铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块的研制 (2)

铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块的研制2012-5-13 16:53:23 来源：兼职编辑 字号: 摘 要:主要介绍了 RD2、提速车和 DF4 轴型超声波探伤半轴试块的研制,同时介绍了主要的技术要求及制作工艺。该试块适用于在役轮轴超声波探伤,为现场检测提供了统一的探伤基准。国内铁道机车车辆用轮轴超声波探伤情况为,透声性能探伤依据 TB/T 16182001机车车辆车轴超声波检验标准,统一使用 TS21 试块;轮对压装部位疲劳裂纹超声波探伤依据TB 19891987机车车辆厂、段修车轴超声波探伤方法标准,并规定使用统一的 TZS2R系列试块,以满足不同轴径探测的需要。虽然 TS21 及 ZS2R 系列试块有体积小、各试块之间统一性强等优点,但不能真正模拟轴的探伤情况。车辆局颁发的铁辆(1995)114 号铁道车辆轮对超声波探伤工艺规程文件规定,车轴的超声波探伤除使用 TS21 及 TZS2R 试块调整相应的探伤灵敏度外,还必须在半轴试块上进行校验,以增加可靠性,并能使操作过程简捷、直观。但是由于以下原因,各工厂半轴试块由于没有统一制作,相同标称当量的人工缺陷超声反射波波高存在较大差异。旧轴由于轴端钢印较多、加工精度的差异、碰伤、轴身锈蚀严重等因素影响,使测试的数值离散性较大1。TS21 及 TZS2R 标准试块由于每天都需要进行多次灵敏度标定及校验,容易使其表面碰伤、磨损严重。所以,研制一种集 TS21和 TZS2R 标准试块于一体,为现场操作人员提供统一的探伤基准,具有观察波形直观、增强与实物探伤的可比性等优点的铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块,就显得尤为必要,它不但可以解决各厂、段之间探伤结果不一致的矛盾,同时为减少行车隐患和车轴的冷切事故提供了十分重要的安全措施。1 研制内容主要研制内容为 RD2 轴型超声探伤用半轴试块。考虑到铁路运输向提速、高速和重载方面发展的需要,同时需研制提速车轴型超声探伤用半轴试块和 DF4 轴型超声探伤用半轴试块。2 各轴型半轴试块的技术参数2.1 人工缺陷的尺寸和位置不同轴型半轴试块不同部位上加工相应的人工缺陷的尺寸和位置见图 1 3。平底孔直径为10+0.20mm,深度为 601 mm;线状缺陷的深度分别为 1+0.1-0.2 和 2+0.1-0.2mm,宽度为 0.2+0.05-0.02mm。2.2 人工缺陷的声性能要求相同轴型各半轴试块与相应基准值之间对同一部位的相同大小的人工缺陷反射波波高差值2 dB。2.3 轮轴超声波探伤零基准值的确定2.3.1 10 mm 平底孔零基准值的确定按 TB/T 16182001 标准中规定的 TS21 试块第 10 次底面回波为荧光屏满幅高度的 90%,再增益 6 dB,即为透声性探伤灵敏度,定为零值。此灵敏度即为半轴试块测定10 mm 平底孔反射当量的零基准值。2.3.2 线状缺陷的零基准值的确定使用 TZS2R 试块对 1 mm 深人工缺陷进行探测,按各轴型内外侧不同要求分别将超声反射波波高调为荧光屏满幅度的 80%,再按照表 1 要求的不同轴型半轴试块的增益 dB 数,定此为零值。此灵敏度即为内外侧线状人工缺陷反射当量的零基准值。各轴型试块检测探头放置位置如图 13 所示。3 超声波探伤半轴试块制作工艺3.1 透声性检测钢坯锻造后,经热处理后切端面,执行 TB/T16182001 标准,对毛坯轴进行透声性检验,合格品进入下道工序。3.2 全轴加工轴颈和轮座部位留有加工余量,其它部位根据图纸尺寸进行加工。3.3 选轴及半轴和毂的加工(1)用线切割的方法将全轴一割为二,按图纸加工成不同轴型的半轴试块。(2)轮座部位的毂是按图纸要求,将毂外圆进行加工,轮孔直径与半轴的轮座直径相配,采用基轴制,过盈量控制在一定的范围内;制动盘部位的毂是锻坯按图纸加工外形尺寸。内孔尺寸公差控制与轮座部位的毂相同。3.4 人工缺陷的制作半轴的轮座部位以及制动盘部位的线状缺陷,采用线切割加工,根据被检部位的直径,测量弦长,计算它的深度。3.5 超声检测包括半轴人工缺陷的超声检测、热装工序及热装轮毂和制动盘毂后半轴试块人工缺陷的超声检测。4 结论铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块适用于在役轮轴超声波探伤的灵敏度校验,集 TS21和 TZS2R 试块为一体,为现场操作人员提供统一的探伤基准,它具有观察波形直观、增强与实物探伤的可比性等优点,并解决了各厂、段之间探伤结果不一致的矛盾,是现场探伤必不可少的试块。其各部位人工缺陷的反射当量误差2 dB,具有很好的一致性和可比性,符合铁辆(1995)114 号铁道车辆轮对超声波探伤工艺规程文件的有关规定,达到了业内先