| 标准编号 | GB/T 43888-2024 (GB/T43888-2024) | | 中文名称 | 钢轨超声检测方法 | | 英文名称 | Method for ultrasonic testing of rails | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H26 | | 国际标准分类 | 77.040.20 | | 字数估计 | 26,276 | | 发布日期 | 2024-04-25 | | 实施日期 | 2024-11-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 43888-2024: 钢轨超声检测方法
ICS 77.040.20
CCSH26
中华人民共和国国家标准
钢轨超声检测方法
2024-04-25发布
2024-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 检测方法 2
5 一般要求 2
6 对比试块 3
7 检测设备 14
8 检测程序 15
9 结果判定及标记 16
10 检测记录与检测报告 16
附录A(规范性) 探头性能和测试方法 17
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《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
起草。
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:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研
究所、仓信无损检测设备苏州有限公司、四川曜诚无损检测技术有限公司、钢研纳克检测技术股份有限
公司、帕博检测技术服务有限公司、成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司、冶金工业信息标
准研究院。
本文件主要起草人:曾富、高东海、张瑛、刘长青、张建卫、曾庆兴、孙颖、董莉、吕攀峰、涂占宽、
侯永青、袁刚强、王永锋、王攀涛、薛建忠、周开著、黄凤英、邢耀淇、朱国庆、陈燕、陈潇、史启帅、刘光磊、
徐磊。
钢轨超声检测方法
1 范围
本文件规定了钢轨超声检测的检测方法、一般要求、对比试块、检测设备、检测程序、结果判定及标
记、检测记录与检测报告。
本文件适用于铁路用钢轨的超声检测,其他钢轨的超声检测参照本文件执行。
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/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证
GB/T 11259 无损检测 超声检测用钢参考试块的制作和控制方法
GB/T 12604.1 无损检测 术语 超声检测
GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义
GB/T 23905 无损检测 超声检测用试块
GB/T 27664.1 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第1部分:仪器
GB/T 27664.2 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第2部分:探头
3 术语和定义
GB/T 12604.1和GB/T 20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
钢轨轨底下表面纵向对称轴上任意点。
3.2
稳定性 stability
钢轨检测过程中,实际灵敏度变化幅度的大小。
3.3
按规定的方法,参照钢轨技术条件要求的人工缺陷制作的试块。
3.4
动态样轨 dynamicsamplerail
用于动态调整,与被检测钢轨形状相同且无自然缺陷,按规定的人工缺陷制作,长度不小于6m的
样轨。
3.5
基准灵敏度 referencesensitivity
人工缺陷波高达到规定报警闸门的灵敏度值。
4 检测方法
4.1 采用脉冲反射法,在探头和钢轨相对运动的状态下进行自动检测。
4.2 钢轨均应进行连续自动式超声检测,钢轨全长应得到检测,未检测的轨端应采用其他方式检测或
者切除。
4.3 钢轨横断面见图1,应检测的面积为:
a) 轨头部分不小于70%;
b) 轨腰部分不小于60%;
c) 轨底部分见阴影部分所示。
注:鱼尾斜度延长线与轨腰中心线相交点至轨底距离为阴影区长度,相交点与轨腰左右交点距离为阴影区宽度。
标引序号说明:
1---轨头部分;
2---轨腰部分;
3---轨底部分。
图1 钢轨区域及轨底超声检测区域
4.4 钢轨头部应从2个侧面和走行面进行检测。检测面积应由探头晶片尺寸的投影确定。
5 一般要求
5.1 通则
5.1.1 钢轨超声检测要求应符合相应产品标准规定或供需双方签订的合同或协议的规定。
5.1.2 按照本文件进行超声检测时,供需双方宜在合同或协议中注明超声检测方法、人工缺陷尺寸等
内容。
5.1.3 对钢轨进行超声检测时应备有动态样轨,样轨的人工缺陷及位置应满足6.3规定,经协商也可使
用其他人工缺陷进行校准,但应保证检测横断面面积和检测灵敏度达到相应产品标准要求。
5.2 检测人员
从事超声检测的人员应取得符合GB/T 9445或相应文件要求的超声检测1级及以上资格证书,签
发检测报告者应取得超声检测2级及以上资格证书。
5.3 检测工艺规程
5.3.1 检测工艺规程可为通用规程,或适用于指定产品的专用规程。
5.3.2 检测工艺规程应至少包括以下内容:
a) 适用范围;
b) 被检钢轨的技术条件;
c) 检测设备和器材;
d) 检测工艺;
e) 对比试块的人工缺陷尺寸;
f) 检测灵敏度;
g) 检测结果的评定;
h) 记录和报告。
5.4 检测时机
除非供需双方另有规定,钢轨超声检测应在最终在线热处理之后进行。
5.5 被检钢轨要求
5.5.1 钢轨加工余量应大于被检钢轨两端检测盲区,满足钢轨全长检测要求。
5.5.2 被检钢轨的规格尺寸、允许偏差等应符合相应产品标准规定。
5.5.3 被检钢轨的表面应无油漆、铁屑、污物、凹凸不平等任何造成耦合失效,引起错误判断的物质和
结构。
5.6 耦合介质
可使用洁净、无气泡、具有良好耦合性能的水或其他透声性好且不损伤钢轨表面的物质作耦合剂。
6 对比试块
6.1 专用对比试块
6.1.1 作用
用于静态试块之间灵敏度的校准。
注:静态试块为用于静态调整,与钢轨被检测部位形状相同且无自然缺陷,按规定的人工缺陷制作的试块,长度不
小于100mm。
6.1.2 技术要求
6.1.2.1 专用对比试块应由具有制造许可和计量资质的单位制作。
6.1.2.2 专用对比试块应用正火热处理后的45号钢制作。
6.1.2.3 同类试块相应部位人工缺陷回波高度误差应在±1dB范围内。
6.1.2.4 除本文件规定外,其他要求应符合GB/T 23905的规定。
6.1.3 型式尺寸
6.1.3.1 轨头专用对比试块尺寸应符合图2的规定。
单位为毫米
图2 轨头专用对比试块尺寸
6.1.3.2 轨腰专用对比试块尺寸应符合图3和表1的规定。
单位为毫米
标引符号说明:
a1---轨腰试块厚度;
b1---人工缺陷加工深度。
图3 轨腰专用对比试块尺寸
表1 轨腰专用对比试块尺寸
单位为毫米
尺寸
钢轨规格
37kg/m 38kg/m 43kg/m 50kg/m 60kg/m 60N 75kg/m 75N
a1 13 13 14.4 15 16 16 20 20
b1 6.5 6.5 7.2 7.5 8 8 10 10
6.1.3.3 轨底专用对比试块尺寸应符合图4和表2的规定。
单位为毫米
标引符号说明:
a2---钢轨轨底宽度;
b2---钢轨底宽1/2;
c1---钢轨腿尖厚度;
d1---轨底试块高度;
e1---鱼尾板第二段斜度宽度;
m---鱼尾板第二段斜度;
n ---鱼尾板第一段斜度。
图4 轨底专用对比试块尺寸
表2 轨底专用对比试块尺寸
单位为毫米
尺寸
钢轨规格
37kg/m 38kg/m 43kg/m 50kg/m 60kg/m 60N 75kg/m 75N
a2 122 114 114 132 150 150 150 150
b2 61 57 57 66 75 75 75 75
c1 8 9 11 10 12 12 13 13
d1 18 24 27 27 30 30 30 30
e1 - - 18 - 29.25 29.25 - -
1∶m 1∶6 1∶3 1∶3 1∶4 1∶3 1∶3 1∶4 1∶4
1∶n 1∶6 1∶3 1∶6 1∶4 1∶9 1∶9 1∶4 1∶4
6.2 静态样块
6.2.1 作用
静态样块是钢轨质量的检测基准,用于测定灵敏度修正值,在探头与静态样块相对静止状态下测试
仪器和探头的工作性能,标定动态样轨人工缺陷当量。
注:灵敏度修正值为专用对比试块与静态样块、动态样轨之间,因材质、表面状况引起的灵敏度的差值。
6.2.2 技术要求
6.2.2.1 轨头、轨腰、轨底长度应不小于100mm。
6.2.2.2 对称断面钢轨的轨头、轨腰、轨底人工缺陷尺寸应符合图5、图6、图7和表3的规定。
单位为毫米
标引符号说明:
a3---轨头顶面到上孔人工缺陷距离;
b3---试块高度;
c2---轨头顶面到横通孔人工缺陷距离。
图5 对称钢轨轨头静态样块尺寸
单位为毫米
标引符号说明:
L1---轨腰试块高度;
L2---试块上端到人工缺陷距离。
图6 对称钢轨轨腰静态样块尺寸
单位为毫米
标引符号说明:
d2---轨底试块高度;
e2---轨底试块高度;
f1---轨底横通孔高度。
图7 对称钢轨轨底静态样块尺寸
表3 对称钢轨样块人工缺陷尺寸
单位为毫米
样块
种类
尺寸
钢轨规格
37kg/m 38kg/m 43kg/m 50kg/m 60kg/m 60N 75kg/m 75N
轨头
样块
通孔直径 2 2 2 2 2 2 2 2
c2 20 20 20 20 20 20 20 20
平底孔深度 15 15 15 15 15 15 15 15
a3 18 18 18 14/26 14/30 14/30 14/30 14/30
b3 34 34 35 38 39 39 51 51
表3 对称钢轨样块人工缺陷尺寸 (续)
单位为毫米
样块
种类
尺寸
钢轨规格
37kg/m 38kg/m 43kg/m 50kg/m 60kg/m 60N 75kg/m 75N
轨腰
样块
平底孔直径 2 2 2 2 2 2 2 2
孔深
7.5/7.5/
7.5/8.2
6.8/6.5/
6.5/6.8
7.6/7.3/
7.3/7.6
8.6/8.0/
7.8/7.8/
8.0/8.6
9.0/8.5/
8.3/8.3/
8.5/9.0
9.0/8.5/
8.3/8.3/
8.5/9.0
10.7/10.2/
10/10/
10.2/10.7
10.7/10.2/
10/10/
10.2/10.7
L1/L2
20/30/
40/50
20/30/
40/50
20/30/
40/50
17/27/37/
47/57/67
24/34/44/
54/64/74
24/34/44/
54/64/74
27/37/47/
57/67/77
27/37/47/
57/67/77
轨底
样块
通孔直径 2 2 2 2 2 2 2 2
d2 21 24 27 27 30.5 30.5 32 32
e2 26 29 32 32 38 38 38 38
f1 18 24 27 27 30.5 30.5 32 32
宽 1
深 1
位置 轨底中心及距轨底中心15mm处
6.2.2.3 非对称断面钢轨的轨头、轨腰、轨底人工缺陷尺寸应符合图8、图9、图10和表4的规定。
单位为毫米
标引符号说明:
a4---轨头顶面到上孔人工缺陷距离;
b4---试块高度;
c3---轨头顶面到横通孔人工缺陷距离。
图8 非对称钢轨轨头静态样块尺寸
单位为毫米
标引符号说明:
L3---试块上端到人工缺陷距离;
L4---轨腰试块高度。
图9 非对称钢轨轨腰静态样块尺寸
单位为毫米
标引符号说明:
d3---轨底试块高度;
e3---轨底试块高度;
f2---轨底横通孔高度;
h1---轨腰中心到短腿侧距离;
g1---轨腰中心到长腿侧距离
图10 非对称钢轨轨底静态样块尺寸
表4 非对称钢轨样块人工缺陷尺寸
单位为毫米
样块
种类
尺寸
钢轨规格
50AT1 60AT1 60AT2 60AT3 60TY1
轨头
样块
通孔直径 2 2 2 2 2
平底孔直径 2 2 2 2 2
平底孔深度 15 15 15 15 15
a4 14/30 14/30 14/30 14/30 14/30
b4 42 46 45 45 47
c3 20 20 20 20 20
轨腰
样块
平底孔直径 2 2 2 2 2
平底孔深度 20/20/20/20 22/22/22/22
16.25/16.25/
16.25/16.25
22/22/22/22
15.3/15/15/
15/15/15
L3/L4 18/28/38/48 27/37/47/57 20/30/40/50 18/28/38/48
29/39/49/59/
69/79
轨底
样块
通孔直径 2 2 2 2 2
d3 30 30 36 33.5 30.5
e3 35 35 40 38 38
f2 30 30 36 33.5 30.5
g1 90 90 85 91 80
h1 55 62 65 49 70
矩形槽
宽 1
深 1
6.3 动态样轨
6.3.1 作用
动态样轨在与探头相对静止状态下调整探头支架位置,在与探头相对运动状态下调整灵敏度、检测
运行机构的稳定性。
6.3.2 技术要求
6.3.2.1 动态样轨长度应不小于6m。
6.3.2.2 动态样轨的轨头、轨腰、轨底人工缺陷尺寸应符合图2、图3、图4、图5、图6、图7的规定。
6.3.2.3 动态样轨应符合GB/T 11259的规定。
6.3.2.4 每种断面钢轨应准备一支用于标定的动态样轨。
6.3.3 人工缺陷及位置
6.3.3.1 对称断面钢轨
6.3.3.1.1 对称断面钢轨的轨头、轨腰、轨底人工缺陷(长度为100mm)及位置见图11、图12、图13和
表5。
6.3.3.1.2 对称钢轨轨腰平底孔应符合以下要求:
a) 直径2mm的孔钻至轨腰中心线;
b) 与水平线的偏差不超过±1°;
c) 43kg/m钢轨及以下轨腰平底孔数量至少为4个,43kg/m钢轨以上轨腰平底孔数量为6个。
单位为毫米
标引说明:
1---轨头侧面左上平底孔人工缺陷;
2---轨头侧面左下平底孔人工缺陷;
3---轨头侧面右上平底孔人工缺陷;
4---轨头侧面右下平底孔人工缺陷;
a---轨头顶面到上孔人工缺陷距离;
b---轨头顶面到下孔人工缺陷距离。
图11 对称钢轨轨头人工缺陷及位置
表5 对称钢轨轨头人工缺陷位置
单位为毫米
尺寸
钢轨规格
37kg/m 38kg/m 43kg/m 50kg/m 60kg/m 60N 75kg/m 75N
a 18 18 18 14 14 14 14 14
b - - - 26 30 30 30 30
单位为毫米
标引符号说明:
L---钢轨轨腰高度。
图12 对称钢轨轨腰人工缺陷及位置
单位为毫米
图13 对称钢轨轨底人工缺陷及位置
6.3.3.2 非对称断面钢轨
6.3.3.2.1 非对称断面钢轨的轨头、轨腰和轨底的人工缺陷(长度为100mm)及位置分别见图14、
图15、图16和表6。
6.3.3.2.2 非对称钢轨轨腰平底孔应符合以下要求:
a) 直径2mm的孔钻至轨腰中心线;
b) 与水平线的偏差不超过±1°;
c) 60TY1钢轨轨腰平底孔为6个,其他钢轨轨腰平底孔至少为4个。
单位为毫米
标引序号说明:
1---轨头侧面左上平底孔人工缺陷;
2---轨头侧面左下平底孔人工缺陷;
3---轨头侧面右上平底孔人工缺陷;
4---轨头侧面右下平底孔人工缺陷。
图14 非对称钢轨轨头人工缺陷及位置
单位为毫米
标引符号说明:
L ---钢轨轨腰高度;
W---钢轨轨腰厚度。
图15 非对称钢轨轨腰人工缺陷及位置
单位为毫米
标引符号说明:
c ---左右侧鱼尾斜线交点距轨底面高度;
d ---轨腰中心线距轨底左侧边缘距离;
f ---轨腰中心线距轨底右侧边缘距离。
图16 非对称钢轨轨底人工缺陷及位置
表6 非对称钢轨轨底人工缺陷位置
单位为毫米
尺寸
钢轨规格
50AT1 60AT1 60AT2 60AT3 60TY1
c 30 30 36 33.5 30.5
d 55 62 65 49 70
f 90 90 85 91 80
6.4 人工缺陷的密封
试块、样块和样轨上的人工缺陷应使用环氧树脂密封。
7 检测设备
7.1 组成
检测设备一般包括超声检测仪器、探头、探头夹持装置、机械传送装置、电控装置和其他辅助装置。
7.2 超声检测仪器
7.2.1 超声检测仪器的技术要求应符合GB/T 27664.1的规定。
7.2.2 超声检测仪器每年应至少校准(测试)一次。
7.2.3 采用多闸门系统,报警器闸门起始位置、宽度及报警灵敏度应是可调的。连续工作8h,报警闸
门漂移应不大于1mm碳钢的声程。
7.2.4 超声检测系统应有对界面或背面回波信号的连续监视功能。
7.2.5 超声检测系统检测结果应保存并可追溯。
7.3 探头
7.3.1 可采用单晶片或多晶片探头,单个探头的晶片长度或直径应不大于30mm。探头频率应为
2.5MHz~5MHz。
7.3.2 探头性能应符合GB/T 27664.2的规定,其测试方法应符合GB/T 27664.2和附录A的规定。
7.3.3 探头的参数及其布置方式应符合4.4的规定。
7.4 探头夹持装置
探头夹持装置能支持调整探头位置,具有良好的随动能力,保证在正常检测速度下,保持声束轴线
入射角的稳定。
7.5 设备性能指标
7.5.1 检测仪工作频率应满足检测的要求。
7.5.2 检测仪重复频率(F)按公式(1)计算。
F ≥
0.5B
(1)
式中:
F ---重复频率,单位为赫兹(Hz);
v ---检测速度,单位为毫米每秒(mm/s);
B ---晶片宽度,单位为毫米(mm)。
7.5.3 信噪比
信噪比应不小于12dB。
7.5.4 稳定性
在同一检测条件下,在8h内回波高度的变化量应不大于3dB。
8 检测程序
8.1 动态样轨人工缺陷的回波高度应在基准回波高度范围内。
注:基准回波高度为判断回波相对高度的参考高度,一般用满幅的百分数表示。
8.2 将动态样轨人工缺陷波高静态调整至规定报警闸门的灵敏度值。
8.3 用动态样轨调整闸门范围时,应满足检测面积和连续监视要求,闸门范围内的噪声应比阀值低12dB。
8.4 钢轨在自动检测状态,工件表面耦合声能损失应进行补偿。在基准灵敏度基础上至少提高4dB作
为检测灵敏度。
8.5 在自动检测速度下,用动态样轨连续测试3次,人工缺陷报警率为100%。
8.6 完成上述超声波测试调整后,按检测灵敏度进行自动检测。
8.7 检测开始、检测过程中每隔8h、检测结束或换班时,应用动态样轨核查灵敏度。
9 结果判定及标记
9.1 结果判定
当自动检测发现报警时,应重新调整检测灵敏度,其值比基准灵敏度高6dB,并重新进行确认和判
定。重新检测仍在相同部位报警的钢轨,应将此段钢轨报废或将有缺陷部分切除。
9.2 标记
检测不合格的钢轨应进行标记。
10 检测记录与检测报告
检测记录和报告应至少包括以下内容:
a) 被检钢轨的牌号、炉批号、规格;
b)......
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