铁路轮轴电磁超声探伤(课堂)课件.ppt

1、一 电磁探伤的基本原理 电磁探伤是利用电磁原理来发现金属缺陷的检查方法。这种探伤方法是将铁磁材料的零件磁化，零件缺陷处的磁阻就会增大，利用漏磁来发现缺陷。如果有铁磁材料所制成的零件组织均匀，没有任何缺陷，则各处的导磁率均相同，磁化后磁力线的分布也将是均匀的。如果零件中存在缺陷，由于缺陷（空气、其它气体、真空、非磁性材料等）的导磁率较低，则磁力线通过这些地方时将遇到较大的磁阻，磁力线的分布发生变化。12 显示方法 n用磁粉显示缺陷的方法有干法和湿法（磁悬液）两种。干法是将干磁粉撒在被磁化的零件上来发现缺陷；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的表面或把零件浸

2、入磁悬液中进行探伤检查。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的，在暗室中用长波紫外线灯光照射，聚集在缺陷处的磁粉发生黄绿色的光带，更易发现缺陷。23 磁粉 n裂纹或缺陷的显示是否清晰和作为媒质的磁粉有很大的关系。如果磁粉没有良好的导磁率，或者粒度过大，就不易或不能被漏磁通所吸引，因此，显示就不清晰。所以对探伤的磁粉要求是：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。常用磁粉的化学成分为可溶铁含量68.0073.00，化合碳含量小于0.20。干法探伤时，用于车轴探伤的磁粉粒度为100200目（

3、使用标准铜丝筛筛选）。湿法探伤是，用于车轴探伤的磁粉粒度为小于320目。34 零件磁化 n在电磁探伤时，当磁力线的方向与裂纹或缺陷方向垂直时，最容易发现裂纹。如果磁力线的方向和裂纹的方向一致，那么裂纹并没有阻碍磁力线通过，因此磁力线不弯曲也不漏泄，磁粉也不会集中，也没有探伤效果。所以必须根据零件的受力情况，采用纵向的磁场或横向的磁场，分别检验横裂纹和纵裂纹。(a)(b)45 电磁探伤的不足之处n对于金属内部较深的裂纹与缺陷，采用电磁探伤是不大容易发现的。这时虽然磁力线遇到缺陷而弯曲，但由于缺陷与外表的距离较远，磁力线不可能泄漏到外表面，以致工件表面各处的磁力线密度相差不大，磁粉不会集中。但在离

4、表面34以内的裂纹，也有少许磁力线外泄，因此有较微弱和不太清晰的磁粉集中，需要仔细辨认才能看出。5二 电磁探伤器最常用的有两种，即闭合环型和马蹄型。61 闭合环型电磁探伤器 n闭合环型电磁探伤器的特点是轻便，使用时在距离探伤器中心两侧50范围以内的裂纹都可以清晰地显示出来。它专门用以检查车轴轴颈。这种探伤器由于采用纵向磁化法，故只能检查横裂纹。如检查纵裂纹，需要用其它探伤器进行周向磁化法检查；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，以便发现斜裂纹和纵裂纹。72 开合马蹄型电磁探伤器 n它是车辆部门常用的一种多用途电磁探伤器，如图13-4所示。这种探

5、伤器的外形既与卡钳相似，又与马蹄相似。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。过去常用它检查车轴、车轮、拱板等，现在主要用它检查车钩零件和客车转向架的摇枕吊、摇枕吊轴及吊销等。83 3000型荧光磁粉探伤机 n它是一种车辆轮对车轴表面探伤的专用设备。它设置了纵向和横向联合磁化装置，采用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。9三 电磁探伤的操作方法 n电磁探伤时能否发现金属零件的缺陷，除了要求有灵敏度很高的探伤器及良好的显示媒质外，在很大程度上还取决于操作工艺。方法不当，不仅探伤工作效率低，更重要的是容易造成漏探。即使有1/10000的漏

6、探，也往往会造成不可估量的损失。101 每日探伤之前，应先检查探伤器的灵敏度及性能。确认探伤器良好后，再进行探伤操作。进行常规检查 检验磁粉及磁悬液 进行综合灵敏度校验 标准试片112 必须将轮对表面的锈垢、油污、灰尘及水分清除干净，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。探伤器及变压器的通电时间一般以不发烫为限。湿法探伤时，须在全轴磁化前，对车轴被探测部位表面（不退轴承内圈时包括内圈表面）喷洒磁悬液，进行充分湿润；严格控制磁悬液的喷洒压力和覆盖面。应做到缓流、均匀、全面。124 使用环形探伤器时，线圈内径面距车轴探测面的距离不大于50，探伤器的移

7、动速度不大于150，分段探伤每段长度不得超过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陷磁痕时，须用标记笔在车轴上划出缺陷磁痕出现位置的范围，详细记录缺陷磁痕位置、尺寸和形状。13缺陷磁痕的判断方法如下：n 裂纹的磁痕特征一般为锯齿形，两端呈尖角状，磁粉聚集的图像不规则，清晰、密集。n 发纹的磁痕特征呈直的或微弯的细线，磁粉聚集图像呈细长、平直。n 伪磁痕的磁痕特征是绝大部分的磁粉聚集图像都比较散乱，再次磁化检查时，一般复现状况不好或完全不复现。14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 检查辅助设备、工具2 探伤机检查检查探伤机

8、各部技术状态应满足探伤要求。3 检查标准试片 4 检查磁粉及配制磁悬液5 磁化规范检查 周向磁化电流的选择 纵向磁化电流的选择 15二 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）和季度全面性能检查（简称季度性能检查）。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、质量检查员和验收员共同参加。包括：常规检查 系统灵敏度校验 磁粉及磁悬液检验 磁化检验 磁痕分析 退磁检查 填写或打印日常校验记录 162 季度性能检查 季度性能检查每三个月进行一次。由主管领导负责组织，轮轴（探伤）专职、设备专职、验收员、质量检查员、探伤工长、探伤工和设备维修工共同

9、参加。n季度性能检查要求如下：探伤机(器)及附属设备技术状态检查 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）季度性能检查记录”17三 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的要求操作探伤设备。轮轴探伤时，探伤部位的表面应露出基本金属面。18四 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（不退轴承内圈时包括内圈表面）自动喷淋磁悬液，磁悬液应做到缓流、均匀、全面覆盖探伤部位。夹紧（周向磁轭）装置夹紧车轴时，两磁轭应与车轴的两端面（或轴承前盖、密封座）接触良好，防止打火现象。磁化时，周向磁化电流和纵向磁化电流应符合要求。

10、探伤部位的紫外辐照度、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查的“起始”标识，保证转动检查一周以上。19五 探伤记录 n每条轮轴、轮对、车轴探伤结束后，应使用标记笔在车轮辐板内侧面或轴身上画出明显的磁粉探伤检查标识“D”；确认有缺陷的轮轴、轮对、车轴应使用白铅油在缺陷处画上标识，并注明缺陷性质。轮轴卡片（车统51）车辆轮对（车轴）超声波（磁粉）探伤发现缺陷记录簿（车统-52A）车辆轮对（车轴）超声波（磁粉）探伤记录（车统-53A）20第三节 滚动轴承零件磁粉探伤 一 探伤前准备 1 检查辅助设备、工具 2 探伤机检查 3 试块和试片检查 4 磁粉和磁悬液配制和检查 5 磁化规范

11、检查 周向磁化规范 纵向磁化规范 21二 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面性能检查。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、质量检查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。常规检查 系统灵敏度校验222 季度性能检查 n季度性能检查应每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、质量检查员、探伤工长、探伤工和设备维修工共同参加。新购置或大、中修后的探伤设备，第一次使用前应进行季度性能检查。季度性能检查要求如下：探伤机(器)及附属设备技术状态检查 磁粉和磁悬液检验 系统灵敏度校验 填写或打

12、印探伤设备季度性能检查记录 23三 探伤作业要求 轴承零件探伤作业时，应严格按照探伤机的使用说明书和设备操作规程的要求操作探伤设备。轴承零件探伤前，表面应擦拭干净，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)。24四 探伤作业 轴承零件磁化时，喷洒在工件上的磁悬液应缓流、均匀、全面覆盖工件。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的要求。轴承滚子采用通电法磁化时，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，确认有无缺陷磁痕。25五 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，应逐个进行剩磁检查，其剩磁不超过 0.3

13、 mT(3Gs)为合格。未经探伤的轴承零件应全部进行残磁检查，残磁超标者应做退磁处理。26六 探伤记录 轴承零件探伤后，探伤人员应填写或打印下列记录：填写或打印车辆滚动轴承零件磁粉探伤记录(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记录单上签章。探伤发现有裂纹的轴承零件，应详细填写或打印车辆滚动轴承零件磁粉探伤发现裂纹记录（车统-52B），注明裂纹情况，参加鉴定的人员应在记录上签章。填写探伤记录应做到字迹清晰，干净整齐，不错不漏。27第四节 超声波探伤 超声波探伤的基本原理是：用超声波发生器向工件内发射超声波，超声波遇到缺陷时受阻，检测缺陷反射回来的超声波和

14、超声波通过工件后衰减的程度，即可发现缺陷及位置。28一 超声波及其特性 1.声波和超声波 2.超声波的特性 超声波的指向性 超声波的绕射 超声波的反射、折射、反射率与穿透率 超声波的波型 超声波在介质中的衰减 293.超声波探伤的物理原理 n由于超声波会被两种介质的界面反射（金属零件内的缺陷，如裂纹、气泡等常存在金属与空气的界面）根据反射波的情况可确定有无缺陷。利用超声波折射的性质可以确定缺陷与探头的方位关系。各种介质传播超声波有特定的波速，可由超声波反射回来所用的时间确定缺陷与探头的距离。30二 超声波探伤仪简介 超声波探伤仪方框原理1-同步电路 2-时基电路 13-辉度调节 4-灯丝 5-

15、阴极 6-控制栅板 7-第一阳极 8-聚焦调节 9-水平偏转板 10-垂直调节板11-荧光屏 12-试块 113-直探头 14-放大电路 15-高频脉冲发生器312.探头 探头的声电转换原理 探头能在高频脉冲电压激发下产生超声波，并在反射超声波的作用下产生高频信号，主要靠探头内部的晶片起作用。晶片由压晶体制成，它可以产生压电效应，即在一定晶面间施加交变电压时，晶面间会发生相应频率的收缩和膨胀，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的振动时，晶面间会产生相应频率的交变电压。晶片产生超声波的频率与晶片的材质和几何尺寸有密切关系。最常用的晶片材质是钛酸钡。32常用探头种类及其适用范

16、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33直探头适用范围n直探头发射超声波的方向与工件表面垂直，它适合探测工件中与工件表面平行的缺陷。当缺陷表面与工件表面垂直时，则不宜用直探头。34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，其强度要削弱很多，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，可采用入射角为7、8、9的斜探头在轴端探测，也可用入射角为30、40、5

17、0的斜探头在轴颈或轴身上探测 35三 轮对超声波探伤工艺 n对轮对进行超声波探伤的目的，主要是发现轮座被轮毂包围部分的裂纹、轮座与车轮轮毂孔接触不良及车轴透声不良等故障，还有检查不退轴承或轴承内圈时滚动轴承车轴轴颈卸荷槽部位有无裂纹。361 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，同时轮对缓慢转动。探头在轴端移动的轨迹参照图所示的情况。探头在轴端移动轨迹示意图372 判断故障波型 透声不良波形的判断 用直探头在轴端面检查，如发现底波高度达不到满幅30的面积占轴端探测面积1/16以上时，可判为透声不良。裂纹波形的判断 轮座表面有裂纹或内部有缺陷时，在荧光屏上

18、出现的反射波应在预定的探测深度之内，即裂纹波与始波的距离应在估算的范围之内，而且裂纹波两侧没有杂波 38 接触不良波形的判断 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。接触不良一般出现在轮座的外端，这是因为轮座加工时造成的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的研磨作用较大的缘故。39四 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对的，随着技术进步滑动轴承轮对已淘汰，此机型已停止制造。B型机是专门探测客车的RC3、RC4和R

19、D3、RD4退内圈及不退内圈滚动轴承轮对的；C型机是货车滑动和滚动轴承轮对通用型的自动探伤机；D型机是客、货车通用型的轮轴超声波自动探伤机。40第五节.轮轴微机控制超声波自动探伤 n一 探伤前准备 1 开机检查探伤系统 2 检查探头、探头线 3 试块检查 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：不同机型的轮轴微机控制超声波自动探伤机，均应选用代表本机型轮轴型号的专门制作有实物人工伤的轮轴、轮对作为“样板轮轴、轮对”。41二 系统校验 1 探伤灵敏度校准 2 日常性能校验 3 度性能检查 4样板轮轴、轮对缺陷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

20、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，其宽度不大于0.1mm。对样板轮轴、轮对连续探测10次中不应有漏检，报伤结果准确率应达到90%以上。42三 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，根据显示器屏幕上探伤主程序所提示的信息依次输入轴型、轴号、厂家、确认操作者及组装日期等。核对控制台上的轴型控制开关，启动油泵，进入探伤主程序。43四 探伤记录 1 轴卡片(车统-5l)轮轴、轮对探伤后应按所探测部位分别在相应栏签章，姓名前加“微”或“W”字样。人工复探后，在复探栏签章。2 辆

21、(车轴)超声(磁粉)探伤发现缺陷记录卡(车统-52A)：探伤过程中凡发现缺陷车轴，均须打印此卡片，注明车轴缺陷性质、缺陷部位，并在车统-53A备注栏注明“待复验”字样。参加鉴定人员须在卡片上鉴章。3 辆轮对(车轴)超声波(磁粉)探伤记录(车统-53A)：轮轴、轮对探伤后均须打印此记录，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。44第六节 轮轴、轮对、车轴手工超声波探伤 一 探伤前准备 1 检查辅助设备、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备带函数的计算器及常用工具。检查探伤仪技术状态良好，满足轮轴、轮对

22、、车轴探伤要求。检查和选择探头、探头线检查探伤用的各种探头应满足探伤要求。45选择探头 横波斜探头K值与折射角值的对应关系表探头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的对应关系表入射角6789折射角13.2315.517.6319.9入射角1010.51112折射角22.21 23.3 24.54 26.946二 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查。1日常性能校验 每班开工前由探伤工、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

23、，确定探伤灵敏度，并在实物试块上进行当量对比检验。2季度性能检查 每季度由主管领导组织，轮轴（探伤）专职、设备专职、验收员、质量检查员、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，测试超探仪主要性能指标，并按日常性能校验的内容进行检查。47三 探伤工艺（一）全轴穿透检查 1 探测RD2型轮轴的标定方法可任选如下三种方法中的一种：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 482 探伤灵敏度的确定 使用TZS-R标准试块，调整仪器探伤灵敏度，使第1次底面回波高度达到荧光屏垂直满幅的80%

24、，此时应保有60dB以上的调整余量。在此基础上，再释放45dB左右，以此作为穿透检查的探伤灵敏度。若用TS-l（或TS-1W）标准试块，调整仪器灵敏度，使第10次底面回波高度达到荧光屏垂直刻度满幅的80%，此时应保有30dB以上的调整余量。493 探测RE2B（RE2A、RE2）型轮轴的标定 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，调节仪器，使试块底面的二次反射波显示在屏幕水平满刻度的80%90%之间，波高达到荧光屏垂直满幅的80%。在此基础上增益612dB，耦合补偿(26)dB，作为穿透检查的探伤灵敏度。504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

25、敏度可适当提高，以不出现干扰杂波为准。使探头均匀受力2N5N，以2050mm/s的速度，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，并同时观察回波的变化。515质量标准 大裂纹的判定：穿透探伤时如发现底面回波与始波间有可疑回波出现，应进行危害性分析；确定缺陷存在的位置。根据缺陷波在荧光屏水平线上所处的格数，即可按照线性比例关系算出缺陷所处的位置。判定缺陷的性质：根据缺陷的位置采取不同的判定方法，可疑缺陷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。透声性能的判定：发现底波达不到满幅的30%的部位面积占轴端探测面积(滑

26、动轮对不含轴领部分)1/16以上的探测区域时,该轴判为透声不良。52（二）轮座镶入部探伤检查 1 横波斜探头标定（1）探测RD2型轮轴的标定方法 测距标定 使用横波斜探头在TZS-R试块R面上标定：调节仪器，使A面下棱角一次最高反射波和上棱角二次最高反射波的前沿分别对准荧光屏水平满刻度的第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，53 54 确定探伤灵敏度 在TZS-R系列试块上探测1mm深的人工裂纹，调节仪器，将其回波高度调整到荧光屏垂直满幅的80%，然后按RD2型车轴补偿1215 dB，RE2B、RE2A型车轴补偿1518dB，以此作为横波斜探头的

27、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 55（2）探测RE2B（RE2A、RE2）型轮轴的标定方法 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，移动探头和调节仪器，使两裂纹波分别达到最高并调至垂直满幅的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所示。分别读取两裂纹波的总声程W1和W2，仪器按校准零点W0：W0=2W1-W2 56横波斜探头在RE2型实物试块上测距标定示意图 57确定探伤灵敏

28、度 从RE2型实物试块的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，也可以从轴颈上探测镶入部外侧1mm（探头3）深人工裂纹，如图所示。移动探头并调整仪器，使裂纹波达到最高再调至垂直满幅的80%，然后进行试块人工裂纹补偿和耦合补偿（一般24dB），以此作为横波斜探头的探伤灵敏度。582 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的第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 59确定探伤灵敏度 n在TZS-R系列试

29、块上，调整仪器，从C面找到R面上(相距175mm)1.0mm 深的人工缺陷波并调整至荧光屏垂直满幅的80%，在此基础上再提高612dB(具体视轴型定)作为小角度纵波探头的探伤灵敏度。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 60四 探伤记录 每条轮轴、轮对、车轴探测完毕后，均应在车轮辐板内侧面或车轴轴身上画出明显的超声波探伤检查标记；发现车轴有缺陷时，应使用白铅油做出标记，注明缺陷性质和位置。每条轮轴、轮对、车轴探测完毕后，探伤人员应填写下列探伤记录：1 轮轴卡片（车统51）：探伤后应按所探测部位分别在相应栏签章。2 车辆轮轴超声波(磁粉)探伤发现缺陷记录卡(车统-52A)：探

30、伤过程中凡发现缺陷，均须填写此卡片，注明缺陷性质、程度、位置及发现手段，并做出分析和计算。参加鉴定人员须在卡片上签章。3 车辆轮轴超声波(磁粉)探伤记录(车统-53A)：每条轮轴、轮对、车轴探伤后均须填写此记录，探伤人员须签章。61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

31、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）；62二 超声波探伤用标准试块技术要求 超声波探伤使用的标准试块主要为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。632 TS-l型标准试块

32、 64TZS-R型标准试块 65 CS-l-5型标准试块 66TZS-85H/65H试块 67试块制作技术要求 n试块用车轴钢制作。圆弧面粗糙度不大于3.2m，其它部位粗糙度不大于1.6m。人工缺陷宽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。68三 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的dB值相差不超过6dB)、内部无缺陷的RD2型和RE2A型车轴制成。车轴实物试块上的人工锯口(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

33、实物试块的两端面平行度O.05mm。按规定位置压装上轮毂(热装)、轴承或轴承内圈。1 基本要求 692 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的位置及深度如表F13-9和图13-51所示，其中1、2、3、4号缺陷在同一条直线上，并且与一螺栓孔相平行。2号缺陷与1号缺陷在圆周方向上相距120。70 LWCZT-C型轮轴微机控制超声波自动探伤机样板轮轴（RD2）172+202518019853165+0.085+0.058194+1-235130+0.052+0.025273+10198220+0.50205说明：1、各部裂纹互为90角分布。除轴中央裂纹外，各部深度为1

34、mm10%，宽度为0.08mm。2、轴中央大裂纹依据现行工艺不变。71四 超声波探伤仪器、探头测试方法和探伤灵敏度补偿方法 1 小角度纵波探头L：端面扫查带中心至探测区域中心的最大垂直距离。h：轴端面至探测区域中心的水平距离。对于轴颈部位探伤，如图所示，L等于中心孔与螺栓孔之间的扫查带中心至轴颈上表面的距离，h则等于轴端面至轴颈根部或卸荷槽部位的距离。（一）超声波探伤探头角度确定方法 72对于镶入部外侧探伤，如图13-58所示，L等于车轴端面扫查带中心至轮座上表面的距离，h则等于轴端面至镶入部外侧的距离。732 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

35、入射点至被探部位最远点（即镶入部外侧边沿）之间的水平距离（见图13-59）；为轮座与轴身的平均直径，=（轴身直径+轮座直径）/2。L 74 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（一般为镶入部中间）之间的水平距离；为轮座与轴颈的平均直径，=（轴颈直径+轮座直径）/2。75 从轴身探测镶入部内侧 n 使用与探测外侧同样角度的探头，一般使用45探头，也可使用3745之间其他角度的探头。76（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（不含始脉冲处的多次声反射）高于满幅度的10%，则

36、调节仪器灵敏度，使噪声电平等于满幅度的10%，记下此时增益或衰减器的读数S0。将探头置于试块端面上探测200mm处2平底孔，如图13-60所示。移动探头使2平底孔反射波幅最高，并调至满幅度的50%，记下此时增益或衰减器的读数S1，则该探头的相对灵敏度（探伤灵敏度余量）S为：SS1S0（dB）1 探伤灵敏度余量测量 772 垂直线性误差测量 连接探头并在试块上探测任一反射波（一般声程大于50mm）作为参照波，如图13-61所示。调节探伤仪灵敏度，使参照波的幅度恰为垂直满幅幅度的100%，且增益或衰减器至少有30dB的调节余量。测试时允许使用探头压块。探头 试块 探伤仪 发 78 用增益或衰减器降

37、低参照波的幅度，并依次记下每衰减2dB时参照波幅度的读数，直至衰减26dB以上。然后将参照波幅度实测值与表13-12中的理论值相比较，取最大正偏差与最大负偏差.在工作频率范围内，改用不同频率的探头，重复、测试。793 动态范围的测量 连接探头并在试块上探测任一反射波（一般声程大于50mm）作为参照波。调节增益或衰减器降低参照波，并读取参照波幅度自垂直满幅度的100%下降至刚能辨认之最小值（一般约为35%）时的调节量，此调节量则定为该探伤仪在给定频率下的动态范围。804 水平线性误差测量 连接探头，并根据不同的探测深度的要求将探头置于适当厚度的试块上，如TZS-85H、CSK-IA、CS-1-2

38、、TS-2试块等，如图13-62所示。再调节探伤仪使之显示多次无干扰底波。试块 探伤仪 发 探头 81在不具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，分别将各次底波调到50%，并使第一次底波B1的前沿对准水平刻度“2”，第五次底波B5的前沿对准水平刻度“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”的偏差Ln，如图13-63所示，然后取其最大偏差Lmax按式（13-14）计算水平线性误差。0 2 4 6 8 10 L4 L6 L8 825 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厚的底波作

39、为参照波，斜探头用R100圆弧面反射波作为参照波。用示波器在探伤仪的接收输入端观察参照波的扩展波形，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的时间T3，836 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圆弧面反射波达到最高，则此时R100弧面圆心所对应的探头上的点即为探头的入射点。入射点测量 84 探头入射点测量后，调转探头探测试块上深70mm的3mm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的试块上的刻度值即为探头的折射角度。

40、如图13-65所示。折射角测量 857 探头相对灵敏度测量 仪器灵敏度置最大，若此时仪器的电噪声电平高于满幅度的10%，则应调节仪器灵敏度，使电噪声电平降至满幅度的10%，记下此时增益或衰减器的读数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的50%，读取此时仪器的增益或衰减器读数S 横波斜探头 86小角度纵波探头 n测量方法与条的测量方法相同，其基准回波为 TZS-85H试块上3横通孔，如图13所示。878 分辨力（纵向）测量（1）斜探头 如图13-67所示，探头置于TZS

41、-85H试块上，耦合良好，探测试块上9、3两同心孔的反射波，移动探头使两波等高。调节仪器灵敏度和探头位置，使两波波幅同时达到满幅度的100%，然后测量波谷高度h.若h0或两波能完全分开，则取R30dB。88（2）直探头 测量仪器要求同斜探头的情况，测距水平刻度线全长一般可调整在100mm钢中纵波声程以内。仪器抑制和补偿置零或关，连接探头并置于CSKIA试块上，探测85mm和91mm深反射面的反射波（如图13-68所示），移动探头使两波等高；改变仪器灵敏度使两波幅同时达到满幅度的100%，测量波谷高度h，然后用式F13.2-9计算探头的分辨力R。若h0或两波能完全分开，则取R30dB。89（三）

42、实物试块标定探伤灵敏度时的补偿 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的人工裂纹，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，其反射波高度应接近80%，否则应按第2条规定进行灵敏度补偿。轮座镶入部 用横波探头的二次波探测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，其反射波高度应接近80%，否则应按规定进行灵敏度补偿。1 补偿规定902 探伤灵敏度

43、补偿方法 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），按规定标定探伤灵敏度后，应增益1dB，作为对实物试块上该人工裂纹的灵敏度补偿。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），按规定标定探伤灵敏度后，应衰减2dB，作为对实物试块上该人工裂纹的灵敏度补偿。91（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的测试 试块示 波 器探 伤 仪探头回波频率及频率误差测试方法922分辨力的测试 测试设备:探伤仪；

44、示波器；CSKIA标准试块；DBH2标准试块试块直探头分辨力测试方法分辨力测试波形图93斜探头分辨力的测量 将探头置于CSKIA型试块上的K值测量位置，其位置如图13-74(a)或5(b)所示，耦合良好，移动探头位置使来自50mm和44两孔的回波A、B高度相等，并约为2030%满刻度，如中h1。调节衰减器，使A、B两波峰间的波谷上升到原来的波峰高度，此时衰减器所释放的dB数（等于用衰减器读出的缺口深度h1/h2之值）即为以dB值表示的分辨力。(b)(a)(c)斜探头分辨力测试方法ABCh 2h1斜探头分辨力测试波形图943探头主声束声轴偏斜角的测量 测试设备：探伤仪；DBH2试块；CSKIA试

45、块幅 度(dB)探头试块中心线-y-x+x+yc d B2 XW-XW+X探头移动距离横向孔直探头声轴偏移角测试方法954 斜探头入射点的标定 测试设备：探伤仪；TZSR试块；CSKIAR66试块R100探 头试块斜探头入射点测试方法965横波斜探头K值和角的测定 测试设备 探伤仪；TZSR试块 20ABCRTZS-R横波斜探头K值和角的测定方法 976小角度纵波探头K值和角的测定 测试设备：探伤仪；TZSR试块；CSKIA试块ABCRTZS-RXa小角度纵波探头K值和角的测定987 灵敏度余量的测试测试设备：探伤仪；CS15试块；CSKIA试块；DBH2试块22525 7 0 2 直探头探伤灵敏度余量测量R100探头试块斜探头探伤灵敏度余量测量998 空载始波宽度W0测量 测试设备：探伤仪；CSKIA试块；DBPZ204对比试块W20%小角度的纵波探头灵敏度的测试方法051050100(X)B1B251050100(X)200(a)(b)W1 直探头空载始波宽度测试的波形图100