RT-UT綜合檢測法在地鐵車輛枕梁焊縫中的應用

黃科偉 曹永勝

摘 要：地鐵車輛車架枕梁焊縫的探傷檢測中，利用射線探傷對焊縫缺陷進行了定性分析，確定了缺陷的具體部位;利用超聲波探傷對焊縫進行了定量分析，確定了缺陷的具體尺寸。通過實際應用，該綜合檢測方法可有效解決大厚度鋁合金焊縫內部缺陷的定性分析和定量分析。

關鍵詞：地鐵枕梁;射線檢測;超聲檢測

中圖分類號：TG115.28 ?文獻標識碼：A

Application of RT-UT Comprehensive Detection Method

in Beam Welding of Metro Beams

Huang Kewei1 Cao Yongsheng2

1.Changzhou Railway Vocational and Technical School JiangsuChangzhou 213011;

2.CRRC Tangshan Locomotive & Rolling Stock Co.Ltd.Tangshan HebeiTangshan 063035

Abstract：In the flaw detection of the girders welds of subway vehicles，the weld defects are qualitatively analyzed by radiographic inspection，and the specific parts of the defects are determined.The welds are quantitatively analyzed by ultrasonic flaw detection，and the specific defects are determined.size.Through practical application，the comprehensive detection method can effectively solve the qualitative analysis and quantitative analysis of internal defects of large thickness aluminum alloy welds.

Key words：subway bolster;radiation detection;ultrasonic testing

1 問題的提出

由于鋁合金具有重量輕、強度高、耐腐蝕及外觀平整度好，并易于制造復雜曲面的優點，在動力分散型高速動車和城市軌道車輛上得到了廣泛的應用。

枕梁是車輛底架的重要組成結構件，為了確保枕梁具有良好的承載能力，一般采用厚度為25mm以上的型材制作。枕梁采用鋁合金型材和板材拼裝，并通過MIG（熔化極惰性氣體保護焊）焊接而成。設計圖紙技術要求焊后應進行100%的射線檢測，驗收等級要求達到EN ISO10042標準中的B級。

由于枕梁體積較大，通常采用便攜式X射線機在生產現場對枕梁進行檢測。通過對射線底片觀察發現，部分焊縫內部通常會有氣孔狀缺陷影像。由于射線探傷僅能提供缺陷的平面尺寸，很難直接判定該缺陷的實際深度（或大?。?，這對后續的返修工作會造成一定的困難。因此，如何有效確定缺陷的部位和定量的確定缺陷的尺寸就成了一個迫切需要解決的問題。

2 射線探傷的特點

射線照相法可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準確，對長度、寬度尺寸的定量也比較準確;檢測結果有直接記錄，可長期保存;對體積型缺陷檢出率很高，對面積型缺陷，如果照相角度不適當，容易漏檢;[1]對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難。

由上述可見，采用射線照相法，雖然可較快地發現缺陷，并定性地確定缺陷的部位，但要定量地確定缺陷的實際尺寸卻有一定的難度，尤其是缺陷發生在工件較厚的部位時，其檢驗的靈敏度相對就會降低。

3 超聲波探傷的特點

超聲波探傷的特點主要為穿透能力強，可對較大厚度范圍內的試件內部缺陷進行檢測;缺陷定位較準確;對面積型缺陷的檢出率較高;[2]靈敏度高，可檢測試件內部尺寸很小的缺陷;速度快，對人體及環境無害。

綜上所述，筆者決定采用射線探傷來確定枕梁焊縫可能產生缺陷的部位，然后通過超聲波探傷來確定缺陷的具體尺寸。

4 射線和超聲波綜合檢測

首先對25mm厚的枕梁焊縫進行射線檢測，底片上缺陷（見圖1）。該缺陷的影像特征為：中心黑度較大，外部逐漸變淡，呈扁圓形，長軸方向通常為5mm以上。根據ISO10042標準中對射線缺陷影像的判據條件，可評定為代碼為“2016”的條形氣孔。無法滿足ISO10042標準的B級驗收要求，對于此類缺陷必須返修。

根據工件的厚度選擇探頭型號2.5P 9*9 K2.5，采用KW-4C數字超聲波探傷儀，在CSK-1A、RB-2試塊中制作距離-波幅曲線。

當探頭在工件移動時，發現缺陷一次反射回波（見圖2），讀數顯示缺陷深度為9.2mm;用直尺測量缺陷距離焊縫中心為3mm。隨后，探頭向后移動，發現缺陷二次反射回波（見圖3）讀數顯示缺陷深度為21.4mm;經測量缺陷距離焊縫中心也為3mm;由上述可見，兩缺陷距離焊縫中心位置相同，從而判定兩缺陷為同一個條狀缺陷，此缺陷垂直于焊縫表面，缺陷的上表面離焊縫表面距離為9.2mm，下表面離焊縫表面距離為21.4mm，其指示深度H=21.4-9.2=12.2mm。

5 缺陷的實體狀態

為了進一步驗證綜合檢測法的可靠性，在完成上述射線和超聲波綜合檢測后，對工件缺陷所示位置進行了打磨作業。當打磨到離工件表面9mm時，缺陷的上端面顯示出來，缺陷上端面呈不規則的橢圓（見圖4）;然后繼續打磨，當打磨到離工件表面11mm左右時，缺陷中部也顯示出來（見圖5）;再繼續打磨工件到20mm深時，能清晰地看見條狀圓形缺陷的底部（見圖6），從缺陷的實體照片可以看出，該缺陷為焊接過程中產生的條狀氣孔，經實際測量該條狀氣孔的實際長度為12mm，與超聲波探測結果一致。

6 結論

通過上述RT-UT的綜合檢測可見，由于充分利用了射線探傷和超聲波探傷各自的特點，有效地對枕梁焊縫內的缺陷進行了部位的確定（定性分析）和具體尺寸的確定（定量分析）。達到了預期的目的。采用綜合檢測法較科學的解決了射線檢測對于黑度較深的圓形缺陷，在底片中很難判定其實際深度的問題。該方法也可推廣到其他類似產品的探傷作業中去。

參考文獻：

[1]強天鵬主編.射線檢測（2版）.北京：中國勞動社會保障出版社.2007 全國特種設備無損檢測人員資格考核統編教材.

[2]超聲波檢測中國機械工程學會無損檢測分會編.北京：機械工業出版社，2005.

作者簡介：黃科偉（1977-），男，江蘇常州人，工程碩士，講師，研究方向：材料檢測研究及教學。