2手工超声车轴探伤规程0301文档格式.docx

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1.1本部分工艺适用于最高运行速度不大于200km/h的铁路客车RC3、RC4、RD3、RD4、RD10、RD13、RD3A、RD4A、RD3A1、RD3B、AM96型轮轴组装、厂（A4）修、段（A2、A3）修时轮轴（不退卸轴承或内圈）、轮对（退卸轴承或内圈）、车轴的超声波探伤检查。

1.2本部分工艺适用于超声A型脉冲反射法对铁路客车轮轴、轮对、车轴施行手工超声波探伤检查。

超声相控阵等其它检测方法可参照执行。

1.3本部分工艺规定了铁路客车轮轴、轮对、车轴超声波探伤的适用范围、检验规则、探伤设备及器材、性能校验、探伤方法、质量标准、探伤标识和记录等。

1.4其它型号的铁路客车轮轴、轮对、车轴的超声波探伤检查，可参照本部分工艺执行。

2检验规则

2.1新制车轴组装前须施行全轴超声波穿透探伤检查。

2.2轮对第一次组装时间达到或超过4年，或剩余组装质量保证期不足一个段（A2、A3）修期时，每次施行段（A2、A3）修及以上修程时，均须对轮对车轴施行全轴穿透检查,对轮座及制动盘座镶入部施行超声波探伤检查，如果轴承（或内圈）不退卸时还须对车轴轴颈根部（卸荷槽）进行超声波探伤检查。

2.3车辆颠覆或脱轨时，须对全车轮对施行全轴穿透检查、轮座及制动盘座镶入部超声波探伤检查。

2.4轮对组装后，须对轮座、制动盘座镶入部施行超声波探伤检查。

2.5建议加：

带轴承或内圈的轮轴，应采取二次作业方式，无论第一次是手工探伤还是微机自动探伤，第二次须手工探伤对探伤部位复探，两次探伤作业不得由一探伤人员完成

3探伤设备及器材

探伤仪器、探头和试块等重要器材，应通过铁道部组织的技术评审或生产质量认证，经验收合格后方可投入使用。

超声波探伤仪应按规定的周期进行检修。

属于计量器具的探伤检测设备须按规定进行计量检定。

3.1超声波探伤仪

3.1.1超声波探伤仪应具有如下技术指标

3.1.1.1衰减器控制总量≥80dB，在规定的工作频率范围内,每12dB误差不超过1dB；

3.1.1.2灵敏度余量≥46dB（2.5MHz钢中纵波）；

3.1.1.3分辨力≥26dB（2.5MHz钢中纵波）；

3.1.1.4动态范围≥26dB；

3.1.1.5垂直线性误差≤6％；

3.1.1.6水平线性误差≤1％；

3.1.1.7探测深度≥3m（2.5MHz钢中纵波）；

3.1.1.8放大器带宽（相对3dB）：

1MHz～8MHz。

3.1.2数字式超声波探伤仪还应具有如下功能

自检功能，探伤图形存储和回放功能，峰值搜索功能，距离-波幅曲线制作功能，零点自动校准或测距自动校准功能，探伤图形局部展宽功能，探伤工艺参数存储功能，探伤数据处理和探伤报告打印功能，仪器日常性能校验和季度性能检查功能，高速USB接口，采样频率≥80MHz。

3.2超声波探头

3.2.1探头型号

纵波直探头2.0P20Z、2.5P20Z

小角度纵波探头折射角14.5°

、16.5°

、20.0°

、25.8°

、27°

横波探头折射角45°

（K1.0）、50.2°

（K1.2）、52.4°

（K1.3）、54.5°

（K1.4）、

59.5°

（K1.7）

3.2.2中心回波频率及误差

3.2.2.1中心回波频率

小角度纵波探头4～5MHz，穿透检查探头2.0MHz或2.5MHz，其它探头2.5MHz。

3.2.2.2中心回波频率误差Δf/f≤15%

式中f—探头标称回波频率；

Δf—探头回波频率实测值与标称值之差；

3.2.3折射角（β）误差

横波探头β≤45°

时Δβ≤1.5°

横波探头β>

45°

时Δβ≤2°

小角度纵波探头Δβ≤2°

3.2.4分辨力

横波探头≥20dB

纵波直探头≥26dB

小角度纵波探头≥20dB

3.2.5灵敏度余量

横波探头≥60dB

纵波直探头≥46dB

小角度纵波探头≥50dB（DB-H1试块80mm深φ3mm横孔）

3.2.6声轴偏斜角

直探头≤1.0°

3.2.7从防尘板座上探测轮座镶入部的横波探头前沿距离≤12mm；

从AM96型轮轴轴身上探测轮座镶入部外侧的横波探头前沿距离≤12mm。

3.2.8建议加：

探测数量达到1000对轮对时，应对探头折射角（K值）、分辨力、灵敏度余量及入射点进行一次校核，任一值不合格时，探头应报废。

明确探头测试表格。

如

探头测试记录表

探伤编号

探头标定折射角

分辨力

灵敏度余量

探头入射点

备注

3.3试块

3.3.1标准试块主要为CSK-1A、TS-1（W）、TS-3、TZS-R（60、80）、CS-1-5、DB-H1等,示意图见附件1。

3.3.2半轴实物试块主要为RD3型、RD3A型、RD3A1型、RD3B型、RD10型、RD13型和AM96型，图样及技术要求见附件2。

3.4耦合剂

耦合剂可选用机油或铁路专用轴承脂。

校验探伤灵敏度和探伤作业时，应使用同一种耦合剂。

在轴端探测轮轴轴颈根部（卸荷槽）或轮座内、外侧时，应使用铁路专用轴承脂做耦合剂。

3.5工艺装备

3.5.1超声波探伤作业须配备稳压器和专用转轮器，转轮器转速应≤2r/min，并能随时控制转停。

3.5.2超声波探伤人员应配备带有函数运算功能的计算器及直尺、笔、卡尺等常用工具。

4性能校验

探伤仪器性能校验分为日常性能校验和季度性能检查。

4.1日常性能校验

4.1.1项目

检查探伤仪器的技术状态，校验探伤系统灵敏度。

4.1.2要求

每班开工时，应首先进行日常性能校验，由探伤工、探伤工长、质量检查员、验收员和设备维修工共同参加。

校验结束后应填写《铁路客车轮轴超声波探伤系统日常性能校验记录表》（车统—53K10），参加校验人员应确认校验记录内容并签章。

探伤仪器发生故障，检修后投入使用前应重新进行日常性能校验并做好记录。

日常性能校验时，系统探伤灵敏度（半轴实物试块1mm人工缺陷基准波高时的仪器dB值）须稳定，若相邻两次误差超过4dB，则应对仪器或探头性能重新检验。

4.2季度性能检查

4.2.1项目

4.2.1.1日常性能校验所规定的项目。

4.2.1.2半轴实物试块与TZS-R（60、80）型标准试块相对应的人工缺陷的差值（△CR）。

4.2.1.3超声波探伤系统技术状态及主要性能指标（水平线性、垂直线性、灵敏度余量、分辨力）。

测试时以仪器+直探头组成的系统为代表，直探头采用2.5P20Z。

4.2.2要求

每季度由单位主管检修（生产）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，检查结束后应填写《铁路客车轮轴超声波探伤系统季度性能检查记录表》（车统—53K11），参加检查人员应确认检查记录内容并签章。

新购置及大、中、小修后的探伤仪器，第一次使用前应按季度性能检查的要求进行检查并做好记录。

5探伤方法

5.1全轴穿透检查

全轴穿透检查包括透声检查和大裂纹检查。

5.1.1透声检查

透声检查分为TS-1（W）法和TS-3法，推荐采用TS-3法。

5.1.1.1TS-1（W）法

5.1.1.1.1测距标定

将2.5P20Z探头放置在TS-1（W）标准试块B面上，调整仪器，使试块第1、第10次底面回波前沿分别对准荧光屏水平刻度的第1、第10大格，此时水平刻度的每1大格代表车轴实际长度240mm（如图2.1）。

图2.1直探头在TS-1（W）型试块上测距标定（请标注TS-1（W））

5.1.1.1.2灵敏度确定

在测距标定的基础上，调整仪器，使第10次底面回波高度达到荧光屏垂直刻度满幅的90％，增益6dB，耦合差另加0dB～4dB。

在此基础上再增益8dB～10dB【钢印（2dB～4dB）、中心孔（3dB）、螺栓孔（3dB）】，作为透声检查的灵敏度（如图2.2）。

图2.2直探头在TS-1（W）型试块上灵敏度确定（请标注TS-1（W））

5.1.1.1.3透声扫查

扫查时，转轮器轮对应停止转动。

探头均匀受力，以20mm/s～50mm/s的速度，分别在车轴两端面按图2.3所示的方式移动，同时观察回波的变化。

探头扫查范围应遍及轴端面的可移动区域。

图2.3直探头在轴端面的扫查方式

5.1.1.1.4透声检查时，不得改变调节后的透声灵敏度。

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，即大裂纹扫查。

5.1.1.2TS-3法

5.1.1.2.1测距标定

将2.0P20Z探头放置在TS-3标准试块测试面上，调整仪器，使水平线性测量范围为2400mm，即试块第3、第6次底面回波前沿分别对准荧光屏水平刻度的第5、第10大格，此时水平刻度的每1大格代表车轴实际长度240mm（如图2.4）。

图2.4直探头在TS-3型试块上测距标定示意图

5.1.1.2.2灵敏度确定

适当改变水平线性测量范围，调节仪器，使TS-3标准试块φ3.2平底孔第1次回波高度达到荧光屏垂直刻度满幅的20％，如图2.5所示。

然后仅调节仪器水平测量范围，其他按钮禁止调节，回到测量范围为2400mm的状态，如图2.6所示。

在此基础上再增益8dB～10dB【钢印（2dB～4dB）、中心孔（3dB）、螺栓孔（3dB）】，再补偿TS-3试块与车轴端面粗糙度耦合差0dB～4dB。

注：

“钢印（2dB～4dB）”是指探头放置的位置无钢印，车轴另一端有钢印。

图2.5φ3.2平底孔第1次回波高度20％图2.6回到测量范围为2400mm

5.1.1.2.3透声扫查

a）透声扫查从车轴两端面分别进行，全端面扫查。

b）扫查时，转轮器轮对应停止转动。

5.1.1.2.4透声扫查时，不得改变调节后的透声灵敏度。

5.1.2大裂纹扫查

5.1.2.1大裂纹的定义

在透声检查的灵敏度基础上，直探头轴向探伤时所能发现的轴颈根部（卸荷槽）、轮座（盘座）镶入部和轴身部位的裂纹称为该部位的大裂纹，此时裂纹反射回波高度达到屏幕高度80%，信噪比10dB以上。

5.1.2.2大裂纹的发现能力示例

5.1.2.2.1轴颈根部（卸荷槽）部位大裂纹的发现能力见图2.7

（裂纹深度）

图2.7轴颈根部（裂纹距轴端面175mm）

5.1.2.2.2轮座镶入部外侧大裂纹的发现能力见图2.8

图2.8轮座镶入部外侧（距轴端面308mm）

5.1.2.2.3轮座镶入部内侧大裂纹的发现能力见图2.9

图2.9轮座镶入部内侧（裂纹距轴端面444mm）

5.1.3.2.4制动盘座镶入部外侧大裂纹的发现能力见图2.10

5.1.3.2.5制动盘座镶入部内侧大裂纹的发现能力见图2.11

5.1.3.2.6轴身中央部位大裂纹的发现能力见图2.12

图2.12轴身中央部位（裂纹距轴端面1073mm）

5.1.2.3大裂纹扫查

扫查时，只允许调节增益或衰减量，其它按钮键及参数均不得调整。

5.2轮对探伤

轮座或制动盘座镶入部横波探头探伤检查

5.2.1测距标定

将横波探头置于TZS-R型试块R面上，调节仪器，使下棱角和上棱角最高反射波的前沿分别对准荧光屏水平刻度的第2和第4大格（如图2.13、图2.14、图2.15），此时，水平刻度每1大格代表深度40mm，代表水平距离40×

Kmm。

图2.13横波探头K≤1.2时在TZS-R型标准试块上测距标定示意图

图2.14横波探头K>

1.2时在TZS-R型标准试块上测距标定示意图

图2.15横波探头在TZS-R型标准试块上测距标定波形示意图

5.2.2灵敏度确定

将探头置于相应的探测面上，调节仪器，使半轴试块轮座（制动盘座）上深度为1.0mm的人工缺陷最高反射波幅度达到荧光屏垂直刻度满幅的80％（见图2.16），然后轮座外侧增益6dB，轮座内侧和制动盘座增益9dB，耦合差增益（0～4）dB，再补偿半轴实物试块与TZS-R标准试块相对应的人工缺陷的dB差值（△CR）（K1.7横波探头△CR=0），以此作为横波探伤灵敏度。

探测RD3A、RD4A、RD3A1、RD3B和AM96（退卸轴承）型轮对轮座镶入部中央区域的K1.7横波探头调节灵敏度时，以半轴实物试块轮座镶入部外侧人工缺陷为准。

图2.16横波探头在半轴试块上灵敏度确定位置和波形示意图（有何意义？

）

5.2.3扫查

5.2.3.1确定探伤灵敏度后，实际探测轮对时，只允许调节增益或衰减值，其它按键及参数均不得调整。

5.2.3.2扫查时如提高探伤灵敏度，发现缺陷后，灵敏度应恢复到规定的探伤灵敏度，再对缺陷进行判定。

5.2.3.3扫查时探头移动区域须保证探头主声束扫查区域之和不小于轮座（制动盘座）镶入部全长。

5.2.3.4扫查时探头指向镶入部，沿轴向前后移动，同时沿车轴圆周方向转动，探头均匀受力，探头移动速度为20mm/s～50mm/s。

探头位置及移动方式如图2.17、图2.18、图2.19所示。

图2.17RC3、RC4、RD3、RD4、RD10、RD13型轮座镶入部扫查示意图

图2.18RD3A、RD4A、RD3A1、AM96型轮座和制动盘座镶入部扫查示意图

图2.19RD3B型轮对轮座和制动盘座镶入部扫查示意图

5.2.4轮对型号与探头型号、探头移动及探测范围

表2.1轮对型号与探头型号、探头移动和探测范围表

轮对型号

探头型号

探测面

探测部位

探头移动

起始位置

移动

范围

探测

各型

2.0P20Z

轴端面

全轴穿透

TS-3法

2.5P20Z

TS-1（W）法

RC3

RC4

K1.0

轴身

轮座镶入部内侧

轮座后肩

48～168

0～120

K1.2

轴颈

轮座镶入部外侧

轴颈后肩

37～115

轮座前肩

0～78

RD3

RD4

60～184

0～124

42～116

0～74

RD13

K1.2

68～221

0～153

43～116

0～73

RD10

56～221

0～165

RD3A

RD4A

K1.3

防尘板座

48～73

0～25

K1.7

轮座镶入部中央

37～118

79～160

37～116

0～79

制动盘座镶入部

盘座后肩

62～242

0～180

盘座修改前

98～242

0～144

盘座修改后

RD3A1

45～93

0～48

43～130

53～140

43～96

0～53

87～242

0～155

RD3B

K1.4

43～83

0～40

43～138

73～168

两侧制动盘座镶入部

86～241

中间制动盘座镶入部

盘座前、后肩

164～241.5

0～77.5

AM96

42～63

0～21

46～115

75～144

46～121

0～75

72～216

轮对探伤时，探头实际的移动范围以主声束覆盖轮座（制动盘座）镶入部全长即可。

5.2.5各种探头的探测面和探测部位如图2.20～图2.27

图2.20RC3（RC4）探测部位示意图

图2.21RD3（RD4）探测部位示意图

图2.22RD13探测部位示意图

图2.23RD10探测部位示意图

a.制动盘座修改前

b.制动盘座修改后

图2.24RD3A（RD4A）探测部位示意图

图2.25RD3A1探测部位示意图

图2.26RD3B探测部位示意图

图2.27AM96探测部位示意图

5.3轮轴探伤

5.3.1轮座（制动盘座）镶入部横波探头探伤检查

5.3.1.1测距标定

同5.2.1条。

5.3.1.2灵敏度确定

将探头置于相应的探测面上，调节仪器，使半轴试块轮座（制动盘座）上深度为1.0mm的人工缺陷最高反射波幅度达到荧光屏垂直刻度满幅的80％（见图2.28），然后增益9dB，耦合差增益（0～4）dB，再补偿半轴实物试块与TZS-R标准试块相对应的人工缺陷的dB差值（△CR），以此作为横波探伤灵敏度。

图2.28横波探头在半轴试块上灵敏度确定位置和波形示意图

5.3.1.3扫查

5.3.1.3.1确定探伤灵敏度后，实际探测轮轴时，只允许调节增益或衰减值，其它按键及参数均不得调整。

5.3.1.3.2扫查时如提高探伤灵敏度，发现缺陷后，灵敏度应恢复到规定的探伤灵敏度，再对缺陷进行判定。

5.3.1.3.3扫查时探头移动区域须保证探头主声束扫查区域之和不小于轮座（制动盘座）镶入部全长。

5.3.1.3.4扫查时探头指向镶入部，沿轴向前后移动，同时沿车轴圆周方向转动，探头均匀受力，探头移动速度为20mm/s～50mm/s。

探头位置及移动方式如图2.29、图2.30、图2.31所示。

图2.29RC3、RC4、RD3、RD4、RD10、RD13型轮座镶入部扫查示意图

图2.30AM96轮座和制动盘座镶入部扫查示意图

图2.31RD3B轮对轮座和制动盘座镶入部扫查示意图

5.3.1.4轮轴型号与探头型号、探头移动和探测范围

表2.2横波探测轮座和盘座时，轮轴型号与探头型号、探头移动和探测范围表

轮轴型号

RC3、RC4

42～120

RD3、RD4

65～139

RD13、RD10

65～221

0～156

65～107

156～198

两侧盘座镶入部

0～1