《无损检测轨道交通材料动车组空心车轴內孔表面超声波检测方法》

ICS[XX.XX.XX]

XX[XX]

中国材料与试验团体标准

T/CSTMXXXX-202X

无损检测轨道交通材料动车组空心

车轴內孔表面超声波检测方法

Nondestructivetesting—Railtransitmaterial—Ultrasonictesting

methodsforinnersurfaceofhollowaxleforEMU/DMU

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟

发布

中国材料与试验团体标准委员会

1范围

本文件规定了动车组用DZ1、DZ2空心车轴（以下简称车轴）內孔表面横向缺陷的超声波检测

的要求。

本文件适用于新制成品车轴的全自动检测，手工检测可参照本标准执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于

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/T9445无损检测人员资格鉴定与认证

JJG746超声探伤仪检定规程

Q/CR639动车组车轴

YB/T145钢管探伤对比试样人工缺陷尺寸测量方法

3术语和定义

GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1对比标准缺陷referencestandardimperfection

用于校验无损检测设备的人工缺陷（如钻孔、刻槽）。

3.2对比样轴referenceaxle

含有对比标准缺陷的车轴或轴段。

3.3扫查螺距scanningpitch

空心车轴超声波检测时探头在螺旋扫查过程中相邻扫查轨迹之间的轴向距离。

4检测人员

检测应由按GB/T9445或等效标准经培训合格的操作人员进行，并由制造商任命的有资格的人

员监督。在由第三方检测的情况下，此项应由供需双方协商。

注：在GB/T9445中定义了对无损检测1级、2级和3级人员职责的要求。

5检测方法

5.1概述

5.1.1依据Q/CR639，可以采用超声表面波或爬波从车轴內孔进行表面缺陷检测，也可以采用超声

横波从车轴外圆表面对车轴內孔进行表面缺陷检测。

5.1.2检测过程中探头与车轴作相对螺旋运动（参见5.2～5.4所述），以便以较高灵敏度扫查整个车

轴內孔表面。探头的螺旋扫查应贯穿整个轴长。在螺旋扫查中，探头有可能多次检测到同一缺陷，

探伤设备应能有效分辨缺陷数量。检测过程的相对移动速度变化不应超过±10%。

5.1.3除非另有规定，对于所有要求的检测种类，检测均应从声束传播的两个相对方向进行。

5.1.4探伤设备应采用自动报警电平将被检车轴分为合格品或可疑品。习惯上，自动报警的电平阈值

设为满屏的40％。

5.2表面波检测技术

采用表面波检测时，探头声束在车轴內孔表面以大于第二临界角入射，折射产生沿内孔表面轴

向传播的表面波。使用这种技术时，由于传输路径上的耦合介质会使表面波快速衰减，所以探头相

对车轴作螺旋扫查。扫查螺距的选择应使在同一角度相邻轨迹上得到的对比标准缺陷回波幅度变化

不大于2dB。

表面波探头的频率应在0.3MHz至1MHz之间，每个单独探头在垂直车轴方向的最大宽度为

12.5mm。

5.3爬波检测技术

爬波又称临界折射纵波，是超声纵波以第一临界角入射并在被检工件中折射产生沿表面传播的

纵波。采用爬波检测时，探头声束沿车轴內孔表面轴向入射和传播。使用这种技术时，为了避免爬

波长距离传播的能量损失，探头相对车轴作螺旋扫查。扫查螺距的选择应使在同一角度相邻轨迹上

得到的对比标准缺陷回波幅度变化不大于1dB。

爬波探头的频率应在2.5MHz至10MHz之间，每个单独探头在垂直车轴方向的最大宽度为

12.5mm。

5.4横波检测技术

采用横波检测时，探头声束在车轴外表面以大于第一临界角、小于第二临界角入射，折射产生

在车轴内外表面之间不断反射、以锯齿状路径沿轴向传播的横波。使用这种技术时，探头相对车轴

作螺旋扫查。扫查螺距的选择视探头尺寸而定，原则上，应使在同一角度相邻轨迹上得到的对比标

准缺陷回波幅度变化不大于3dB。

横波探头的频率应在2.5MHz至5MHz之间，每个单独探头沿车轴方向的最大宽度为25mm。

在进行横波检测时，入射声束在车轴不同直径的过渡区会受到干扰而不能进行正常探伤。应设

计探头入射角度，使车轴內孔表面任何位置上的缺陷至少被一个方向传播的声束扫查到。在实施自

动检测时，设备应能识别车轴不同直径的过渡区，并能抑制干扰信号而不产生误报警。

6对比样轴

6.1一般要求

6.1.1本标准定义的对比标准缺陷为刻槽，用于校验超声波检测设备系统。不应将这些刻槽的尺寸视

为此类设备所能检出的最小缺陷尺寸。

6.1.2制作对比样轴用的车轴应与被检车轴具有相同的公称尺寸、化学成分、表面状态、热处理状态

和声学性能。

6.1.3刻槽距对比样轴端部以及刻槽彼此之间都应充分分开，以便获得清晰可分辨的显示信号。

6.2刻槽类型

6.2.1刻槽应与对比样轴的轴线垂直。刻槽有两种类型，一种为局部刻槽（如图1所示），也称弓型

刻槽；另一种为全圆周刻槽，也称环型刻槽。

6.2.2刻槽的横截面应为“N”型，如图2所示。“N”型刻槽的两边名义上应平行，且槽的底部名

义上应与两边成直角。

6.2.3刻槽应采用机械方法或电火花蚀刻方法加工。

图1内表面弓型刻槽图2截面“N”型刻槽

6.3刻槽数量和位置

对比样轴內孔表面至少有一个环型刻槽和两个弓型刻槽。环型刻槽位于样轴中部区域，用于多

探头设备系统设置所有探头的灵敏度；一个弓型刻槽也位于样轴中部区域，用于单探头设备系统设

置检测灵敏以及考察系统在自动检测时的性能；另一个弓型刻槽位于样轴端部区域，刻槽到轴端的

距离可根据设备的分辨力选定，用以考察系统的端部不可探区尺寸。

6.4刻槽尺寸

6.3.1宽度

刻槽宽度w（见图2所示）应不大于1.0mm。

6.3.2深度

刻槽深度d（见图1和图2所示）为0.5mm，允许偏差为±0.05mm。

6.3.3长度

弓型刻槽：最大弧长为10mm。

注：内表面弓型部刻槽用于单探头设备系统设置检测灵敏以及考察系统在自动检测时的性能。

环型刻槽：为内壁周长。

注：内表面环型刻槽用于多探头设备系统设置所有探头的灵敏度。

6.5对比标准缺陷的验证

刻槽的尺寸和形状应采用YB/T145规定的复型法或其他适当的技术进行测量和验证。

7设备的校验和复核

7.1一般要求

在每一个检测周期的开始，不论采用何种波型的检测设备均应进行校验，以产生稳定、清晰可

辨的对比刻槽信号，这些信号用于触发它们各自的报警电平。

超声波检测采用的仪器应按照JJF746的要求进行周期性校准。

7.2校验核查及重新校验

7.2.1在对相同规格的车轴检测过程中，应使用对比样轴对设备进行定期动态校验检查。校验检查的

频次应至少每4h进行一次，且无论何时当更换设备操作班组和生产的开始及结束均应进行校验。

7.2.2校验的动态检查过程中，对比样轴和探头之间的相对移动速度应与正常检测时的速度一致。

7.2.3如果初始校验设定的任何参数发生改变，设备应进行重新校验。

7.3.4在检测过程中，如果校验检查不合格，则自上一次校验合格后的所有车轴应在设备重新校验后

重新检测。

8结果判定

8.1整根车轴未产生缺陷信号或信号低于预先设定的报警电平，则认为此项检测合格。

8.2整根车轴经检测如产生等于或大于预先设定的报警电平的信号，则认为车轴是可疑品。

8.3对可疑车轴可采用下列任意一种方法进行处理：

a）按本标准规定的方法进行重新检测，如未产生缺陷信号或信号低于预先设定的报警电平，则

认为此项检测合格。

b）按供需双方商定的方法和验收标准对可疑部位进行其他无损检测；

c）可疑车轴被评定为此项检测不合格。

9检测报告

检测报告应至少包括如下内容：

a）检测报告编号；

b）被检车轴的熔炼炉号和批号；

c）被检车轴的材质或牌号、工艺状态、规格；

d）检测仪器型号，探头种类与规格，探伤方法；

e）检测重要参数；

f）检测结果，如发现缺陷的数量、位置；

g）检测结论（合格/不合格）；

h）检测日期；

i）检测人员及其技术资格等级。

前    言

本文件按照GB/T1.1-2020给出的规则起草。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会无损检测领域委员会提出。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会无损检测领域委员会归口。

本文件起草单位：钢研纳克检测技术股份有限公司，太原重型机械集团有限公司轨道交通设备

有限公司，晋西工业集团晋西车轴股份有限公司。

本文件主要起草人：

1范围

本文件规定了动车组用DZ1、DZ2空心车轴（以下简称车轴）內孔表面横向缺陷的超声波检测

的要求。

本文件适用于新制成品车轴的全自动检测，手工检测可参照本标准执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于

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/T9445无损检测人员资格鉴定与认证

JJG746超声探伤仪检定规程

Q/CR639动车组车轴

YB/T145钢管探伤对比试样人工缺陷尺寸测量方法

3术语和定义

GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1对比标准缺陷referencestandardimperfection

用于校验无损检测设备的人工缺陷（如钻孔、刻槽）。

3.2对比样轴referenceaxle

含有对比标准缺陷的车轴或轴段。

3.3扫查螺距scanningpitch