車軸超聲(貫透性缺陷檢驗)

1、機(jī)車車軸超聲波貫透性（缺陷）檢測工藝1 適用范圍及主題內(nèi)容1.1 適用范圍本工藝適用內(nèi)燃、電力機(jī)車輪對車軸內(nèi)部材質(zhì)性缺陷及表面橫向大裂紋的超聲波檢測。1.2 主題內(nèi)容機(jī)車車軸內(nèi)部缺陷、表面橫向大裂紋是造成車軸“冷切”的主要原因之一。表面橫向大裂紋主要由于車軸機(jī)加工不當(dāng)、應(yīng)力集中應(yīng)變頻繁處、滑動部位發(fā)熱（高熱）滲入其他金屬、材質(zhì)變化導(dǎo)致機(jī)械性能惡化、內(nèi)部缺陷應(yīng)力集中等原因引起。機(jī)車車軸超聲波貫透性（缺陷）檢測是檢出車軸表面橫向大裂紋的有效方法之一。檢測采用2.5P20Z 探頭在車軸兩端全部區(qū)域進(jìn)行檢測，圖1為貫透性（缺陷）檢測示意簡圖。 圖1 貫透性檢測1.3 工藝流程（見圖2）靈敏度校準(zhǔn) 工件

2、預(yù)處理 探傷檢測 探后處理 記 錄圖2 車軸超聲波貫透性檢測工藝流程2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2.1 車軸表面不允許存在橫向裂紋。2.2 在貫透性檢驗靈敏度條件下，發(fā)現(xiàn)的缺陷反射波（異常波）視為7 mm以上裂紋，必須用其他探傷方法驗證，進(jìn)行綜合評價。2.3 車軸內(nèi)部缺陷按TB/T 1618-2001 中相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（第11.2.1條）驗收。 3 人員、設(shè)備、器材、環(huán)境3.1 人員：具有鐵道無損檢測超聲級及以上資格。3.2 儀器：符合蘭州鐵路局機(jī)車零部件無損探傷細(xì)則中技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)字式或模擬式超聲波探傷儀。3.3 探頭（換能器）：符合蘭州鐵路局機(jī)車零部件無損探傷細(xì)則中技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的探頭。3.4 車軸貫透性（

3、缺陷）檢測試塊3.4.1 車軸貫透性（缺陷）檢測使用試塊包括標(biāo)準(zhǔn)試塊及車軸實(shí)物試塊，標(biāo)準(zhǔn)試塊用于車軸內(nèi)部缺陷的評定；車軸實(shí)物試塊用于車軸表面裂紋評定。3.4.2 車軸貫透性（缺陷）檢測標(biāo)準(zhǔn)試塊如圖3，圖中A面為反射面，B面為探測面。TS-1試塊用45#車軸鋼制作、TS-1W用50#車軸鋼制作。圖3 車軸透聲檢測標(biāo)準(zhǔn)試塊3.4.3 車軸實(shí)物試塊：各型機(jī)車車軸、實(shí)物試塊形狀尺寸見附錄A3.5 耦合劑：機(jī)油。( 或滿足耦合條件的其他耦合劑)3.6 工具：函數(shù)計算器、2m鋼卷尺、300mm鋼板尺、外卡、機(jī)油桶、刷子、棉絲。3.7 環(huán)境：工作場地應(yīng)避免外界磁場、機(jī)械震動、沖擊、粉塵、有害氣體、強(qiáng)光照射、

4、場地滴漏水等現(xiàn)象對探傷儀及檢測操作的影響。4 靈敏度校準(zhǔn)4.1 探頭選擇： 2.5P20Z 直探頭。4.2 校準(zhǔn)方法4.2.1 數(shù)字探傷儀 4.2.1.1 開機(jī)自檢。選擇探傷方式為縱波探傷（直探頭）。4.2.1.2 設(shè)置探測范圍為2500mm。4.2.1.3 將2.5P20Z直探頭置于TS1（TS-1W）試塊的B面上（圖4），找出試塊第十次底面最高反射回波。 4.2.1.4 調(diào)節(jié)增益量，使第十次底面最高反射回波高度為80%，作為基準(zhǔn)波高，再增益9dB，另加耦合差（增益）46dB。4.2.1.5 設(shè)置文件名并存盤。 4.2.1.6 確認(rèn)存盤成功。 4.2.2 模擬探傷儀 4.2.2.1 開機(jī)，設(shè)

5、置儀器各旋鈕位置。抑制旋鈕“關(guān)”；探測范圍置“1m”檔；發(fā)射強(qiáng)度置中檔（不可調(diào)）。 4.2.2.2 將2.5P20Z直探頭置TS1（TS-1W）試塊的B面上（圖4），調(diào)整儀器細(xì)調(diào)、水平、聚焦旋鈕，使該試塊的1、29、10次底面反射回波分別與水平刻度的1、29、10 格對齊（比例為124）。4.2.2.3 調(diào)節(jié)衰減、增益，使第十次底面最高反射回波高度為80%，作為基準(zhǔn)波高，再增益9dB，另加耦合差（增益）46dB。 圖4 靈敏度校準(zhǔn)4.2.2.3 鎖定校準(zhǔn)的探傷靈敏度。4.3 系統(tǒng)校準(zhǔn)后，探頭置于車軸實(shí)物試塊端面，移動探頭，應(yīng)能發(fā)現(xiàn)抱軸頸及軸身5mm的人工缺陷。5 工件預(yù)處理5.1 掌握車軸的相

6、關(guān)尺寸，探測面應(yīng)無銹蝕、無影響聲耦合的涂層。5.2 被探工件探測面的粗糙度Ra6.3。 5.3 記錄軸號、制軸年月、廠家。5.4 耦合劑應(yīng)涂抹均勻，保證耦合良好。6 探傷檢測6.1 按4.2.1所定檢測靈敏度，在試塊上復(fù)核，確認(rèn)正確后進(jìn)行作業(yè)。6.2 將2.5P20Z直探頭置軸端面，以車軸端面全部區(qū)域為檢測范圍，探頭作鋸齒形移動，移動速度不大于150mm/s，覆蓋率不小于10%。6.3 對車軸壓裝部內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測時，探頭應(yīng)在車軸端面中心至1/2R區(qū)域內(nèi)移動；6.4 對車軸壓裝部較大疲勞缺陷(裂紋)進(jìn)行檢測時，探頭可在車軸端面中心至1/2R區(qū)域外移動；6.5 波形分析6.5.1 若底面回波較低

7、或無底波時，應(yīng)排除儀器、探頭、探頭線臨時故障及耦合等不良因素。6.5.2 貫透性檢測的正常波形中有輪座內(nèi)側(cè)固定波，其固定波位置取決于車軸的幾何尺寸，可用簡便公式來計算：（如圖5） 固定波位置 A = L + (d1+d2)/2 圖5 固定波位置計算6.5.3 發(fā)現(xiàn)確定的異常波形，應(yīng)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)存儲和記錄并采用其他方法確認(rèn)。6.5.4 發(fā)現(xiàn)固定波出現(xiàn)重迭波形時，應(yīng)引起特別注意，可采用其他方法確認(rèn)，防止誤判、漏探。6.5.5 貫透性檢測的正常波形如圖6（A為固定波），圖7為缺陷波形。（F為缺陷波）圖 6 正常波形 圖7 缺陷波形6.5.6 進(jìn)行探傷作業(yè)時，可以先以高于探傷靈敏度6dB的掃查靈敏度進(jìn)

8、行探傷，發(fā)現(xiàn)缺陷，則應(yīng)以探傷靈敏度進(jìn)行定量。6.5.7 如果雜波影響較大，可用1.25兆赫探頭進(jìn)行定性。6.6 缺陷定位6.6.1 車軸探傷缺陷定位以軸端面為基準(zhǔn)。即缺陷至軸端距離。6.6.2 直探頭以聲程定位（1:24）。6.7 缺陷定量6.7.1 內(nèi)部缺陷定量 （TB/T 1618-2001第11.2.1條）6.7.1.1 驗收區(qū)域：車軸兩個端面的全部區(qū)域。6.7.1.2 若底面回波與基準(zhǔn)回波相同時，然后測出缺陷回波相對于基準(zhǔn)波高的分貝差，根據(jù)缺陷至探傷面的距離，按附錄B中的驗收曲線進(jìn)行判斷。6.7.1.3 若底面回波高于基準(zhǔn)回波時，則要把缺陷回波先降低X · n /2400 d

9、B（式中x缺陷聲程，mm；n 底面回波高于基準(zhǔn)波高的分貝差）后，然后根據(jù)缺陷回波相對于基準(zhǔn)波高的分貝差及缺陷至探傷面的距離，按附錄B中的驗收曲線進(jìn)行判斷。6.7.1 橫向裂紋定量對于抱軸頸及軸身缺陷，應(yīng)與車軸實(shí)物試塊人工缺陷進(jìn)行比較，縱波直探頭發(fā)現(xiàn)的缺陷，一旦確認(rèn)，均按當(dāng)量裂紋大于7mm對待。6.8 按6.16.7條方法對車軸另一端進(jìn)行檢測。7 探后處理 7.1 對于有缺陷車軸，應(yīng)準(zhǔn)確記錄缺陷位置、大小、長度。7.2 檢查儀器、設(shè)備狀況，進(jìn)行日常保養(yǎng)。7.3 儀器不準(zhǔn)在無人值守的情況下充電。8 探傷記錄與探傷報告8.1 探傷完畢后，應(yīng)根據(jù)探傷過程及波形分析結(jié)果完整詳細(xì)地填寫探傷記錄，缺陷部件應(yīng)

10、附有缺陷波形圖及缺陷示意圖。8.2 按蘭州鐵路局機(jī)車零部件無損探傷細(xì)則要求填寫探傷記錄，并簽發(fā)探傷報告。附錄A：各型機(jī)車車軸、車軸實(shí)物試塊形狀尺寸見附錄A附錄B：車軸軸向探傷距離波幅曲線附錄A：各型機(jī)車車軸、實(shí)物試塊形狀尺寸1. SS1、SS3型車軸 （圖1） 圖1-1 SS1、SS3型車軸形狀、尺寸 缺陷位置：距軸端665mm 人工缺陷深度 2mm、7mm圖1-2 SS1、SS3型車軸試塊 2. SS3B機(jī)車車軸（圖2） 圖2-1 SS3B機(jī)車車軸形狀、尺寸缺陷位置：距軸端700mm 人工缺陷深度 5mm、距軸端1170mm 人工缺陷深度 7mm圖2-2 SS3B 型車軸試塊 3. SS7E型機(jī)車（圖3）圖3-1 SS7E型機(jī)車車軸形狀缺陷位置：距軸端800mm 人工缺陷深度 5mm、距軸端1140mm 人工缺陷深度 7mm圖3-2 SS7E 型車軸試塊4. DF4型機(jī)車車軸（圖4） 圖4 DF4型機(jī)車車軸形狀、尺寸缺陷位置：距軸端640mm 人工缺陷深度 5mm、距軸端640mm 人工缺陷深度 7mm圖4-2 DF4 型車軸試塊5. DF4D、DF11型機(jī)車(全懸掛)（圖5）圖5-1 DF4D、DF11型機(jī)車車軸形狀、尺寸距軸端800mm 人工缺陷深度 5mm距軸端1110mm 人工缺陷深度 7mm圖5-2 DF4D、DF11 型車軸試塊6 SS7、S