轮轴轮对车轴手工超声波探伤作业指导书

1、轮轴轮对车轴手工超声波探伤作业指导书6.3.1 适用范围本部分适用于超声A型脉冲反射法，对RD2、RE2A、RE2B、RF2型轮轴、轮对、车轴施行手工超声波探伤检查。其他型号的轮轴、轮对、车轴手工超声波探伤检查，可参照本部分执行。超声相控阵等其他超声波探伤方法可参照执行。6.3.2 探伤设备及器材技术要求6.3.2.1 超声波探伤仪（1）衰减器控制总量90dB，在规定的工作频率范围内，每12dB误差1dB；（2）灵敏度余量46dB（2.5MHz钢中纵波）；（3）分辨力26dB（2.5MHz钢中纵波）；（4）动态范围26dB；（5）垂直线性误差6；（6）水平线性误差1；（7）探测深度3m（2.5

2、MHz钢中纵波）；（8）放大器带宽（相对3dB）：1MHz8MHz；（9）硬件实时采样频率100MHz；（10）其他功能：自检功能，探伤图形存储和回放功能，峰值搜索功能，距离-波幅曲线制作功能，零点校准或测距校准功能，探伤工艺参数存储功能，探伤数据处理和探伤记录、报告打印功能，USB接口。6.3.2.2 超声波探头6.3.2.2.1 探头型号纵波直探头：2.0MHz，20小角度纵波探头：中心回波频率fe：4.0 MHz5.0MHz； 折射角：22.5、26.0、27.0。横波探头：中心回波频率fe：2.5MHz；折射角：45.0（K1.0）、52.4（K1.3）、54.5（K1.4）6.3.2

3、.2.2 中心回波频率误差中心回波频率误差 f/fe15%式中：fe探头标称中心回波频率；f探头中心回波频率实测值与标称值之差。6.3.2.2.3 折射角的误差横波探头： 45，1.0； 45，1.5。小角度纵波探头：1.0。6.3.2.2.4 声轴偏斜角纵波直探头： 1.0横波探头： 45时，1.0； 45时，1.5。6.3.2.2.5 横波斜探头前沿距离L L12mm。6.3.2.3 探伤系统6.3.2.3.1分辨力X纵波直探头： X26dB小角度纵波探头： X20dB横波探头： X20dB6.3.2.3.2 系统灵敏度余量Sr纵波直探头： Sr46dB小角度纵波探头： Sr50dB横波探

4、头： Sr60dB6.3.2.4 试块（1）标准试块主要为CSK-IA、TS-3、TZS-R、CS-1-5或DB-PZ20-2、DB-H1等，示意图见附件11。（2）半轴实物试块主要为RD2、RE2A、RE2B、RF2型，可采用既有半轴实物试块或改进型半轴实物试块，采用新品时须为改进型半轴实物试块，试块图样及技术要求见附件12。6.3.2.5 耦合剂耦合剂可选用机油，不退卸轴承在轮轴两端面探测时，应使用铁路专用轴承脂作耦合剂。校验探伤灵敏度和探伤作业时，须使用相同的耦合剂。6.3.2.6 辅助器材（1）超声波探伤作业须配备稳压器、打印机和专用转轮器，轮轴（轮对）转速2r/min，并能随时控制转

5、停。（2）超声波探伤人员应配备带有函数运算功能的计算器、直尺及标记笔等常用工具。6.3.3 设备性能校验探伤仪器性能校验分为日常性能校验和季度性能检查。6.3.3.1 日常性能校验每班上、下午及夜班开工前由探伤工、探伤工长、质量检查员、验收员共同进行。检查探伤系统技术状态，使用标准试块校准零点和标定测距，正确调整或输入探伤参数，确定探伤灵敏度，并在实物试块上进行人工裂纹灵敏度对比检验。校验完毕，由探伤人员填写或打印铁路货车轮轴超声波探伤系统日常性能校验记录（辆货统426），参加校验的人员应共同签章。应根据作业量及探头磨损情况，每月至少检测一次横波斜探头折射角及前沿、小角度纵波探头折射角。每次更

6、换探伤操作者、探头、线缆，或重新开机，或探伤仪器发生故障检修后投入使用前，应重新进行日常性能校验并做好记录。6.3.3.2 季度性能检查每季度由单位主管领导组织，轮轴（探伤）专职、设备专职、验收员、质检员、探伤工长、探伤工和设备维修工共同参加，检查超声波探伤仪的状态（包括外观及显示屏状态，电源、电池状态，按键、旋钮、接口状态），测试超探仪水平线性、分辨力、垂直线性、灵敏度余量等主要性能指标，并按日常性能校验的内容进行检查。检查完毕，由探伤人员填写或打印铁路货车轮轴超声波探伤系统季度性能检查记录（辆货统429），参加检查的人员应共同签章。新购置、返厂维修及定期检修后的探伤仪器，第一次使用前应按季

7、度性能检查的要求进行检查并做好记录。超声探伤系统性能测试见附件13。6.3.4 探伤方法6.3.4.1 全轴穿透检查全轴穿透检查包括轴向透声检查和大裂纹检查。6.3.4.1.1 透声检查透声检查采用TZS-R试块法或TS-3试块法。（1） TZS-R试块法a. 测距标定将2.0MHz，20直探头置于TZS-R试块C面，用机油或轴承脂做耦合剂，调整仪器，将第5次底面回波调至荧光屏水平满刻度的第4大格，此时屏幕上每1大格代表车轴的实际长度 250mm（全长声程2500mm），如图6-1所示。图6-1直探头在TZSR型试块上测距标定示意图b. 灵敏度确定调整仪器，使第1次底面回波高度达到荧光屏垂直刻

8、度满幅的80%，增益30dB，称为基准波高。在此基础上，增益8dB14dB （耦合差0dB4dB、钢印2dB4dB、中心孔3dB、螺栓孔3dB），作为透声检查灵敏度。（2） TS-3试块法a.测距标定将2.0MHz，20直探头放置在TS-3标准试块测试面上，用机油或轴承脂做耦合剂，调整仪器，将试块第3、第6次底面回波分别对准荧光屏水平刻度的第5、第10大格，此时水平刻度的每1大格代表车轴实际长度240mm（全长声程2400mm），如图6-2所示。 图6-2 直探头在TS-3型试块上测距标定示意图b.灵敏度确定适当改变测量范围，调节仪器，使TS-3标准试块3.2mm平底孔第1次回波高度达到荧光屏

9、垂直刻度满幅的20，称为基准波高，如图6-3所示。在此基础上增益8dB14dB（耦合差0dB4dB、钢印2dB4dB、中心孔3dB、螺栓孔3dB），作为透声检查的灵敏度。然后将测量范围恢复至2400mm，如图6-4所示。 图6-3 3.2平底孔回波高度20示意图 图6-4恢复测量范围为2400mm示意图6.3.4.1.2 大裂纹检查（1） 灵敏度确定：在轴向透声检查基准波高的基础上增益14dB，作为大裂纹检查的灵敏度。（2）大裂纹的检测能力见附件14。6.3.4.1.3扫查全轴透声及大裂纹扫查须在轮轴静止状态从车轴两端面分别进行。扫查时使探头均匀受力，以不大于50mm/s的速度，按图6-5方式

10、移动，即沿轴端面径向前后、同时圆周方向移动探头，并观察回波的变化。探头扫查范围应遍及轴端面的可移动区域。透声扫查时，不得改变调节后的透声灵敏度。图6-5 直探头在轴端面的扫查方式示意图6.3.4.2 轮对轮座镶入部探伤（不带轴承）6.3.4.2.1 测距标定将横波探头置于TZSR型试块R面上，移动探头，调节仪器，使A面下棱角和上棱角最高反射波的前沿分别对准荧光屏水平刻度的第2和第4大格，如图6-6、图6-7所示。此时，水平刻度每1大格代表深度40mm，代表水平距离40Kmm。图6-6 横波探头K1.2时测距标定示意图 图6-7 横波探头在TZS-R型标准试块上测距标定波形示意图6.3.4.2.

11、2 灵敏度确定将探头置于TZS-R试块R面上，移动探头，调节仪器，使R面1mm深度的人工裂纹缺陷最高反射波幅度达到荧光屏垂直刻度满幅的80，如图6-8、6-9所示，称为人工缺陷基准波高，在此基础上RD2、RE2A、RE2B型轮对补偿9dB12dB，RF2型轮对补偿10dB15dB，以此作为轮座镶入部内、外侧横波探伤灵敏度。图 6-8 横波探头K1.2时探伤灵敏度标定示意图图 6-9 横波探头K1.2时探伤灵敏度波形示意图6.3.4.2.3 半轴实物试块人工裂纹验证灵敏度确定后，按轴型进行半轴实物试块灵敏度验证。在半轴实物试块上探测镶入部内、外侧1mm深人工裂纹，应正常有效检出，波高幅度80%，

12、如图6-10、图6-11所示。 图6-10 横波探头在半轴实物试块上轮座外侧灵敏度验证和波形示意图 图6-11 横波探头在半轴实物试块上轮座内侧灵敏度验证和波形示意图 6.3.4.2.4 扫查（1）确定探伤灵敏度后，实际探测轮对时，只允许调节增益或衰减值，其他按键及参数均不得调整。（2）扫查时探头移动区域须保证探头主声束扫查区域之和不小于轮座全长。（3）扫查时探头指向镶入部，沿轴向前后移动，同时沿车轴圆周方向转动，探头均匀受力，探头移动速度不大于150mm/s。探头位置及移动方式，如图6-12所示。图6-12 轮对轮座镶入部扫查示意图6.3.4.2.5 移动区域及探测范围轮对型号与横波探头型号

13、、探头移动区域及探测范围如表6-1所示。表6-1 轮对型号与横波探头型号、探头移动区域和探测范围表单位为毫米轮对型号探头型号探测面探测部位移动区域探测范围起始位置范围起始位置范围RD2突悬、非突悬K1.0轴颈轮座镶入部外侧轴颈后肩33109轮座前肩076K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47184轮座后肩0137RE2AK1.0轴颈轮座镶入部外侧轮颈后肩37112轮座前肩075K1.0轴身轮座镶入部内侧轴座后肩47197轮座后肩0150RE2BK1.0轴颈轮座镶入部外侧轴颈后肩3797轮座前肩060K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47197轮座后肩0150RF2K1.0轴颈轮座镶入部外侧轴颈

14、后肩37100轮座前肩063K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47215轮座后肩0168注：移动区域以探头入射点为准。6.3.4.2.6 各种横波探头的探测面和探测部位，如图6-13图6-16所示。图6-13 RD2型轮对移动区域及探测范围示意图图6-14 RE2A型轮对移动区域及探测范围示意图图6-15 RE2B型轮对移动区域及探测范围示意图图6-16 RF2型轮对移动区域及探测范围示意图6.3.4.3 轮轴轮座镶入部探伤（带轴承）6.3.4.3.1 测距标定将横波探头置于TZS-R型试块R面上，移动探头，调节仪器，使A面下棱角和上棱角最高反射波分别对准荧光屏水平刻度的第2和第4大格，如图6

15、-17、图6-18、图6-19所示。此时，水平刻度每1大格代表深度40mm，代表水平距离40Kmm。图6-17 横波探头K1.2时在TZS-R型标准试块上测距标定示意图图6-18 横波探头K1.2时在TZS-R型标准试块上测距标定示意图 图6-19 横波探头在TZS-R型标准试块上测距标定波形示意图6.3.4.3.2 灵敏度确定（1）RD2非突悬轮轴轮座内侧，RD2突悬、RE2A、RE2B、RF2轮轴内外侧灵敏度确定将探头置于TZS-R试块R面上，移动探头，调节仪器，使R面1mm深度的人工裂纹缺陷最高反射波幅度达到荧光屏垂直刻度满幅的80，如图6-20、图6-21、图6-22、图6-23所示，

16、称为人工缺陷基准波高，在此基础上，RD2、RE2A、RE2B型轮轴内侧补偿9dB12dB，外侧补偿10dB15dB；RF2型轮轴内侧补偿10dB15dB，外侧补偿12dB18dB，以此作为轮座横波探伤灵敏度。（2）RD2非突悬轮轴轮座外侧灵敏度确定将K1.4探头直接置于半轴实物试块上，移动探头，调节仪器，使轮座外侧1mm深度的人工裂纹缺陷最高反射波幅度达到荧光屏垂直刻度满幅的80，称为人工缺陷基准波高，如图6-24所示。在此基础上补偿4dB6dB，以此作为RD2非突悬轮轴轮座外侧探伤灵敏度。图6-20 横波探头K1.2时探伤灵敏度标定示意图图 6-21 横波探头K1.2时探伤灵敏度波形示意图图

17、6-22 横波探头K1.2时探伤灵敏度标定示意图图 6-23 横波探头K1.2时探伤灵敏度波形示意图6.3.4.3.3半轴实物试块人工裂纹验证（1）RD2非突悬轮轴轮座内侧，RD2突悬、RE2A、RE2B、RF2轮轴灵敏度验证 灵敏度确定后，在半轴实物试块上探测镶入部内、外侧1mm深人工裂纹，应正常有效检出，波高幅度80%，如图6-24、图6-25所示。（2）RD2非突悬轮轴轮座外侧灵敏度验证RD2非突悬轮轴轮座外侧灵敏度确定过程即为验证过程。 图6-24 横波探头在半轴实物试块上轮座外侧灵敏度标定、验证和波形示意图 图6-25 横波探头在半轴实物试块上轮座内侧灵敏度验证和波形示意图 6.3.

18、4.3.4扫查探头位置及移动方式如图6-26所示。其余同6.3.4.2.4条。图6-26 轮座镶入部扫查示意图6.3.4.3.5移动区域和探测范围轮轴型号与横波探头型号、探头移动区域和探测范围如表6-2所示。表6-2轮轴型号与横波探头型号、探头移动区域和探测范围表单位为毫米轮对型号探头型号探测面探测部位移动区域探测范围起始位置范围起始位置范围RD2突悬K1.3轴身轮座镶入部外侧轮座后肩52102轮座前肩050K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47184轮座后肩0137RD2非突悬K1.4轴身轮座镶入部外侧轮座后肩59121轮座前肩062K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47184轮座后肩013

19、7RE2AK1.3轴身轮座镶入部外侧轮座后肩71105轮座前肩034K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47197轮座后肩0150RE2BK1.3轴身轮座镶入部外侧轮座后肩71105轮座前肩034K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47197轮座后肩0150RF2K1.3轴身轮座镶入部外侧轮座后肩99114轮座前肩015K1.0轴身轮座镶入部内侧轮座后肩47215轮座后肩0168注：移动区域以探头入射点为准。6.3.4.3.6 各种横波探头的探测面和探测部位如图6-27图6-31所示。图6-27 RD2型轮轴（突悬）移动区域及探测范围示意图图6-28 RD2型轮轴（非突悬）移动区域及探测范围示意图

20、图6-29 RE2A型轮轴移动区域及探测范围示意图图6-30 RE2B型轮轴移动区域及探测范围示意图图6-31 RF2型轮轴移动区域及探测范围示意图6.3.4.4 轴颈根部或卸荷槽部位探伤6.3.4.4.1 测距标定将小角度纵波探头放置在TZS-R试块B面上，调整仪器，使A面下棱角和上棱角最高反射波的前沿分别对准荧光屏水平刻度的第2和第4大格，则每大格代表水平距离40mm，如图6-32所示。 图6-32 小角度纵波探头在TZS-R型标准试块上测距标定和波形示意图6.3.4.4.2 灵敏度确定将探头置于TZS-R试块B面上，移动探头，调节仪器，使R面1mm深度的人工裂纹缺陷最高反射波幅度达到荧光

21、屏垂直刻度满幅的80，如图6-33所示，称为人工缺陷基准波高，在此基础上增益6dB9dB，以此作为轴颈根部（卸荷槽）小角度纵波探伤灵敏度。图6-33 小角度纵波探头在TZS-R试块上探伤灵敏度标定和波形示意图6.3.4.4.3 半轴实物试块人工裂纹验证灵敏度确定后，在半轴实物试块上探测轴颈根部（卸荷槽）1mm深人工裂纹，应正常有效检出，波高幅度80%，如图6-34所示。 图6-34 轴颈根部（卸荷槽）小角度纵波探头灵敏度验证和波形示意图6.3.4.4.4 扫查扫查时，轮轴应处于静止状态，探头指向中心孔，探头均匀受力，以不大于50mm/s的速度在轴端螺栓孔之间的环形区域内作往复移动，同时探头在35范围内摆动，如图6-35所示。 图6-35 小角度探头轴颈根部（卸荷槽）扫查示意图6.3.4.4.5 探头角度及探测部位轮轴型号、探头角度及探测部位如表6-3所示。表6-3 轮轴型号、探头角度及探测部位表轮轴型号探头折射角探测面探测部位RD222.5轴端面轴颈根部（卸荷槽）RE2A22.5轴端面轴颈根部（卸荷槽）RE2B26.0轴端面轴颈根部RF227.0轴端面轴颈根部6.3.4.5探伤结束后，探伤人员应在轮轴卡片（车统51）相应栏内签章；须填写或打印铁路货车轮轴（轮对、车轴、车轮）超声波（磁粉）探伤记录