车轴超声(贯透性缺陷检验)

1、机车车轴超声波贯透性（缺陷）检测工艺1 适用范围及主题内容1.1 适用范围本工艺适用内燃、电力机车轮对车轴内部材质性缺陷及表面横向大裂纹的超声波检测。1.2 主题内容机车车轴内部缺陷、表面横向大裂纹是造成车轴“冷切”的主要原因之一。表面横向大裂纹主要由于车轴机加工不当、应力集中应变频繁处、滑动部位发热（高热）渗入其他金属、材质变化导致机械性能恶化、内部缺陷应力集中等原因引起。机车车轴超声波贯透性（缺陷）检测是检出车轴表面横向大裂纹的有效方法之一。检测采用2.5P20Z 探头在车轴两端全部区域进行检测，图1为贯透性（缺陷）检测示意简图。 图1 贯透性检测1.3 工艺流程（见图2）灵敏度校准 工件

2、预处理 探伤检测 探后处理 记 录图2 车轴超声波贯透性检测工艺流程2 质量标准2.1 车轴表面不允许存在横向裂纹。2.2 在贯透性检验灵敏度条件下，发现的缺陷反射波（异常波）视为7 mm以上裂纹，必须用其他探伤方法验证，进行综合评价。2.3 车轴内部缺陷按TB/T 1618-2001 中相关质量标准（第11.2.1条）验收。 3 人员、设备、器材、环境3.1 人员：具有铁道无损检测超声级及以上资格。3.2 仪器：符合兰州铁路局机车零部件无损探伤细则中技术标准规定的数字式或模拟式超声波探伤仪。3.3 探头（换能器）：符合兰州铁路局机车零部件无损探伤细则中技术标准规定的探头。3.4 车轴贯透性（

3、缺陷）检测试块3.4.1 车轴贯透性（缺陷）检测使用试块包括标准试块及车轴实物试块，标准试块用于车轴内部缺陷的评定；车轴实物试块用于车轴表面裂纹评定。3.4.2 车轴贯透性（缺陷）检测标准试块如图3，图中A面为反射面，B面为探测面。TS-1试块用45#车轴钢制作、TS-1W用50#车轴钢制作。图3 车轴透声检测标准试块3.4.3 车轴实物试块：各型机车车轴、实物试块形状尺寸见附录A3.5 耦合剂：机油。( 或满足耦合条件的其他耦合剂)3.6 工具：函数计算器、2m钢卷尺、300mm钢板尺、外卡、机油桶、刷子、棉丝。3.7 环境：工作场地应避免外界磁场、机械震动、冲击、粉尘、有害气体、强光照射、

4、场地滴漏水等现象对探伤仪及检测操作的影响。4 灵敏度校准4.1 探头选择： 2.5P20Z 直探头。4.2 校准方法4.2.1 数字探伤仪 4.2.1.1 开机自检。选择探伤方式为纵波探伤（直探头）。4.2.1.2 设置探测范围为2500mm。4.2.1.3 将2.5P20Z直探头置于TS1（TS-1W）试块的B面上（图4），找出试块第十次底面最高反射回波。 4.2.1.4 调节增益量，使第十次底面最高反射回波高度为80%，作为基准波高，再增益9dB，另加耦合差（增益）46dB。4.2.1.5 设置文件名并存盘。 4.2.1.6 确认存盘成功。 4.2.2 模拟探伤仪 4.2.2.1 开机，设

5、置仪器各旋钮位置。抑制旋钮“关”；探测范围置“1m”档；发射强度置中档（不可调）。 4.2.2.2 将2.5P20Z直探头置TS1（TS-1W）试块的B面上（图4），调整仪器细调、水平、聚焦旋钮，使该试块的1、29、10次底面反射回波分别与水平刻度的1、29、10 格对齐（比例为124）。4.2.2.3 调节衰减、增益，使第十次底面最高反射回波高度为80%，作为基准波高，再增益9dB，另加耦合差（增益）46dB。 图4 灵敏度校准4.2.2.3 锁定校准的探伤灵敏度。4.3 系统校准后，探头置于车轴实物试块端面，移动探头，应能发现抱轴颈及轴身5mm的人工缺陷。5 工件预处理5.1 掌握车轴的相

6、关尺寸，探测面应无锈蚀、无影响声耦合的涂层。5.2 被探工件探测面的粗糙度Ra6.3。 5.3 记录轴号、制轴年月、厂家。5.4 耦合剂应涂抹均匀，保证耦合良好。6 探伤检测6.1 按4.2.1所定检测灵敏度，在试块上复核，确认正确后进行作业。6.2 将2.5P20Z直探头置轴端面，以车轴端面全部区域为检测范围，探头作锯齿形移动，移动速度不大于150mm/s，覆盖率不小于10%。6.3 对车轴压装部内部缺陷进行检测时，探头应在车轴端面中心至1/2R区域内移动；6.4 对车轴压装部较大疲劳缺陷(裂纹)进行检测时，探头可在车轴端面中心至1/2R区域外移动；6.5 波形分析6.5.1 若底面回波较低

7、或无底波时，应排除仪器、探头、探头线临时故障及耦合等不良因素。6.5.2 贯透性检测的正常波形中有轮座内侧固定波，其固定波位置取决于车轴的几何尺寸，可用简便公式来计算：（如图5） 固定波位置 A = L + (d1+d2)/2 图5 固定波位置计算6.5.3 发现确定的异常波形，应进行波形数据存储和记录并采用其他方法确认。6.5.4 发现固定波出现重迭波形时，应引起特别注意，可采用其他方法确认，防止误判、漏探。6.5.5 贯透性检测的正常波形如图6（A为固定波），图7为缺陷波形。（F为缺陷波）图 6 正常波形 图7 缺陷波形6.5.6 进行探伤作业时，可以先以高于探伤灵敏度6dB的扫查灵敏度进

8、行探伤，发现缺陷，则应以探伤灵敏度进行定量。6.5.7 如果杂波影响较大，可用1.25兆赫探头进行定性。6.6 缺陷定位6.6.1 车轴探伤缺陷定位以轴端面为基准。即缺陷至轴端距离。6.6.2 直探头以声程定位（1:24）。6.7 缺陷定量6.7.1 内部缺陷定量 （TB/T 1618-2001第11.2.1条）6.7.1.1 验收区域：车轴两个端面的全部区域。6.7.1.2 若底面回波与基准回波相同时，然后测出缺陷回波相对于基准波高的分贝差，根据缺陷至探伤面的距离，按附录B中的验收曲线进行判断。6.7.1.3 若底面回波高于基准回波时，则要把缺陷回波先降低X · n /2400 d

9、B（式中x缺陷声程，mm；n 底面回波高于基准波高的分贝差）后，然后根据缺陷回波相对于基准波高的分贝差及缺陷至探伤面的距离，按附录B中的验收曲线进行判断。6.7.1 横向裂纹定量对于抱轴颈及轴身缺陷，应与车轴实物试块人工缺陷进行比较，纵波直探头发现的缺陷，一旦确认，均按当量裂纹大于7mm对待。6.8 按6.16.7条方法对车轴另一端进行检测。7 探后处理 7.1 对于有缺陷车轴，应准确记录缺陷位置、大小、长度。7.2 检查仪器、设备状况，进行日常保养。7.3 仪器不准在无人值守的情况下充电。8 探伤记录与探伤报告8.1 探伤完毕后，应根据探伤过程及波形分析结果完整详细地填写探伤记录，缺陷部件应

10、附有缺陷波形图及缺陷示意图。8.2 按兰州铁路局机车零部件无损探伤细则要求填写探伤记录，并签发探伤报告。附录A：各型机车车轴、车轴实物试块形状尺寸见附录A附录B：车轴轴向探伤距离波幅曲线附录A：各型机车车轴、实物试块形状尺寸1. SS1、SS3型车轴 （图1） 图1-1 SS1、SS3型车轴形状、尺寸 缺陷位置：距轴端665mm 人工缺陷深度 2mm、7mm图1-2 SS1、SS3型车轴试块 2. SS3B机车车轴（图2） 图2-1 SS3B机车车轴形状、尺寸缺陷位置：距轴端700mm 人工缺陷深度 5mm、距轴端1170mm 人工缺陷深度 7mm图2-2 SS3B 型车轴试块 3. SS7E型机车（图3）图3-1 SS7E型机车车轴形状缺陷位置：距轴端800mm 人工缺陷深度 5mm、距轴端1140mm 人工缺陷深度 7mm图3-2 SS7E 型车轴试块4. DF4型机车车轴（图4） 图4 DF4型机车车轴形状、尺寸缺陷位置：距轴端640mm 人工缺陷深度 5mm、距轴端640mm 人工缺陷深度 7mm图4-2 DF4 型车轴试块5. DF4D、DF11型机车(全悬挂)（图5）图5-1 DF4D、DF11型机车车轴形状、尺寸距轴端800mm 人工缺陷深度 5mm距轴端1110mm 人工缺陷深度 7mm图5-2 DF4D、DF11 型车轴试块6 SS7、S