【TB铁路运输标准】 机车车辆焊缝无损检测第2部分:超声检测

ICS45.060
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T1558.2—2018
代替TB/T1558.2—2010
机车车辆焊缝无损检测
第2部分：超声检测
Non-destructive testing of welding for rolling stock-Part 2: Ultrasonic testing
2018-08-27发布
国家铁路局
2019-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
检测技术
一般要求·
设备要求
检测区域
扫查表面的准备
母材检测
时基线和灵敏度的设定
检测操作
13检测记录
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（规范性附录）
附录E（规范性附录）
参考文献
各种焊接接头的检验等级
焊缝的相控阵超声检测方法
标准试块的形状和尺寸
对比试块的形状和尺寸
声能传输损耗差的测定
TB/T1558.2-2018
TB/T1558（机车车辆焊缝无损检测》分为五个部分：-第1部分：总则；
第2部分：超声检测；
一第3部分：射线照相检测；
第4部分：磁粉检测；
—第5部分：渗透检测。
本部分为TB/T1558的第2部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分代替TB/T1558.2—2010《机车车辆焊缝无损检测1558.2—2010相比，本部分主要技术变化如下：增加了铝合金焊缝的检测（见第1章）；修改了检测技术（见第4章，2010年版的第4章）；第2部分
修改了探头和系统性能参数测试（见6.3,2010年版的6.3）；增加了铝合金焊缝检测用试块（见7.2）；一增加了母材检测的具体要求（见第10章）；TB/T1558.2-2018
超声检测》。与TB/T
修改了灵度设置，验收等级等内容（见第11章，2010年版的第10章）；-增加了焊缝相控阵超声波检测的要求（见附录B）；一增加了铝合金探伤用试块的要求(见附录C)；修改了声能传输损耗差的测定公式和部分描述（见附录E，2010年版的附录D）。本部分由中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司提出并归口。本部分起草单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、中铁山桥集团有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所。
本部分主要起草人：周庆祥、万升云、杨洪志、段怡雄、李广凯、张志毅、徐锋、黄永巍、鲁传高。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：TB/T1558—1984;
—TB/T1558.2—2010。
1范围
机车车辆焊缝无损检测
第2部分：超声检测
TB/T1558.2—2018
TB/T1558的本部分规定了机车车辆焊缝超声检测的技术要求、检测方法和评定等级。本部分适用于母材厚度不小于8mm、母材和焊缝均为铁素体类钢[纵波声速为（5920±50）m/s和横波声速为（3255±30）m/s］或铝合金【纵波声速为（6100±50）m/s和横波声速为（3100±30）m/s]的全熔透焊接接头手工超声检测。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用宇本文件。凡是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/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T19418一2003钢的弧焊接头缺陷质量分级指南GB/T29711焊缝无损检测超声检测焊缝中的显示特征CB/T29712-2013焊缝无损检测超声检测验收等级GB/T32563无损检测超声检测相控阵超声检测方法JB/T8428无损检测超声试块通用规范JB/T9214无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法TB/T1558.1机车车辆焊缝无损检测第1部分：总则JF1338相控阵超声探伤仪校准规范JJG746超声探伤仪检定规程
3术语和定义
GB/T12604.1和GB/T32563界定的术语和定义适用于本文件。4）检测技术
焊接接头质量的超声检测一般采用脉冲反射法手工检测技术。焊缝接头质量要求主要与材料、焊接工艺及操作条件有关。
采用脉冲反射法手工检测技术时，规定了四种检验等级（A、B、C和D）。不同的检验等级对应于不同的不连续检出率。从检验等级A到检验等级C，是通过加大检测范围如扫查次数、表面修整等，来提高不连续的检出率。检验等级D适用于特殊应用，其书面超声检测规程应考虑到本部分的通用要求。特殊应用包括非铁素体类钢材焊缝检测、部分熔透焊缝检测、应用自动化设备的焊缝或温度在0℃~60℃范围以外的焊缝检测，应另行规定。通常检验等级由制造标准或其他文件进行规定。当焊缝质量等级为GB/T19418一2003中的B级和C级时,对应的检验等级至少分别为B级和A级。附录A中对不同的焊接接头焊缝类型，给出了从检验等级A到C的扫查选择要求。本部分描述的只是理想的焊缝类型，当实际焊接条件或检测步骤与附录A描述不同时，应调整检测工艺使之满足本部分的常规要求及所需的特殊超声检验等级，并在相应文件中予以说明。1
TB/T1558.2-2018
当合同双方同意时，焊接接头质量的超声检测也可以采用相控阵超声检测，具体要求按照附录B的规定。
5一般要求
5.1检验人员应符合TB/T1558.1中的规定。5.2超声检测时机应符合TB/T1558.1中的规定。5.3检测时焊缝及其母材温度在0℃~60℃之间。5.4资料准备
合同双方确认要求
合同双方应确认以下内容：
参考等级设定方法；
显示评定方法；
验收等级；wwW.bzxz.Net
检验等级；
检测时机；
人员资格；
横向显示的检测范围；
串列检测要求；
焊接前后对母材超声检测的要求；对书面超声检测工艺规程的要求。检测前准备的资料
超声检测前应准备以下资料：
书面超声检测工艺规程（见5.4.3）；母材类型和产品结构（例如铸件、锻件和轧制件）；检测时机，包括被检对象所处的制造或加工状态以及热处理状态或其他；焊后热处理的时机和程度；
坡口形式和尺寸；
表面状态要求；
焊接工艺规程或相关焊接工艺参数；报告要求；
验收等级；
超声检测范围，包括对横向显示的检测要求；检验等级；
人员资格等级；
发现不可验收显示后的纠正规程。5.4.3
书面检测工艺规程
本部分中的定义和要求通常能满足书面工艺规程的需要。除此之外或当本部分阐明的技术不适用于被检焊缝时，应由合同双方协商确定采用附加的检测工艺，并在规程中说明。6设备要求
6.1仪器
应使用按JG746检定的A型显示脉冲反射式探伤仪。超声波探伤仪的水平线性和垂直线性，在设备首次使用及每隔3个月应检查一次，并符合如下要求：2
a）水平线性误差不大于±2%；
b）垂直线性误差不大于±5%。
6.2探头
TB/T1558.2—2018
6.2.1晶片尺寸选择应与频率和声程有关。对于短声程检测，适合采用晶片直径为6mm~12mm（或等效面积的矩形晶片）的晶片；对于长声程检测，单晶直探头检测大于100mm或斜探头检测大于200mm的声程，适合采用直径为12mm~24mm（或等效面积的矩形晶片）的晶片。6.2.2频率宜在2MHz~5MHz之间：应按验收等级的要求选择合适的频率。当对指示长度和波幅进行验收评定时，应在上述范围内尽可能的选用低频；当按GB/T29711评定显示，若提高分辨力时，可使用较高的率。材质衰减较大时，长声程超声检测可采用1MHz左右的额率。6.2.3检测采用横波且所用技术需要超声从底面反射时，横波探头折射角应在35°~70°之间。采用多角度检测时，至少应有一个探头的角度满足上述要求，且应使用一个声束尽可能与焊缝熔合面垂直的探头进行扫查。当规定使用两种或两种以上的探头时，角度差不应小于10°。如受工件几何形状或超声检测曲率等限制也可选用其他角度的探头。当折射角的选择未按本部分要求时，应在检测报告中进行综合说明，包括扫查方式、声束未覆盖的范围以及原因等内容。
6.2.4曲面扫查时的探头匹配
检测面与探头靴底面的间隙g，不应大于0.5mm。对于圆柱面或球面，上述要求可由公式（1）检查。gD
式中：
-（1)
W——探头接触面宽度，单位为毫米（mm）；环缝检测时为探头宽度，纵缝检测为探头长度，见图1；D一工件直径，单位为毫米(mm）。如果间隙g值大于0.5mm，则探头靴底面应修磨至曲面吻合，灵敏度和时基范围也应作相应调整。
图1探头接触面宽度
6.3系统性能
超声波检测系统性能应按JB/T9214规定的方法进行测试。除另有规定外，系统性能应符合下列3
TB/T1558.22018
要求：
斜探头人射点的测试值与标称值的偏差不大于1mm；a）
斜探头折射角的测试值与标称值的偏差不大于±2°；c
应按表1中规定的检测周期检查。表1
斜探头及系统性能检查周期
检查项目
前沿距离
折射角或K值
偏离角
灵敏度余量
分辨力
6.4耦合剂
检查周期
检测前及结束后或连续工作4h
开始使用、维修后及每3个月
耦合剂应选用适当的液体或糊状物，应具有良好的透声性和适宜的流动性，不应对检测对象和检测人员有损伤作用，同时应便于检验后清理。典型的耦合剂为水、机油、甘油和浆糊，耦合剂中可加入适当的润湿剂或活性剂以改善耦合性能。时基线调节、灵敏度设定和工件检测时应采用相同耦合剂。
7试块
7.1标准试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，试块制造的要求应符合JB/T8428的规定，其形状和尺寸见附录C。
7.2应采用符合附录D规定的对比试块或其他等效形式试块绘制DAC曲线。其中铁素体钢材料采用RB-1或RB-2试块，铝合金材料采用RB-1AL或RB-2AL试块。7.3检测曲面工件时，如检测面曲率半径R≤/4,应采用与检测面曲率相同的对比试块。反射体的布置可参照对比试块确定，试块宽度应满足公式（2）。b≥2AS/D。
式中：
b—试块宽度的数值，单位为毫米（mm）；入——波长的数值,单位为毫米（mm）；S—声程的数值，单位为毫米（mm）；D。一一声源有效直径的数值，单位为毫米(mm）。7.4现场检验时，校验灵敏度和时基线可采用其他形式的等效试块。8检测区域
超声检测区域（见图2）包括焊缝和焊缝两侧至少10mm的母材或热影响区的宽度，取二者较大值。
超声检测扫查主声束应覆盖整个检测区域截面。若多方向扫查也不能覆盖某截面，或相对面的入射角不能满足6.2.3的要求，则经协商可采用替代的或附加的超声检测技术，或采用其他无损检测方法。如有可能，宜磨平焊缝余高。可采用双晶探头、爬波探头或其他超声波技术，或增加的其他无损检测方法，如渗透检测、磁粉检测、射线检测。在选择附加的检测技术时，宜充分考虑焊缝类型和各种缺欠易出现的部位和走向。
说明：
检测区域宽度；
h—探头移动区域宽度。
9扫查表面的准备
位置3
位置2
位置1
图2检测区域
TB/T1558.2—-2018
单位为毫米
扫查表面应有足够的宽度，以确保主声束完全覆盖被检区域。如果从焊缝上、下表面扫查已覆盖了整个被检区域，则可减少扫查表面的宽度。扫查表面应平滑且无影响探头耦合的异物（如锈蚀、松动的氧化皮、焊接毛边、凹坑、沟槽等）。由扫查表面不平整造成的探头和扫查表面之间的间隙不应大于0.5mm，必要时通过修整来确保达到这一要求。如果表面外观本身变化，如焊缝边沿引起的探头下方间隙最高允许达1mm，但此时应增加另一种角度的探头从受到影响的一侧进行扫查，以补偿被检区域中未扫查到的部位。任何情况下，评定时探头与扫查表面的最大允许间隙为0.5mm。如果加工表面的粗糙度为MRRRa6.3，或表面经喷丸后的粗糙度为NMRRa12.5，则扫查面和声波反射面都合格。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，并作圆清过渡以免影响检测结果的评定。10母材检测
除非能证实（比如制造过程的预检）母材金属高衰减或不连续的存在不影响横波检测，否则探头移动区的母材金属应在焊前或焊后进行纵波检测，对于母材板厚不大于60mm时，采用公称频率5MHz.直径20mm的直探头，对于母材板厚大于60mm时，采用公称频率2MHz、直径30mm的直探头：将无缺陷处母材第一次底波高度达满屏高度80%时的增益值作为检测灵敏度，用直探头检测母材时，反射回波高度超过满屏高度的20%时为不连续，发现不连续后应对其进行记录，当不连续的面积超过100mm时，它可能会阻碍斜探头超声检测。当发现存在阻碍斜探头超声检测的不连续，可通过更换检测面或更换探头角度，以确保超声声束能够穿过整个焊缝，或者更换成直探头检测或其他探伤方法（如射线探伤）等。11时基线和灵敏度的设定
11.1时基线扫描的调整
11.1.1荧光屏时基线刻度可代表不连续的水平距离、深度或声程，并按比例调节。5
TB/T1558.2-2018
11.1.2检测面为平面时，可在对比试块上进行时基线扫描调节，扫描比例依据工件厚度和选用的探头角度来确定，以确保最大检验范围应调至荧光屏时基线满刻度的2/3以上。11.1.3检测面曲面半径R>/4时，可在平面对比试块上或与检测面曲率相近的曲面对比试块上，进行时基线扫描调节。
11.1.4检测面曲面半径R≤W/4时，探头楔块应磨成与工件曲面相吻合，在7.2规定的对比试块上进行时基线扫描调节。
11.2时基线和灵敏度校准
每次检测前，应按本部分对时基线和灵敏度进行适当调整。时基线和灵敏度设定时的温度与焊缝检测时的温度之差不应超过15℃。检测过程中至少每隔4h或检测结束时，应对时基线和灵敏度设定进行校验。当系统参数发生变化或怀疑当量调整发生了变化时，也应进行校验。校验中发现有偏差时，应按表2和表3的要求进行校准。表2灵敏度校准
偏差：≤4dB
灵敏度降低量：>4dB
灵敏度升高量：>4dB
偏差：≤2%（范围）
偏差：>2%（范围）
11.3灵敏度设定
11.3.1铁素体钢焊缝
校准要求
继续检测前，对调整值应作校准对调整值应做校准，同时该设备前次校验后检测的全部焊缝应重新进行检测
对调整值应作校准，同时该设备前次校验后检测已记录的所有显示应重新检测
表3时基线校准
校准要求
继续检测前，对调整值应作校准对调整值应作校准，同时该设备前次校验后检测的全部焊缝应重新进行检测
应选用下列任一技术的参考等级设定灵敏度，a）技术1：以直径为3mm横孔作为基准反射体，制作距离一波幅曲线（DAC），如附录D图D.1或图D.2中对比试块。
技术2：以表4和表5规定尺寸的平底孔作为基准反射体，制作纵波/横波距离一增益一当量b)
大小曲线(DGS)。
技术3：应以宽度和深度均为1mm的矩形槽作为基准反射体。该技术仅应用于斜探头（折射c）
角大于或等于70°）检测厚度8mm≤t<15mm的焊缝。技术4：串列技术。以直径为6mm平底孔（所有厚度）作为基准反射体，垂直于探头移动区。d)
该技术仅应用于斜探头（折射角为45°）检测厚度t≥15mm的焊缝。横孔和矩形槽的长度应大于用-20dB法测得的声束宽度。9
TB/T1558.2-2018
表4技术2的验收等级2和验收等级3的参考等级（斜射波束横波检测）平底孔直径DpSR
标称探头频率
8mm≤t<15mm
验收等级2
验收等级3
15mm≤l<40mm
验收等级2
注1：验收等级2和验收等级3同GB/T29712一2013中相关规定。注2：t为母材厚度，当母材厚度不一致时，以最薄部分为准。验收等级3
40mm≤l<100mm
验收等级2
验收等级3
表5技术2的验收等级2和验收等级3的参考等级（直射波束纵波检测）平底孔直径DpsK
标称探头频率
8mm≤t<15mm
15mm≤l<40mm
注1：验收等级2和验收等级3同GB/T29712—2013中相关规定。注2：为母材厚度，当母材厚度不一致时，以最薄部分为准。11.3.2铝合金焊缝
应选用下列任一技术的参考等级设定灵敏度：AL3
(AL3）
40mm≤t<100mm
技术1：以直径为5mm横孔作为基准反射体，制作距离一波幅曲线（DAC），如附录D中图a
D.3或图D.4的试块。
技术2：串列技术，以直径为6mm平底孔（所有厚度）作为基准反射体，垂直于探头移动区。h）
该技术仅应用于斜探头（折射角为45°）检测厚度t≥15mm的焊缝。横孔的长度应大于用-20dB法测得的声束宽度。
11.3.3距离一波幅曲线(DAC)的绘制距离一波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上的实测数据绘制。11.4传输修正
当使用对比试块建立参考等级时，受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同，否则，应进行传输损失修正，并按附录E执行。在1跨距声程内声能最大传输损失差小于2dB，则不需修正：传输损失大于2dB，但小于12dB，应进行补偿；超过12dB,应分析原因，可行时对扫查表面作进一步处理。较高声能损失原因不明确时，在工件各部位检测材质衰减，衰减较大时考虑补偿。11.5信噪比
在焊缝检测过程中，包括表面杂波在内的噪声应低于评定等级至少12dB。12检测操作
12.1手动扫查
在斜探头的扫查过程中，探头应沿声束方向作两侧不超过10°的摆动（扫查时锯齿形夹角不超过20°）。
12.2不连续垂直于检测表面的检测对于与检测表面相垂直的表面下的平面不连续，采用单一斜探头难以探测，应考虑采用其他的检7
TB/T1558.2—2018
测技术检测这类不连续。具体检测技术应由合同双方协商确定。12.3不连续的位置
所有不连续按图3坐标系测定其位置。与坐标原点的相对位置决定了检测面上任意一点的位置。在多个表面上进行检测时，应在每个表面确定参考点。此时，应注意确定每个参考点之间的位置关系，以至于所有不连续的绝对位置都能根据任何指定的参考点来确定。对于环焊缝，应在焊接装配前确定内部或外部的参考点。说明：
原点：
显示长度：
显示在Y方向的投影长度：
显示的横向位置：
12.4不连续的评定
12.4.1总则
一显示自身高度：
—显示在方向的投影长度；
一显示的纵向位置；
一显示的深度位置。
图3不连续位置的坐标
检验等级为A级和B级时，对应的验收等级分别为GB/T29712—2013的3级和2级。所有评估等级以上的不连续按12.4.2和12.4.3进行评定。12.4.2最大回波幅度
移动探头找到最大反射回波波幅，并记录其相对于参考等级的幅度差值。12.4.3不连续的指示长度
使用CB/T29712一2013规定的方法确定纵向或横向指示长度，另有约定时除外。12.4.4显示自身高度
仅在技术协议要求时，应测定显示自身高度。12.4.5验收等级
应评定所有等于或超过评定等级的显示；按GB/T29712—2013的技术1~4验收等级进行评定。12.4.6显示特征
如有特殊要求时，显示特征应按CB/T29711评价。13检测记录
检测记录应包括本部分规定的相关内容，其宜提供以下信息内容：8
被检工件特征，主要考虑以下几个方面：材料及产品门类；
尺寸：
被检焊缝/焊接接头所处位置；
必要时以几何结构草图描述；
相关焊接工艺、技术协议及热处理情况；检测时机，包括热处理状态，被检工件焊后时间，检测时工件温度；表面状况。
合同要求，例如工艺、导则和特殊协议等。检测地点和检测日期。
检测机构标识和检测人员资格认证信息。超声波探伤仪制造商、机型和编号。探头制造商、类型、标称频率、晶片尺寸、实际折射角度和编号。参考试块类型和编号。
耦合剂。
检验等级和引用的书面检测工艺规程。检测范围。
探头移动区域位置。
参考点和所用坐标系详情。
探头放置部位。
时基线范围。
灵敏度设定方法和所用值。
参考等级。
母材检测结果。
验收等级标准。
与本部分或合同要求的偏离。
显示坐标，给出相关检测探头及其位置。最大回波幅度。
显示长度。
按规定的验收等级给出评价结果。引用本部分。
TB/T1558.2-2018
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