铁路轮轴电磁超声探伤.pptx

一 电磁探伤基本原理 电磁探伤是利用电磁原理来发觉金属缺点检验方法。这种探伤方法是将铁磁材料零件磁化，零件缺点处磁阻就会增大，利用漏磁来发觉缺点。假如有铁磁材料所制成零件组织均匀，没有任何缺点，则各处导磁率均相同，磁化后磁力线分布也将是均匀。假如零件中存在缺点，因为缺点（空气、其它气体、真空、非磁性材料等）导磁率较低，则磁力线经过这些地方时将碰到较大磁阻，磁力线分布发生改变。铁路轮轴电磁超声探伤第1页2 显示方法 n用磁粉显示缺点方法有干法和湿法（磁悬液）两种。干法是将干磁粉撒在被磁化零件上来发觉缺点；湿法是用磁粉和油、水、活性剂、防锈剂配置成磁悬液，把磁悬液喷撒在被探伤零件表面或把零件浸入磁悬液中进行探伤检验。湿法对于小型零件或空心零件使用比较方便。湿法所用磁粉粒度较细，在液体中更易流动，其灵敏度也高。湿法还有使用荧光磁粉显示，在暗室中用长波紫外线灯光照射，聚集在缺点处磁粉发生黄绿色光带，更易发觉缺点。铁路轮轴电磁超声探伤第2页3 磁粉 n裂纹或缺点显示是否清楚和作为媒质磁粉有很大关系。假如磁粉没有良好导磁率，或者粒度过大，就不易或不能被漏磁通所吸引，所以，显示就不清楚。所以对探伤磁粉要求是：导磁率高，质地纯净，粒度适中，不混合粘土和固定碳等非磁性氧化物质。惯用磁粉化学成份为可溶铁含量68.0073.00，化合碳含量小于0.20。干法探伤时，用于车轴探伤磁粉粒度为100200目（使用标准铜丝筛筛选）。湿法探伤是，用于车轴探伤磁粉粒度为小于320目。铁路轮轴电磁超声探伤第3页4 零件磁化 n在电磁探伤时，当磁力线方向与裂纹或缺点方向垂直时，最轻易发觉裂纹。假如磁力线方向和裂纹方向一致，那么裂纹并没有妨碍磁力线经过，所以磁力线不弯曲也不漏泄，磁粉也不会集中，也没有探伤效果。所以必须依据零件受力情况，采取纵向磁场或横向磁场，分别检验横裂纹和纵裂纹。(a)(b)铁路轮轴电磁超声探伤第4页5 电磁探伤不足之处n对于金属内部较深裂纹与缺点，采取电磁探伤是不大轻易发觉。这时即使磁力线碰到缺点而弯曲，但因为缺点与外表距离较远，磁力线不可能泄漏到外表面，以致工件表面各处磁力线密度相差不大，磁粉不会集中。但在离表面34以内裂纹，也有少许磁力线外泄，所以有较微弱和不太清楚磁粉集中，需要仔细识别才能看出。铁路轮轴电磁超声探伤第5页二 电磁探伤器最惯用有两种，即闭合环型和马蹄型。铁路轮轴电磁超声探伤第6页1 闭合环型电磁探伤器 n闭合环型电磁探伤器特点是轻便，使用时在距离探伤器中心两侧50范围以内裂纹都能够清楚地显示出来。它专门用以检验车轴轴颈。这种探伤器因为采取纵向磁化法，故只能检验横裂纹。如检验纵裂纹，需要用其它探伤器进行周向磁化法检验；也可在闭合环型探伤器沿车轴轴线移动时，将它绕成竖轴摆动，使磁场方向与车轴轴线成一夹角，方便发觉斜裂纹和纵裂纹。铁路轮轴电磁超声探伤第7页2 开合马蹄型电磁探伤器 n它是车辆部门惯用一个多用途电磁探伤器，如图13-4所表示。这种探伤器外形既与卡钳相同，又与马蹄相同。这种探伤器可为局部纵向磁化探伤，也可为局部周向磁化探伤。过去惯用它检验车轴、车轮、拱板等，现在主要用它检验车钩零件和客车转向架摇枕吊、摇枕吊轴及吊销等。铁路轮轴电磁超声探伤第8页3 3000型荧光磁粉探伤机 n它是一个车辆轮对车轴表面探伤专用设备。它设置了纵向和横向联合磁化装置，采取磁悬液荧光磁粉显示，在操作机械化和探伤灵敏度等方面比较先进，并便于实现流水作业。铁路轮轴电磁超声探伤第9页三 电磁探伤操作方法 n电磁探伤时能否发觉金属零件缺点，除了要求有灵敏度很高探伤器及良好显示媒质外，在很大程度上还取决于操作工艺。方法不妥，不但探伤工作效率低，更主要是轻易造成漏探。即使有1/10000漏探，也往往会造成不可估量损失。铁路轮轴电磁超声探伤第10页1 每日探伤之前，应先检验探伤器灵敏度及性能。确认探伤器良好后，再进行探伤操作。进行常规检验 检验磁粉及磁悬液 进行综合灵敏度校验 标准试片铁路轮轴电磁超声探伤第11页2 必须将轮对表面锈垢、油污、灰尘及水分去除洁净，露出基本金属面。3 干法探伤时，必须使用洒粉器向车轴表面均匀抛洒磁粉，不宜过多或过少。探伤器及变压器通电时间普通以不发烫为限。湿法探伤时，须在全轴磁化前，对车轴被探测部位表面（不退轴承内圈时包含内圈表面）喷洒磁悬液，进行充分湿润；严格控制磁悬液喷洒压力和覆盖面。应做到缓流、均匀、全方面。铁路轮轴电磁超声探伤第12页4 使用环形探伤器时，线圈内径面距车轴探测面距离小于50，探伤器移动速度小于150，分段探伤每段长度不得超出300，并往复施深23次。5 在探伤过程中车轴出现磁粉聚集即缺点磁痕时，须用标识笔在车轴上划出缺点磁痕出现位置范围，详细统计缺点磁痕位置、尺寸和形状。铁路轮轴电磁超声探伤第13页缺点磁痕判断方法以下：n 裂纹磁痕特征普通为锯齿形，两端呈尖角状，磁粉聚集图像不规则，清楚、密集。n 发纹磁痕特征呈直或微弯细线，磁粉聚集图像呈细长、平直。n 伪磁痕磁痕特征是绝大部分磁粉聚集图像都比较散乱，再次磁化检验时，普通复现情况不好或完全不复现。铁路轮轴电磁超声探伤第14页第二节第二节 轮轴、轮对、车轴磁粉探伤轮轴、轮对、车轴磁粉探伤 一 探伤前准备 1 检验辅助设备、工具2 探伤机检验检验探伤机各部技术状态应满足探伤要求。3 检验标准试片 4 检验磁粉及配制磁悬液5 磁化规范检验 周向磁化电流选择 纵向磁化电流选择 铁路轮轴电磁超声探伤第15页二 性能校验 探伤设备性能校验分为日常探伤系统灵敏度校验（简称日常性能校验）和季度全方面性能检验（简称季度性能检验）。1 日常性能校验 日常性能校验应每班开工前进行。由探伤工、探伤工长、质量检验员和验收员共同参加。包含：常规检验 系统灵敏度校验 磁粉及磁悬液检验 磁化检验 磁痕分析 退磁检验 填写或打印日常校验统计 铁路轮轴电磁超声探伤第16页2 季度性能检验 季度性能检验每三个月进行一次。由主管领导负责组织，轮轴（探伤）专职、设备专职、验收员、质量检验员、探伤工长、探伤工和设备维修工共同参加。n季度性能检验要求以下：探伤机(器)及从属设备技术状态检验 磁粉和磁悬液检验 系统灵敏度校验 填写或打印“磁粉探伤机（器）季度性能检验统计”铁路轮轴电磁超声探伤第17页三 探伤作业要求 n轮轴探伤作业时，探伤人员应严格按照探伤机使用说明书和设备操作规程要求操作探伤设备。轮轴探伤时，探伤部位表面应露出基本金属面。铁路轮轴电磁超声探伤第18页四 探伤工艺 n轮轴、轮对、车轴磁化前，喷淋装置应对探伤部位表面（不退轴承内圈时包含内圈表面）自动喷淋磁悬液，磁悬液应做到缓流、均匀、全方面覆盖探伤部位。夹紧（周向磁轭）装置夹紧车轴时，两磁轭应与车轴两端面（或轴承前盖、密封座）接触良好，预防打火现象。磁化时，周向磁化电流和纵向磁化电流应符合要求。探伤部位紫外辐照度、白光照度符合要求。磁化结束后，应标出每个探伤部位转动检验“起始”标识，确保转动检验一周以上。铁路轮轴电磁超声探伤第19页五 探伤统计 n每条轮轴、轮对、车轴探伤结束后，应使用标识笔在车轮辐板内侧面或轴身上画出显著磁粉探伤检验标识“D”；确认有缺点轮轴、轮对、车轴应使用白铅油在缺点处画上标识，并注明缺点性质。轮轴卡片（车统51）车辆轮对（车轴）超声波（磁粉）探伤发觉缺点统计簿（车统-52A）车辆轮对（车轴）超声波（磁粉）探伤统计（车统-53A）铁路轮轴电磁超声探伤第20页第三节 滚动轴承零件磁粉探伤 一 探伤前准备 1 检验辅助设备、工具 2 探伤机检验 3 试块和试片检验 4 磁粉和磁悬液配制和检验 5 磁化规范检验 周向磁化规范 纵向磁化规范 铁路轮轴电磁超声探伤第21页二 性能校验 探伤设备性能校验分为日常探伤系统灵敏度校验和季度全方面性能检验。n1 日常性能校验 日常性能校验应每班开工前进行。由探伤工、探伤工长、质量检验员和验收员共同参加。因设备故障检修后，应重新进行日常性能校验。常规检验 系统灵敏度校验铁路轮轴电磁超声探伤第22页2 季度性能检验 n季度性能检验应每3个月进行一次。由主管领导负责组织轮轴（探伤）专职、设备专职、验收员、质量检验员、探伤工长、探伤工和设备维修工共同参加。新购置或大、中修后探伤设备，第一次使用前应进行季度性能检验。季度性能检验要求以下：探伤机(器)及从属设备技术状态检验 磁粉和磁悬液检验 系统灵敏度校验 填写或打印探伤设备季度性能检验统计 铁路轮轴电磁超声探伤第23页三 探伤作业要求 轴承零件探伤作业时，应严格按照探伤机使用说明书和设备操作规程要求操作探伤设备。轴承零件探伤前，表面应擦拭洁净，不应有油污和锈蚀，轴承零件应露出基本金属面(允许存在磷化膜)。铁路轮轴电磁超声探伤第24页四 探伤作业 轴承零件磁化时，喷洒在工件上磁悬液应缓流、均匀、全方面覆盖工件。轴承零件磁化时，周向电流和纵向磁化电流应符合磁化规范要求。轴承滚子采取通电法磁化时，滚子与电极间应接触密贴，不应产生打火现象。探伤时注意观察工件表面，确认有没有缺点磁痕。铁路轮轴电磁超声探伤第25页五 退磁 轴承零件探伤结束，良好轴承零件应须逐件进行退磁处理。轴承零件退磁后，应逐一进行剩磁检验，其剩磁不超出 0.3 mT(3Gs)为合格。未经探伤轴承零件应全部进行残磁检验，残磁超标者应做退磁处理。铁路轮轴电磁超声探伤第26页六 探伤统计 轴承零件探伤后，探伤人员应填写或打印以下统计：填写或打印车辆滚动轴承零件磁粉探伤统计(车统-53B)”并签章。无轴箱双列圆锥滚子轴承外圈探伤后还应在滚动轴承检测组装统计单上签章。探伤发觉有裂纹轴承零件，应详细填写或打印车辆滚动轴承零件磁粉探伤发觉裂纹统计（车统-52B），注明裂纹情况，参加判定人员应在统计上签章。填写探伤统计应做到字迹清楚，洁净整齐，不错不漏。铁路轮轴电磁超声探伤第27页第四节 超声波探伤 超声波探伤基本原理是：用超声波发生器向工件内发射超声波，超声波碰到缺点时受阻，检测缺点反射回来超声波和超声波经过工件后衰减程度，即可发觉缺点及位置。铁路轮轴电磁超声探伤第28页一 超声涉及其特征 1.声波和超声波 2.超声波特征 超声波指向性 超声波绕射 超声波反射、折射、反射率与穿透率 超声波波型 超声波在介质中衰减 铁路轮轴电磁超声探伤第29页3.超声波探伤物理原理 n因为超声波会被两种介质界面反射（金属零件内缺点，如裂纹、气泡等常存在金属与空气界面）依据反射波情况可确定有没有缺点。利用超声波折射性质能够确定缺点与探头方位关系。各种介质传输超声波有特定波速，可由超声波反射回来所用时间确定缺点与探头距离。铁路轮轴电磁超声探伤第30页二 超声波探伤仪介绍 超声波探伤仪方框原理1-同时电路 2-时基电路 13-辉度调整 4-灯丝 5-阴极 6-控制栅板 7-第一阳极 8-聚焦调整 9-水平偏转板 10-垂直调整板11-荧光屏 12-试块 113-直探头 14-放大电路 15-高频脉冲发生器铁路轮轴电磁超声探伤第31页2.探头 探头声电转换原理 探头能在高频脉冲电压激发下产生超声波，并在反射超声波作用下产生高频信号，主要靠探头内部晶片起作用。晶片由压晶体制成，它能够产生压电效应，即在一定晶面间施加交变电压时，晶面间会发生对应频率收缩和膨胀，这种振动频率很高，从而发出超声波；而沿一定晶面受到超声波振动时，晶面间会产生对应频率交变电压。晶片产生超声波频率与晶片材质和几何尺寸有亲密关系。最惯用晶片材质是钛酸钡。铁路轮轴电磁超声探伤第32页惯用探头种类及其适用范围 直探头1-接触座 2-探头体 13-吸收块 4-弹簧圈5-保护圈 6-弹簧 7-晶片 8-保护膜斜探头1-接触顶 2-塑料压块 13-弹簧 4-探头插座 5-铜压板 6-石棉 7-绝缘圈 8-晶片 9-塑料块铁路轮轴电磁超声探伤第33页直探头适用范围n直探头发射超声波方向与工件表面垂直，它适合探测工件中与工件表面平行缺点。当缺点表面与工件表面垂直时，则不宜用直探头。铁路轮轴电磁超声探伤第34页斜探头适用范围 使用斜探头时，超声波要经过有机玻璃块，还要被有机玻璃表面发射，其强度要减弱很多，灵敏度要有所下降，所以只有在不能用直探头时才用斜探头。对车轴轮座部分探伤时，可采取入射角为7、8、9斜探头在轴端探测，也可用入射角为30、40、50斜探头在轴颈或轴身上探测 铁路轮轴电磁超声探伤第35页三 轮对超声波探伤工艺 n对轮对进行超声波探伤目标，主要是发觉轮座被轮毂包围部分裂纹、轮座与车轮轮毂孔接触不良及车轴透声不良等故障，还有检验不退轴承或轴承内圈时滚动轴承车轴轴颈卸荷槽部位有没有裂纹。铁路轮轴电磁超声探伤第36页1 探伤操作 n在轴端用小角度探头或直探头探伤时，探头应沿轴端面半径方向往复运动，同时轮对迟缓转动。探头在轴端移动轨迹参考图所表示情况。探头在轴端移动轨迹示意图铁路轮轴电磁超声探伤第37页2 判断故障波型 透声不良波形判断 用直探头在轴端面检验，如发觉底波高度达不到满幅30面积占轴端探测面积1/16以上时，可判为透声不良。裂纹波形判断 轮座表面有裂纹或内部有缺点时，在荧光屏上出现反射波应在预定探测深度之内，即裂纹波与始波距离应在估算范围之内，而且裂纹波两侧没有杂波 铁路轮轴电磁超声探伤第38页 接触不良波形判断 n用40斜探头沿轴颈轴向移动时，荧光屏上应有轮毂反射波出现，如开始没有轮毂反射波，以后又出现反射波，说明车轮与车轴接触不良。接触不良普通出现在轮座外端，这是因为轮座加工时造成锥度只允许外端直径小；另外，还有车轴、车轮压装过程中轮座外端受研磨作用较大缘故。铁路轮轴电磁超声探伤第39页四 轮轴微机控制超声波自动探伤机 LWCZT型轮轴微机控制超声波自动探伤机共有4个机型：A型是专门探测滑动轴承轮正确，伴随技术进步滑动轴承轮对已淘汰，此机型已停顿制造。B型机是专门探测客车RC3、RC4和RD3、RD4退内圈及不退内圈滚动轴承轮正确；C型机是货车滑动和滚动轴承轮对通用型自动探伤机；D型机是客、货车通用型轮轴超声波自动探伤机。铁路轮轴电磁超声探伤第40页第五节.轮轴微机控制超声波自动探伤 n一 探伤前准备 1 开机检验探伤系统 2 检验探头、探头线 3 试块检验 标准试块 标准试块必须保管完好，无碰伤、锈蚀。实物样板轮轴、轮对：不一样机型轮轴微机控制超声波自动探伤机，均应选取代表本机型轮轴型号专门制作有实物人工伤轮轴、轮对作为“样板轮轴、轮对”。铁路轮轴电磁超声探伤第41页二 系统校验 1 探伤灵敏度校准 2 日常性能校验 3 度性能检验 4样板轮轴、轮对缺点检出率和检测误报率 样板轮轴、轮对颈卸荷槽和轮座镶入部内、外侧裂纹深度为1mm10%，轴身中央处大裂纹深度为7mm当量。人工伤均应用线切割加工，其宽度小于0.1mm。对样板轮轴、轮对连续探测10次中不应有漏检，报伤结果准确率应到达90%以上。铁路轮轴电磁超声探伤第42页三 轮对探伤 待检轮对必须彻底除锈，探头移动区域不得有锈垢，凸台陡坎和飞边毛刺；车轴端面不得有凸台、毛刺。轮对进入机台时，依据显示器屏幕上探伤主程序所提醒信息依次输入轴型、轴号、厂家、确认操作者及组装日期等。查对控制台上轴型控制开关，开启油泵，进入探伤主程序。铁路轮轴电磁超声探伤第43页四 探伤统计 1 轴卡片(车统-5l)轮轴、轮对探伤后应按所探测部位分别在对应栏签章，姓名前加“微”或“W”字样。人工复探后，在复探栏签章。2 辆(车轴)超声(磁粉)探伤发觉缺点统计卡(车统-52A)：探伤过程中凡发觉缺点车轴，均须打印此卡片，注明车轴缺点性质、缺点部位，并在车统-53A备注栏注明“待复验”字样。参加判定人员须在卡片上鉴章。3 辆轮对(车轴)超声波(磁粉)探伤统计(车统-53A)：轮轴、轮对探伤后均须打印此统计，探伤人员须签章。封面上填写设备编号、起止日期、起止轴号和“微探专用”字样。铁路轮轴电磁超声探伤第44页第六节 轮轴、轮对、车轴手工超声波探伤 一 探伤前准备 1 检验辅助设备、工具 超声波探伤作业用转轮器转速2r/min，并能随时控制转停，工作状态良好。超声波探伤人员应配置带函数计算器及惯用工具。检验探伤仪技术状态良好，满足轮轴、轮对、车轴探伤要求。检验和选择探头、探头线检验探伤用各种探头应满足探伤要求。铁路轮轴电磁超声探伤第45页选择探头 横波斜探头K值与折射角值对应关系表探头K值0.7O.81.01.21.31.4折射角 35 40 45 50 52 55小角度纵波探头入射角值与折射角值对应关系表入射角6789折射角13.2315.517.6319.9入射角1010.51112折射角22.21 23.3 24.54 26.9铁路轮轴电磁超声探伤第46页二 性能校验 探伤设备性能校验分为日常性能校验和季度性能检验。1日常性能校验 每班开工前由探伤工、探伤工长、质量检验员、验收员共同进行。检验探伤系统技术状态，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当量对比检验。2季度性能检验 每季度由主管领导组织，轮轴（探伤）专职、设备专职、验收员、质量检验员、探伤工长、探伤工和设备维修工共同参加，检验超声波探伤仪状态，测试超探仪主要性能指标，并按日常性能校验内容进行检验。铁路轮轴电磁超声探伤第47页三 探伤工艺（一）全轴穿透检验 1 探测RD2型轮轴标定方法可任选以下三种方法中一个：使用0直探头在TZS-R标准试块上标定 使用0直探头在TS-l（或TS-1W）标准试块标定 也可使用0直探头在RD2型实物试块直接标定 铁路轮轴电磁超声探伤第48页2 探伤灵敏度确实定 使用TZS-R标准试块，调整仪器探伤灵敏度，使第1次底面回波高度到达荧光屏垂直满幅80%，此时应保有60dB以上调整余量。在此基础上，再释放45dB左右，以此作为穿透检验探伤灵敏度。若用TS-l（或TS-1W）标准试块，调整仪器灵敏度，使第10次底面回波高度到达荧光屏垂直刻度满幅80%，此时应保有30dB以上调整余量。铁路轮轴电磁超声探伤第49页3 探测RE2B（RE2A、RE2）型轮轴标定 使用0直探头在RE2型实物试块上标定：从实物试块端面探测试块底面，调整仪器，使试块底面二次反射波显示在屏幕水平满刻度80%90%之间，波高到达荧光屏垂直满幅80%。在此基础上增益612dB，耦合赔偿(26)dB，作为穿透检验探伤灵敏度。铁路轮轴电磁超声探伤第50页4扫查 全轴穿透扫查须在车轴两端面分别进行。扫查时，探伤灵敏度可适当提升，以不出现干扰杂波为准。使探头均匀受力2N5N，以2050mm/s速度，按图13-24方式移动，即一面沿轴端面径向前后移动探头，一面沿圆周方向移动，并同时观察回波改变。铁路轮轴电磁超声探伤第51页5质量标准 大裂纹判定：穿透探伤时如发觉底面回波与始波间有可疑回波出现，应进行危害性分析；确定缺点存在位置。依据缺点波在荧光屏水平线上所处格数，即可按照线性百分比关系算出缺点所处位置。判定缺点性质：依据缺点位置采取不一样判定方法，可疑缺点处于轴身外露部位时，须用磁粉探伤方法确认；处于镶入部时，则须用横波或小角度纵波探伤方法判定。透声性能判定：发觉底波达不到满幅30%部位面积占轴端探测面积(滑动轮对不含轴领部分)1/16以上探测区域时,该轴判为透声不良。铁路轮轴电磁超声探伤第52页（二）轮座镶入部探伤检验 1 横波斜探头标定（1）探测RD2型轮轴标定方法 测距标定 使用横波斜探头在TZS-R试块R面上标定：调整仪器，使A面下棱角一次最高反射波和上棱角二次最高反射波前沿分别对准荧光屏水平满刻度第2和第4大格上见图，此时，水平刻度每格代表深度40mm，代表水平距离40 tgmm，铁路轮轴电磁超声探伤第53页铁路轮轴电磁超声探伤第54页 确定探伤灵敏度 在TZS-R系列试块上探测1mm深人工裂纹，调整仪器，将其回波高度调整到荧光屏垂直满幅80%，然后按RD2型车轴赔偿1215 dB，RE2B、RE2A型车轴赔偿1518dB，以此作为横波斜探头探伤灵敏度 折射角为4550横波斜探头探伤灵敏度比对校验示意图 铁路轮轴电磁超声探伤第55页（2）探测RE2B（RE2A、RE2）型轮轴标定方法 测距标定 使用横波斜探头在RE2型实物试块标定：调整仪器将测距显示范围调至水平满刻度400mm左右，仪器转换至标定状态，从RE2型实物试块轴身探测底面深80mm和160mm两人工裂纹，移动探头和调整仪器，使两裂纹波分别到达最高并调至垂直满幅80%左右，W1裂纹波位置调至刻度2附近，W2裂纹波位置调至刻度4附近，如图13-30所表示。分别读取两裂纹波总声程W1和W2，仪器按校准零点W0：W0=2W1-W2 铁路轮轴电磁超声探伤第56页横波斜探头在RE2型实物试块上测距标定示意图 铁路轮轴电磁超声探伤第57页确定探伤灵敏度 从RE2型实物试块轴身上探测镶入部内侧（探头1）或外侧1mm（探头2）深人工裂纹，也能够从轴颈上探测镶入部外侧1mm（探头3）深人工裂纹，如图所表示。移动探头并调整仪器，使裂纹波到达最高再调至垂直满幅80%，然后进行试块人工裂纹赔偿和耦合赔偿（普通24dB），以此作为横波斜探头探伤灵敏度。铁路轮轴电磁超声探伤第58页2 小角度纵波探头标定 n测距标定 使用小角度纵波探头在TZS-R试块上标定：将探头置于TZS-R型试块C面上，探测A面上棱角最高反射波，使反射波前沿在仪器荧光屏水平满刻度第4大格上，已知TZS-R试块长200mm，则每1大格约代表车轴水平长度 50mm 铁路轮轴电磁超声探伤第59页确定探伤灵敏度 n在TZS-R系列试块上，调整仪器，从C面找到R面上(相距175mm)1.0mm 深人工缺点波并调整至荧光屏垂直满幅80%，在此基础上再提升612dB(详细视轴型定)作为小角度纵波探头探伤灵敏度。小角度纵波探头在TZS-R试块上探伤灵敏度比对校验示意图 铁路轮轴电磁超声探伤第60页四 探伤统计 每条轮轴、轮对、车轴探测完成后，均应在车轮辐板内侧面或车轴轴身上画出显著超声波探伤检验标识；发觉车轴有缺点时，应使用白铅油做出标识，注明缺点性质和位置。每条轮轴、轮对、车轴探测完成后，探伤人员应填写以下探伤统计：1 轮轴卡片（车统51）：探伤后应按所探测部位分别在对应栏签章。2 车辆轮轴超声波(磁粉)探伤发觉缺点统计卡(车统-52A)：探伤过程中凡发觉缺点，均须填写此卡片，注明缺点性质、程度、位置及发觉伎俩，并做出分析和计算。参加判定人员须在卡片上签章。3 车辆轮轴超声波(磁粉)探伤统计(车统-53A)：每条轮轴、轮对、车轴探伤后均须填写此统计，探伤人员须签章。铁路轮轴电磁超声探伤第61页第七节超声波探头和试块技术要求 超声波探头技术要求 1 无双峰和波形抖动现象。2 回波频率及其误差回波频率：横波探头和纵波直探头：2.5MHz；小角度纵波探头：45MHz；回波频率误差：/15%：探头标定回波频率；：探头标定回波频率实测值与标定值之差。3 斜探头折射角误差横波探头45时：1.5；横波探头45时：2；横波探头45时：1（微机控制超探机专用）；小角度纵波探头：2；小角度纵波探头：1（微机控制超探机专用）。4 分辨力 纵波直探头：26dB；横波探头：20dB；小角度纵波探头：20dB。5 相对灵敏度 纵波直探头（同灵敏度余量）：46dB；横波探头：60dB（R100圆弧面）；小角度纵波探头：50dB（80mm深3mm横孔）；6 直探头声轴偏斜角：1.5；直探头声轴偏斜角：1.0（微机控制超探机专用）；铁路轮轴电磁超声探伤第62页二 超声波探伤用标准试块技术要求 超声波探伤使用标准试块主要为CS-1-5、CSK-1A、TS-1W（或TS-1）、TZS-R、DBH2（微机超探用）、DBPZ 204（微机超探用）和TZS-85H、TZS-65H。铁路轮轴电磁超声探伤第63页2 TS-l型标准试块 铁路轮轴电磁超声探伤第64页TZS-R型标准试块 铁路轮轴电磁超声探伤第65页 CS-l-5型标准试块 铁路轮轴电磁超声探伤第66页TZS-85H/65H试块 铁路轮轴电磁超声探伤第67页试块制作技术要求 n试块用车轴钢制作。圆弧面粗糙度小于3.2m，其它部位粗糙度小于1.6m。人工缺点宽0.2mm。R100圆弧园心线刻线长20mm,刻槽深2.5mm。加工精度同CSK-1试块。铁路轮轴电磁超声探伤第68页三 超声波探伤用实物试块技术要求 n车轴实物试块应使用透声性能良好、晶粒度均匀(使用0直探头在轴端探测各部位dB值相差不超出6dB)、内部无缺点RD2型和RE2A型车轴制成。车轴实物试块上人工锯口(模拟裂纹)是用线切割机加工。轴颈和镶入部内外侧人工锯口深度(弓形高)均为1mm，宽度为O.2mm。车轴实物试块两端面平行度O.05mm。按要求位置压装上轮毂(热装)、轴承或轴承内圈。1 基本要求 铁路轮轴电磁超声探伤第69页2 RE2型实物试块 实物试块用RE2A型车轴制作，试块上各处人工裂纹位置及深度如表F13-9和图13-51所表示，其中1、2、3、4号缺点在同一条直线上，而且与一螺栓孔相平行。2号缺点与1号缺点在圆周方向上相距120。铁路轮轴电磁超声探伤第70页 LWCZT-C型轮轴微机控制超声波自动探伤机样板轮轴（RD2）铁路轮轴电磁超声探伤第71页四 超声波探伤仪器、探头测试方法和探伤灵敏度赔偿方法 1 小角度纵波探头L：端面扫查带中心至探测区域中心最大垂直距离。h：轴端面至探测区域中心水平距离。对于轴颈部位探伤，如图所表示，L等于中心孔与螺栓孔之间扫查带中心至轴颈上表面距离，h则等于轴端面至轴颈根部或卸荷槽部位距离。（一）超声波探伤探头角度确定方法铁路轮轴电磁超声探伤第72页对于镶入部外侧探伤，如图13-58所表示，L等于车轴端面扫查带中心至轮座上表面距离，h则等于轴端面至镶入部外侧距离。铁路轮轴电磁超声探伤第73页2 横波探头 从轴身探测镶入部外侧：L为探头紧靠镶入部后肩或轮毂内侧面（带突悬）时探头入射点至被探部位最远点（即镶入部外侧边缘）之间水平距离（见图13-59）；为轮座与轴身平均直径，=（轴身直径+轮座直径）/2。铁路轮轴电磁超声探伤第74页 从轴颈探测镶入部外侧：nL为探头紧靠防尘板座前肩时探头入射点至被探部位最远点（普通为镶入部中间）之间水平距离；为轮座与轴颈平均直径，=（轴颈直径+轮座直径）/2。铁路轮轴电磁超声探伤第75页 从轴身探测镶入部内侧 n 使用与探测外侧一样角度探头，普通使用45探头，也可使用3745之间其它角度探头。铁路轮轴电磁超声探伤第76页（二）仪器和探头性能测试方法 使用2.5P20Z探头和CS-1-5试块。连接探头并将仪器灵敏度置最高。此时仪器和探头噪声电平（不含始脉冲处屡次声反射）高于满幅度10%，则调整仪器灵敏度，使噪声电平等于满幅度10%，记下此时增益或衰减器读数S0。将探头置于试块端面上探测200mm处2平底孔，如图13-60所表示。移动探头使2平底孔反射波幅最高，并调至满幅度50%，记下此时增益或衰减器读数S1，则该探头相对灵敏度（探伤灵敏度余量）S为：SS1S0（dB）1 探伤灵敏度余量测量铁路轮轴电磁超声探伤第77页2 垂直线性误差测量 连接探头并在试块上探测任一反射波（普通声程大于50mm）作为参考波，如图13-61所表示。调整探伤仪灵敏度，使参考波幅度恰为垂直满幅幅度100%，且增益或衰减器最少有30dB调整余量。测试时允许使用探头压块。铁路轮轴电磁超声探伤第78页 用增益或衰减器降低参考波幅度，并依次记下每衰减2dB时参考波幅度读数，直至衰减26dB以上。然后将参考波幅度实测值与表13-12中理论值相比较，取最大正偏差与最大负偏差.在工作频率范围内，改用不一样频率探头，重复、测试。铁路轮轴电磁超声探伤第79页3 动态范围测量 连接探头并在试块上探测任一反射波（普通声程大于50mm）作为参考波。调整增益或衰减器降低参考波，并读取参考波幅度自垂直满幅度100%下降至刚能识别之最小值（普通约为35%）时调整量，此调整量则定为该探伤仪在给定频率下动态范围。铁路轮轴电磁超声探伤第80页4 水平线性误差测量 连接探头，并依据不一样探测深度要求将探头置于适当厚度试块上，如TZS-85H、CSK-IA、CS-1-2、TS-2试块等，如图13-62所表示。再调整探伤仪使之显示屡次无干扰底波。铁路轮轴电磁超声探伤第81页在不含有“扫描延迟”功效探伤仪中，分别将各次底波调到50%，并使第一次底波B1前沿对准水平刻度“2”，第五次底波B5前沿对准水平刻度“10”，然后分别读取第二、三、四次底波幅度在50%情况下其前沿与水平刻度“4”、“6”、“8”偏差Ln，如图13-63所表示，然后取其最大偏差Lmax按式（13-14）计算水平线性误差。铁路轮轴电磁超声探伤第82页5 探头频率及其误差测量 连接被测探头并置于TZS-85H或CSK-1试块上，可使用探头压块。直探头用试块25mm厚底波作为参考波，斜探头用R100圆弧面反射波作为参考波。用示波器在探伤仪接收输入端观察参考波扩展波形，如图13-64，在此波形中，以峰值点P为基准，读出在其前一周期、后两个周期共计三个周期时间T3，铁路轮轴电磁超声探伤第83页6 斜探头折射角及其误差测量 在TZS-85H试块上探测R100圆弧面，前后移动探头并保持探头与试块侧面平行，直至R100圆弧面反射波到达最高，则此时R100弧面圆心所对应探头上点即为探头入射点。入射点测量 铁路轮轴电磁超声探伤第84页 探头入射点测量后，调转探头探测试块上深70mm3mm横通孔，前后移动探头并保持探头与试块侧面平行，直至横通孔反射波最高，此时探头入射点所对应试块上刻度值即为探头折射角度。如图13-65所表示。折射角测量 铁路轮轴电磁超声探伤第85页7 探头相对灵敏度测量 仪器灵敏度置最大，若此时仪器电噪声电平高于满幅度10%，则应调整仪器灵敏度，使电噪声电平降至满幅度10%，记下此时增益或衰减器读数S0。连接好被测探头，并置于TZS-85H试块上，探测R100圆弧面，探头耦合良好并保持声束方向与试块侧面平行，前后移动探头使R100圆弧面回波幅度最高并调至满幅度50%，读取此时仪器增益或衰减器读数S 横波斜探头 铁路轮轴电磁超声探伤第86页小角度纵波探头 n测量方法与条测量方法相同，其基准回波为 TZS-85H试块上3横通孔，如图13所表示。铁路轮轴电磁超声探伤第87页8 分辨力（纵向）测量（1）斜探头 如图13-67所表示，探头置于TZS-85H试块上，耦合良好，探测试块上9、3两同心孔反射波，移动探头使两波等高。调整仪器灵敏度和探头位置，使两波波幅同时到达满幅度100%，然后测量波谷高度h.若h0或两波能完全分开，则取R30dB。铁路轮轴电磁超声探伤第88页（2）直探头 测量仪器要求同斜探头情况，测距水平刻度线全长普通可调整在100mm钢中纵波声程以内。仪器抑制和赔偿置零或关，连接探头并置于CSKIA试块上，探测85mm和91mm深反射面反射波（如图13-68所表示），移动探头使两波等高；改变仪器灵敏度使两波幅同时到达满幅度100%，测量波谷高度h，然后用式F13.2-9计算探头分辨力R。若h0或两波能完全分开，则取R30dB。铁路轮轴电磁超声探伤第89页（三）实物试块标定探伤灵敏度时赔偿 轴颈部位 用小角度纵波探头从TZS-85H(或TZS-R)试块端面探测水平距离为100mm、深度为1mm人工裂纹，将其最高波调至80%，增益（58）dB，以此灵敏度探测实物试块轴颈1mm深人工裂纹，人工裂纹应能正常检出，其反射波高度应靠近80%，不然应按第2条要求进行灵敏度赔偿。轮座镶入部 用横波探头二次波探测TZS-85H(或TZS-R)试块上1mm深人工裂纹，将其最高波调至80%，增益（1518）dB，以此灵敏度探测实物试块镶入部内（外）侧人工裂纹，人工裂纹应能正常检出，其反射波高度应靠近80%，不然应按要求进行灵敏度赔偿。1 赔偿要求铁路轮轴电磁超声探伤第90页2 探伤灵敏度赔偿方法 当实物试块人工裂纹波高于80%时，调整仪器灵敏度使波高降至80%，读取灵敏度调整量1（dB），按要求标定探伤灵敏度后，应增益1dB，作为对实物试块上该人工裂纹灵敏度赔偿。当实物试块人工裂纹波低于80%时，调整仪器灵敏度使波高升至80%，读取灵敏度调整量2（dB），按要求标定探伤灵敏度后，应衰减2dB，作为对实物试块上该人工裂纹灵敏度赔偿。铁路轮轴电磁超声探伤第91页（四）轮轴微机控制超声波自动探伤机专用探头检测方法 测试设备：探伤仪；示波器；CSKIA标准试块；DBH2标准试块 1 探头回波频率及频率误差测试 探头回波频率及频率误差测试方法铁路轮轴电磁超声探伤第92页2分辨力测试 测试设备:探伤仪；示波器；CSKIA标准试块；DBH2标准试块直探头分辨力测试方法分辨力测试波形图铁路轮轴电磁超声探伤第93页斜探头分辨力测量 将探头置于CSKIA型试块上K值测量位置，其位置如图13-74(a)或5(b)所表示，耦合良好，移动探头位置使来自50mm和44两孔回波A、B高度相等，并约为2030%满刻度，如中h1。调整衰减器，使A、B两波峰间波谷上升到原来波峰高度，此时衰减器所释放dB数（等于用衰减器读出缺口深度h1/h2之值）即为以dB值表示分辨力。斜探头分辨力测试方法斜探头分辨力测试波形图铁路轮轴电磁超声探伤第94页3探头主声束声轴偏斜角测量 测试设备：探伤仪；DBH2试块；CSKIA试块直探头声轴偏移角测试方法铁路轮轴电磁超声探伤第95页4 斜探头入射点标定 测试设备：探伤仪；TZSR试块；CSKIAR66试块斜探头入射点测试方法铁路轮轴电磁超声探伤第96页5横波斜探头K值和角测定 测试设备 探伤仪；TZSR试块 横波斜探头K值和角测定方法 铁路轮轴电磁超声探伤第97页6小角度纵波探头K值和角测定 测试设备：探伤仪；TZSR试块；CSKIA试块小角度纵波探头K值和角测定铁路轮轴电磁超声探伤第98页7 灵敏度余量测试测试设备：探伤仪；CS15试块；CSKIA试块；DBH2试块 直探头探伤灵敏度余量测量斜探头探伤灵敏度余量测量铁路轮轴电磁超声探伤第99页8 空载始波宽度W0测量 测试设备：探伤仪；CSKIA试块；DBPZ204对比试块小角度纵波探头灵敏度测试方法 直探头空载始波宽度测试波形图铁路轮轴电磁超声探伤第100页