圈
工务作业
TB/T2658.21—2007
第21部分：钢轨焊缝超声波探伤作亚TB/T2658的本部分规定了钢轨焊缝超声波探伤的工艺要求、探伤操作、缺陷处理，探伤报告等。本部分适用于新焊钢轨焊缝（以下简称新焊焊缝）和在役钢轨焊缝（以下简称在役焊缝的超声波探伤作业。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标推的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版木。凡是不注口期的引用文件，其最新版本适用于本标推。JB/T10061—1999A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件JB/T10062—1999超声探伤用探头性能测试方法TB/T1632.1—2005钢轨焊接第1部分：通用技术条件TB/T2634—1995钢轨超声波探伤探头技术条件3工艺要求
3.1基本要求
3.1.1应采用单探头和双探头两种方法对焊缝进行扫查。3.1.2为保证焊缝探伤质录，焊缝两侧各400mm范围内，不宜钻孔或安装其他装置。3.1.3铝热焊焊缝扫套应遍及焊缝全宽度（宽度超过40mn焊缝的轨底两侧部位除外）。3.1.4焊缝探伤应配齐备品.参见附录F。3.1.5新焊焊的探伤在推瘤和打磨以后进行，焊缝处温度冷却至40亡以下，探测面不应有焊渣、焊瘤或严重锈蚀等。轨头踏面轨头两侧、轨底两侧和轨底角上部(30min)应打磨至钢轨源始面3.1.6在役焊缝探伤前应清除探测面上的油污和严重锈蚀等，扫查范围应以焊缝牛心向两侧各延伸200mm。在役焊缝可使用阵刻探头或纽合探头进行分段探测。3.2探伤人员
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频发的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。3.3探伤设备、探头和试块
3.3.1超声波探伤仪
超声波探伤仅应符合JB/T10061—1999,并达到如下技术要求：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1dBb）放大器带宽
c）灵敏度余量
d）分辨力
e）动态范围
不小于 1 MHz~8 MHz
55dB(2.5MHz纵波)
26dB(2.5MHz纵波）
226 dB
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垂直线性误差
阻塞范围
b）水平线性误差
i）数字探伤仪采样频率
3.3.2超声探头
2100 MHz
超声波探头测试应符合JB/T10062--1999,主要技术指标应符合TB/T2634—1995和如下具体要求：
应无效峰和波形抖动现象，探头前沿长度应能满足探伤扫查范围的需要。a)
回波频率及其误差
回波频率：
在役焊缝和铝热焊焊缝
新焊接触焊和气压焊焊缝
回波频率误差：
c）折射角误差
折射角在37～45°之间时：
折射角260°时：
d）横波探头分辨力
4 MHz 以上探头:
2.5 MHz探头:
≥22 dB
≥20 dB
横波单探头始脉冲宽度（R100圆弧面增益40dB）e)
4 MHz以上探头：
2.5MHz探头：
f）相对灵敏度
纵波直探头(同灵敏度余量)：
横波探头：
4 MHz以上探头
2.5 MHa.探头
组合或阵列探头
各子探头入射点相对偏差：
各子探头灵敏度相对偏差：
h）阵列探头分段扫查间隔：
3.3.3扫查装量
3.3.3.1新焊焊缝扫查装置
≤20mm
255 dB
≥60 dB(R100 圆弧面)
265 dB(R100 圆孤面)
≤15mm
a）用于T厂或基地焊焊缝:应能对轨头、轨腰和轨底部位进行K型扫查。b）用于现场焊焊缝：应能对轨头和轨底两部位进行K型扫查，能对轨腰部位进行K型扫查或串列式扫查。
3.3.3.2在役焊缝扫查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。3.3.4试块
除CS-1-5试块和CSK-1A试块外，钢轨焊缝探伤还应配置GHT-1和(GHT-5对比试块（见附录A)。对比试块应经铁道部主管部门认可的机构测试，合格后方可使用。3.3.4.1GHT-1双探头探伤试块
试块上的人工缺陷可加工在试块的两端，见附录A图A.1a)和图A.1b)。3.3.4.2GHT-5单探头试块
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试块分为 A,B和 C三个区域,见附录 A图 A,2a),分别等同于 TB/T 1632,1标准中 GHT-2、GHT3 和 GHT-4 试块,其中：
A区：铝热焊焊缝 0'探头区,等同于 GHT-2试块,见附录 A图 A,2b)。B区：轨头和轨腰横波单探头区，等同于GHI-3试块，见附录A图A.2c)。C区：轨底横波单探头区，等同于 GHT-4试块，见附录A图 A.2d)。3.4扫查方式及要求
3.4.1新焊焊缝
3.4.1.1单探头法
a）宜用K≥2横波探头从踏面或轨头侧面对轨头进行扫查和从轨底斜面上对轨底部位进行扫查。
b）宜用K0.8～K1横波探头从钢轨踏面上对轨腰直至轨底进行扫查。c）对于铝热焊焊缝，另用0\探头从钢轨踏面上对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。3.4.1.2双探头法
宜用K0.8K1探头从轨头踏面和轨底底面对轨腰部位进行K型扫查，也可从踏面上对现场a)
焊焊缝进行串列式扫查。
宜用K0.8~K2探头从轨头侧面对轨头部位进行K型扫查。b)
c）宜用K0.8～K1探头从轨底两侧面对轨底部位进行K型扫查。3.4.2在役焊缝
3.4.2.1单探头法
a）宜用KD.8～K1横波探头从轨踏面上对轨头、轨腰直至轨底进行扫查。轨头部位也可用K这2横波探头从踏面上进行扫查。宜用K≥2横波探头从轨底斜面上对轨底部位进行扫查。6)
3.4.2.2双探头法
a）宜用K0.8～K1探头从轨头踏面对轨腰部位进行申列式扫查。b）宜用K0.8～K1探头从轨底两侧面对轨底部位进行K型扫查。4探伤操作
4.1测距校准
4.1.1单探头法
调节仪器测距，使屏幕水平满刻度满足如下条件，调节方法可参见附录B。a）轨腰和轨头探测,仪器测距应不小于横波声程250 mm,或轨腰不小于深度200mm,轨头不小于深度60mm
b）轨底探测，仪器测距不应小于横波声程125mm。c）0探头探测，不应小于纵波声程200mm4.1.2双探头法
在GHT试块上探测试块端面或人工缺陷得到一参照波，利用仪器调节旋钮（如扫描”、“延迟”等）或按键，将该参照波调整到屏幕便于观察的位置，如刻度线的6一8格之间。4.2探伤灵敏度校准
4.2.1双探头探伤
4.2.1.1软腰部位
4.2.1.1.1K型扫查：将GHT-1a试块上距踏面90mm的3号平底孔反射波高谢整到满幅度的80%（如图1所示）然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为轨腰部位的探伤灵敏度。
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图1轨腰K型扫查探伤灵敏度校准80%
4.2.1.1.2串列式扫查：将GHT-1a试块上距轨底40mm的4号半底孔反射波高调整到满幅度的80%（如图2所示），然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB～6dB），作为轨腰部位的探伤灵敏度，
图2轨腰串列式扫查探伤录敏度校准4.2.1.2轨头部位
将CHT-1b试块上2号平底孔反射波高调整到满幅度的80%（如图3所示）,然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿（·般为2dB～6dB),作为轨头部位的探伤灵敏度。80%
图3轨头K型扫查探伤灵敏度校准4.2.1.3轨底部位
将（GHT-1a试块上5号平底孔反射波高调整到满幅度的80%（如图4所示），然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿(一般为2 dB~6dB).作为轨底操伤灵敏度。B0
图4轨底K型扫查探伤灵敏度校准4.2.2单探头探伤
4.2.2.1轨头和轨腰部位
将GHT-5试块B区（或GHT-3试块，下同)8号横孔（K0.8～K1探头）反射波高调整到满幅度的4
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80%（如图5所示），然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB-6dB)，作为K0.8～K1探头探测轨头和腰部位的探伤灵敏度。双
图5头和轨腰单探头探伤灵敏度校准将CHT-5试块B区5号横孔（K22探头）反射波调整到满幅度的80%（参照图5），然后根据探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探伤灵敏度。4.2.2.2轨底部位
将GHT-5试块C区（或GHT-4试块，下问）2号竖孔上棱角的二次反射波调整到满幅度的80%（如图6所示），然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为2dB~6dB），作为轨底单探头探伤灵敏度。
图6轨底单探头探伤灵敏度校准
4.2.3铝热焊焊缝0°探头探伤
将GHT-5试块A区（或（HT-2试块，下同）7号横孔反射波高调整到满幅度的80%（如图7所示），然后根据探测面情况进行适当表面耦合补偿（一般为26B），作为0探头的探伤灵敏度站
图7铝热焊0探头探伤灵敏度校准4.2.4特殊情况的处理
4.2.4.1补偿
如果探测面过于粗髓，灵敏度提高2 dB6 dB不足以补偿耦合损失或无法确定补偿值时，则需进行打磨处理。无法打磨或钢轨材质不同时，则应对耦合损失利材质损失进行实际测试（可利用对穿波、直达波、底波和棱角波等测试，并根据测试值进行补偿。4.2.4.2其他扫查方法
采用其他方法扫查时，应能达到本部分4.2规定的探伤灵敏度和满足4.3工艺校验要求。4.3探伤工艺校验
操伤灵敏度校准后，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5
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能探测出 GHT-5试块上各部位最远声程处的人工缺陷,且信噪比不低于 10 dB。4.4扫
4.4.1在探伤灵敏度的基研础上提高4B～6dB作为扫查灵敏度，分别从焊缝两侧进行扫查，4.4.2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，并可适当左右摆动探头，以利于发现伤损。
4.4.3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。4.5缺陷确定
4.5.1缺陷位置的确定
4.5.1.1 单探头探伤
从仪器上读出声程 或深度h,然后按下述关系确定缺陷的位罩：h= wcosp
l - wsing=h-tanp= Kh.
武中：
h—-缺陷的埋蔽深度,单位为毫米(mm);{——水平距离,单位为毫米(mm);2t
声程，单位为毫米(mm)：
3探头折射角度，单位为度(\);K——探头K值,K=tanβ。
4.5.1.2双探头探伤
测量探头距被探测部位（多数情况下为焊链中心）的距离1，串列扫查时测量靠近焊缝的探头距被探测部位的距离（,则缺陷在该探头侧的埋曦深度为h
4.5.2缺陷大小的确定
4.5.2.1点状缺陷当量直径的测定1
4.5.2.1.1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的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，参照附录Ca
4.5.2.1.2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
对于长横孔
式中：
X104/40
×104/10
dt缺陷的当最直径,单位为毫米(mm)；af缺陷的声程，单位为毫米（mm)；da—校正探伤灵敏度所用人工缺陷的直径，单位为毫米(mm)；aa
-校正探伤灵敏度所用人工缺陷的声程，单位为毫米(mm)：△—缺陷波比探伤灵敏度下基准波高高出的dB值。6
4.5.2. 2相对 3 B延伸度的测定TB/T 2658.21-—2007
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，参照附录D。5缺陷判定
5.1新焊焊缝
0°探头探伤铝热焊焊缝时底波比正常焊缝底波低16dB及以上或焊缝存在如下缺陷时，焊缝判废，应重新焊接：
a）双探头探伤：
轨底角部位（20rmm）
其他部位
b）横波单探头探伤：
轨头和轨腰
轨底角（20mm）
c）铝热焊0°探头探伤：
d）焊缝中存在平面状缺陷。
三3—6dB平底孔当量（即≥2.1平底孔当量）学畅平底孔当量
2长横孔当量
24坚孔当量
≥4—6dB竖孔当量（即≥2.8平底孔当量）三5长横孔当最
e）缺陷当量比a)、b)、c)规定的缺陷低3dB或以内,但延伸长度大于6 tntn5,2在役焊继
5.2.1焊缝疲劳缺陷的当量达到或超过探伤灵敏度规定的当量时判为重伤，未达到时判为轻伤。5.2.2焊缝焊接缺陷达到5.1规定的报废程度时，判为重伤，未达到时判为轻伤。6探伤报告
6.1应详细记录每个煤缝探伤的有关情况，包括探伤条件、仪器设备、测试数据、探伤结果、处理意见等，并填写探伤报告。
6.2探伤搬告应按有关规定进行保存，一般不少于两年。7
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技术要求：
附录A
(规范性附录)
GHT型钢轨焊缝超声波探伤对比试块1号
平底孔
(a) GHT-Ia双探头试块
乎底孔
(b) GHT-Ib 双探头试块
1试快用60kg/m钢轨制作。平底孔深：240mm平底孔底部至试块另一端长度：2450mm2不同试块上同一位置平底孔的反射波高相差不超过±2dB图A.1GHT-1型双探头试块
单位为率米
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全部孔
(a)(GHT-5试块分区示意图
6号．
7号中
(b) GHr-5 试块C授头区(A 区)
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单位为毫米
2号54-
3号：
7号-=3
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