TB2882-1998车轮超声波探伤技术条件.pdf

TB/T 2 8 8 21 9 9 8 前 言 本标准中有关车轮内部材质缺陷的检测方法和质量标准等同于 GB86011984铁路 用辗钢整体车轮也等效于 AAR M 208 1998碳素钢铸钢车轮有关车轮疲劳裂 纹的检验方法和质量标准系根据国内情况而制定 本标准的附录 A为标准的附录 本标准由铁道部戚墅堰机车车辆工艺研究所提出 本标准由戚墅堰机车车辆工艺研究所归口 本标准起草单位铁道部科学研究院金属及化学研究所戚墅堰机车车辆工艺研究所 本标准主要起草人铁科院金化所黎连修郑莉莉仲东民 戚墅堰研究所黄永巍 1 中华人民共和国铁道行业标准 T B / T 2 8 8 21 9 9 8 车轮超声波探伤技术条件 1 范围 本标准规定了铁道车辆用辗钢整体车轮的超声波探伤方法技术要求验收标准及仪 器设备的主要技术指标等 本标准适用于铁路部门对辗钢整体车轮以下简称车轮内部及表面缺陷的超声波检 验 2 引用标准 下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时 所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版 本的可能性 GB 8601 88 铁路用辗钢整体车轮 TB/T 2708 1996 铁路快速客车整体辗钢车轮技术条件 ZBY 230 84 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件 ZBY 231 84 超声波探伤用探头性能测试方法 ZBJ04001 87 A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法 AARM 208 1998 碳素钢铸钢车轮 3 人员要求 3 . 1 从事车轮超声波探伤的人员必须掌握辗钢车轮的基本知识熟悉本技术条件的各项规 定和车辆检修的有关规程及技术要求等 3 . 2 车轮超声波探伤人员必须经过铁道部有关单位组织的探伤培训并取得铁道部无损检 测人员技术资格鉴定考核委员会颁发的级或以上级别的技术资格证书方可独立工作取 得级超声波探伤技术资格证书的人员必须经过一年以上的实际操作后方可独立上岗和 在探伤记录上签章 4 环境要求 车轮探伤的场地应宽敞明亮并远离铸造锻造电焊潮湿等场所 5 仪器 2 中华人民共和国铁道部 1 9 9 8 0 2 2 4 批准 1 9 9 8 0 9 0 1 实施 TB/T 2 8 8 21 9 9 8 5 . 1 用于检查经车轮内部缺陷的超声探波伤仪 检查内部缺陷的探伤仪为多通道或单通道的 A型脉冲反射式超声波探伤仪探伤仪应 具有如下技术指标 5 . 1 . 1 垂直线性误差6% 5 . 1 . 2 频带宽度15MHz 5 . 1 . 3 灵敏度余量46dB 5 . 1 . 4 衰减器总量80dB 5 . 1 . 5 衰减器误差在探伤仪规定的工作范围内每 12dB的误差不超过 1dB 5 . 1 . 6 动态范围26dB 5 . 2 用于检查车轮表面缺陷的探伤仪 检查车轮表面缺陷的探伤仪可以是共振式激励的也可以是脉冲式激励的 A型脉冲反 射式超声波探伤仪探伤仪应具有如下技术指标 5 . 2 . 1 闸门带有进波和失波报警闸门 5 . 2 . 2 总衰减度80dB 5 . 2 . 3 探测深度15m钢中纵波 5 . 2 . 4 频带宽度0.20.5MHz 5 . 2 . 5 衰减器误差在探伤仪规定的工作范围内每 12dB的误差不超过 1dB 5 . 2 . 6 灵敏度余量30dB 6 探头 6 . 1 纵波直探头纵波直探头用于车轮内部缺陷的检验 6 . 1 . 1 中心频率2.5MHz 6 . 1 . 2 回波频率误差f/f15% f探头标定回波频率 f探头回波频率实测值与标定值之差 6 . 2 表面波探头表面波探头用于车轮表面缺陷的检验 6 . 2 . 1 中心频率0.4MHz 6 . 2 . 2 回波频率误差f/f15% 7 试块 7 . 1 内部缺陷试块 7 . 1 . 1 试块材质和探测面状况应与车轮材质和探测面状况相同或相近表面粗糙度 Ra不 大于 25m否则需进行补偿 7 . 1 . 2 用 2.5MHz频率和2 平底孔当量灵敏度探测时不得有缺陷反射信号出现试块 材质衰减系数应小于 10dB/m 7 . 1 . 3 人工缺陷 7 . 1 . 3 . 1 轴向检验试块的人工缺陷为直径 3.2mm深 25mm 的平底孔见附录 A1.1 3 7 . 1 . 3 . 2 径向检验试块的人工缺陷为直径 3.2mm深 10mm 的平底孔见附录 A1.2 TB/T 2 8 8 21 9 9 8 7 . 1 . 3 . 3 透声检验试块的人工缺陷为位于轮辋外侧面厚度中央部位直径 9.5mm深 3.2mm 的球冠面凹底孔见附录 A1.3 7 . 2 表面检验试块 表面检验试块为带有 2mm 深20mm 长人工切口的实物车轮其材质和表面状况应符 合 7.1.1 和 7.1.2 的要求人工切口在踏面中央长度方向平行于车轮轴向深度方向平行 于车轮径向 8 探伤工艺要点 8 . 1 内部缺陷的检测方法为脉冲反射探伤法以径向检验为主轴向检验为辅声波频率 为 2.5MHz轴向检验从轮辋内侧面上进行径向检验从踏面上进行 表面缺陷的检验方法为脉冲反射探伤法声波频率为 0.4MHz从踏面上进行 透声检验采用轮辋侧面回波幅度法频率为 2.5MHz从内侧面上进行 8 . 2 探测面条件探测面不得有粘结物或其它杂物污垢 8 . 3 耦合剂水或机油 8 . 4 探伤灵敏度按第 9 章的规定进行 8 . 5 内部缺陷可以使用多个探头进行检测也可以用单探头扫查的方法进行检测但都须 保证声束覆盖整个探测面 8 . 6 表面波检测应至少从两点进行检测以避免盲区 9 探伤灵敏度 9 . 1 内部检验 在轴向检验试块和径向检验试块上探测3.2mm 平底孔并将其波高调至满幅度的 50%作为探伤灵敏度扫查时可将灵敏度再提高 36dB 9 . 2 表面检验 在试块上距人工缺陷 3/4 车轮周长的地方探测 2mm 深人工切口并将其波高调至满幅 度的 50%作为深伤灵敏度扫查时可将灵敏度再提高 36dB 9 . 3 透声检验 在透声检验试块上探测球冠面凹底孔处的轮辋外侧面将凹底孔处最低侧面反射波的 波高调至满幅度的 50%作为透声检验的灵敏度 1 0 缺陷定量 面积远小于缺陷声场截面的缺陷可以用试块比较法A VG 曲线法和计算法来确定缺 陷的当量大小 1 0 . 1 当声程大于 3 倍近场长度时计算法计算缺陷的当量直径用下述公式 df=dAaf/aA10 /40 其中 dfdA分别为缺陷的当量直径和试块上人工缺陷的直径afaA分别为缺陷的声 4 程和人工缺陷的声程为伤波与探伤灵敏度的 dB差值 1 0 . 2 当声程小于近场长度人工缺陷也在近场区时计算法计算缺陷的当量直径用下 TB/T 2 8 8 21 9 9 8 述公式 df=dA10 /40 1 1 验收标准 1 1 . 1 内部缺陷 内部缺陷当量直径3.2mm 时该车轮为不合格 1 1 . 2 表面缺陷 当表面缺陷的反射波幅度高于探伤灵敏度时的波高时该车轮为不合格 1 1 . 3 透声检验 在 9.3 条的探伤灵敏度下扫查轮辋凡侧面反射波低于满幅度的 50%且又可排除侧壁 影响和表面影响时判为不合格 或者侧面回波幅度比合格车轮侧面回波的平均幅度低 6dB 时也判为不合格 1 1 . 4 如果探伤人员能确定为危害性缺陷时可不受上述条款限制将此车轮扣下并报 上级技术部门处理 1 1 . 5 用超声波自动探伤时不合格车轮最终应用手工操作来判断 1 2 不合格车轮的处置 对于新制车轮应拒收或退货 对于使用中的车轮在保证尺寸不超限的前提下可进行镟修镟修后的车轮应进行 复探 1 3 记录 1 3 . 1 探伤条件探伤方法仪器探头探伤灵敏度试块耦合方式 1 3 . 2 缺陷情况包括缺陷大小位置声程回波幅度处理意见等 1 3 . 3 探伤人员签章 5 TB/T 2 8 8 21 9 9 8 附录 A 标准的附录 试块和试验方法 A1 试块 A1.1 轴向检验试块见图 A1 图 A1 A1.2 径向检验试块见图 A2 图 A2 6 A1.3 透声检验试块见图 A3 TB/T 2 8 8 21 9 9 8 图 A3 A2 材料衰减系数测定法 A2.1 探伤中衰减系数可以有 dB/m 或 dB/cm 表示 A2.2 车轮探伤中可采用多次回波法利用以下公式计算 a BB X = 的分贝差 12 6 2 dB B dBm/ 式中B1 B2 轮辋侧面第一次回波与第二次回波的高度差dB XB 被探部位厚度m A2.3 测定时先将被测部位的第一次侧面回波调至满刻度的 50%其它条件不变只利 用衰减器再把第二次侧面回波调至满刻度的 50%从衰减器读数上算出 B1 B2的分贝值 dB将dB代入公式 a X a= dBdB B 6 2 求出 A2.4 应在被检车轮上选取三处有代表性的部位按 2.2 条分别测得 123 如果 三处数值波动不大例如小于 2dB则可以其平均值 a aaa = + 123 3 表示衰减系数 A3 回波频率及其误差的测量 A3.1 连结被测直探头并固定于 1 号标准试块上厚度 25mm 处使第一次底波 B1最高 A3.2 用示波器在探伤仪的接收输入端观察底波 B1的扩展波形如图所示在此波形中 以峰值点 P 为基准读出在其前一个周期后两个周期共计三个周期的时间 T3据 fe=3/T3 计算回波频率 fe再按下式计算频率误差fe f ff f e e = 0 0 100% 式中fe 回波频率误差% f0 探头的标称频率MHz 7 A3.3 在 3.2 条测试中必要时也可以只读出峰点前一个和峰点后一个共计两个周期的时 TB/T 2 8 8 21 9 9 8 间 T2则回波频率为 fe=2/T2 A3.4 斜探头用 2.5mm 棱角波或 R100 弧面反射波作为参考波其它同直探头 A4 灵敏度余量的测量 A4.1 直探头探测时系统灵敏度余量的测量 A4.1.1 使仪器灵敏度置最大即发射置最强抑制置零或关增益置最大 若此时仪器的电噪声电平高于 10%则调节衰减器使电噪声电平等于满幅度的 10%记 下此时的衰减器读数 S0 A4.1.2 连接好直探头并置于 CS 1 5 试块上