影响货车轮对超声波探伤波形的原因分析及建议

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1、影响货车轮对超声波探伤波形的原因分析及建议南昌南车辆段，刘小惠摘要：主要分析了影响铁路货车轮对超声波探伤波形的原因，并且提出了改进建议。关键词：超声波；货车；轮对中图分类号：TG1151问题的提出超声波探伤是发现货车车辆轮对车轴危害性疲劳裂纹及缺陷的重要无损检测手段，现在已经成为确保车辆检修质量和行车运行品质的重要方法。近几年，随着高科技含量探伤工装的大量投入，探伤工艺、规程的进一步改进，轮对探伤工作也日趋完善。但是自2008年“5·29”和“7·21”连续两起冷切轴事故后，2009年1月20日又发生了一起冷切轴事故，在车辆系统引起极大的震惊，铁路安全运输面临巨大的考验。因此，如何

2、能够准确识别裂纹波又不至于错判、误判，严格落实探伤工艺，精确辨认超声波探伤波形，又不至于使探伤工形成“宁可错杀一万，不可放过一个”的偏激思想，造成生产成本激增和降低生产效率，显的尤为重要。2原因分析2．1轮对本身存在的问题影晌探伤波形笔者对南昌南车辆段2012年1月至12月的探伤故障轮对进行了分类统计，统计结果见表1。表1故障轮对分类统计从表1可以看出，导致对超声波波形错判的主要原因是车轴加工时形成的刀痕、刀花以及车轴的轴颈卸荷槽部位由于腐蚀而形成腐蚀沟(坑)，还有车轴磕伤碰伤致使超声波波形出现异常，导致探伤工很难精确辨认裂纹波。(1)透油透锈波形。铁路车轴轴颈卸荷槽部位由于长期运

3、行产生的锈蚀及轴承压装时涂抹的油脂混合在一起，在进行超声波探伤时，发生裂纹部位透油透锈较为严重。探伤时产生较强的反射波．这种反射波的前后沿不规则，比裂纹波宽，而且有很多杂波伴随，波形不尖锐，波幅较高，当探头移动时，反射波的幅值起伏变化极不规则，但是波峰的水平位置不会产生变化。图1透油透锈形成的超声波波形(2)腐蚀沟波形。车轴制造时会形成锻造缺陷、压装时会有杂质存在经过长时间的运用会产生腐蚀沟。腐蚀沟是多个腐蚀坑连接而成的，较多的出现在使用年限较长的车轴上，分布在轴颈根部或卸荷槽部位，有时与裂纹重合，长度也相等，横波探伤时有明显的反射波．其反射特点是脉冲比较宽，短而粗．当探头移动时，

4、腐蚀沟反射波有游动现象，但游动距离比裂纹波小得多。图2腐蚀沟形成的超声波波形(3)刀痕波形。由于车轮经过车削加工时在其表面留下了刀痕，而车轮在不同的车削条件下产生的刀痕，声波在轮座压装部位遇有轮孔表面加工刀痕较粗糙区域时，在荧光屏上会出现如图3所示反射波，前后移动探头，刀痕反射波有严重的此起彼落现象，静态特征是波幅较高，而且反射波前后有数条较小的反射波，单从波形特点观察，每个都如同小裂纹反射波的形状，当移动探头时，每个反射波都是沿着前后顺序由低到高，再由高到低进行跳动，并且沿着周向都出现这一现象。图3刀痕、刀花形成的超声波波形图4裂纹形成的超声波波形(4)裂纹反射波形。裂纹反射波是

5、危害最大，最不应该被忽视的超声波探伤波形。当探头前后移动时，反射波也随着移动，高度逐渐降低或升高，而且逐渐的消失；当增益旋钮适当开大时，荧光屏上反射波只是由低升高，反射波的两侧，特别是前沿仍不出现杂波。裂纹反射波在荧光屏上出现的位置基本上是固定的，其声程符合计算法或查表法得出的缺陷波在荧光屏上出现的位置，当探头在车轴上作圆周平移时，波的位置基本不变，根据探头的声程即可确定缺陷的位置。2．2裂纹走向影响探伤波形超声波探伤时，声波垂直缺陷表面时缺陷回波最高。但实际上缺陷表面相对超声波入射方向往往并不垂直。因此对缺陷尺寸估计偏小或漏探的可能性很大。车轴探伤所使用的半轴实物试块或样板轮对，

6、其轴颈卸荷槽部位的人工锯口与车轴中心线垂直，小角度探头很容易探测到，但如果车轴实际裂纹与超声波入射方向不垂直时，探头吸收不到足够的能量，在屏幕上就不能形成明显裂纹反射波，最有可能发生漏探。2．3裂纹状态影响探伤波形声波在界面上的反射系数是由界面两边介质的声阻抗特性决定的。通常基体与气体想接触的表面缺陷的声阻抗特性与基体(车轴)相差较大，声波的反射系数较大，但对于非金属夹杂物等缺陷，缺陷与基体声阻抗的差异要小些，透射的声能不能忽略，缺陷的回波高度相应的要降低。2．4扫查方法不正确影响探伤波形轮对超声波穿透探伤后未在轴端边缘再探一遍，扫查车轴大裂纹；纵波小角度探头在轴端部作锯齿运动幅度

7、小，不能发现距轴端205—220mm部位存在的裂纹，K值斜探头在轴身移动范围和移动速度过快时，不能保证轮座镶人部的主声束扫查。因此，反映某种探伤工艺是否合理关键因素之一是探头的移动轨迹，它直接给探伤工艺呈现了不同的反射波形。3改进建议1)制作超声波探伤图库。在实际工作中用超声波探伤仪进行探伤作业时，主要是对其波形进行分析、判断，以此作为超声波探伤质量好坏的依据。在现场作业中如发现有疑问的轮对时，可与探伤图库中的探伤波形进行比较，以便更准确地对超声波探伤波形做出分析和判