车辆轮辋超声自动探伤机培训教材Word文档格式.docx

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探伤仪收计算机控制并把探伤数据送给计算机。

KSD16车辆轮辋超声波自动探伤电气控制器控制探伤执行机构所有动作，包括缓冲轮起落、耦合水开关、探头架起落、侧向探头离合、转轮机正、反转和停止、翻转轮起落，宽轨、窄轨选择等机械动作。

二、探伤原理

1．轮辋超声自动探伤声学方法

a）轮辋踏面超声探伤声耦合方法

车辆轮对轮辋踏面为曲面，并且随着使用过程中的磨损，踏面形状发生改变，KSD12系统采用全覆盖式仿形的超声波探头，水膜声耦合方法。

探头外壳体压合在轮辋踏面上，单个小探头能自由伸出，跟随踏面高低起伏和转动方向。

这种仿形的超声波探头自动与轮辋踏面吻合，最终导致较好的声耦合效果。

b）探伤声学方法

轮辋踏面从外沿到内沿有一定的宽度，探伤范围大约有80mm，若采用一个探头独立探伤，一方面探伤效率不高，另一方面也可能会造成漏检现象，这样就不可避免地引起探伤结果的可信度，影响判伤的准确性和可靠性。

鉴于此，根据轮辋踏面的实际宽度，采用多个晶片的组合探头，在轮辋踏面宽度方向上布阵，形成可覆盖轮辋宽度范围的超声束宽，对轮辋踏面进行自动探伤。

在声学方法的处理上，采用了由五个纵波双晶组成的组合式探头，探测轮对左侧或右侧的轮辋踏面，其声学方法如图所示。

b

轮辋探伤探头结构示意图

图中，所用晶片的超声频率为f＝5MHZ，每个探头一发一收，将上排探头与下方探头形成五个通道对轮辋踏面的轴向连续覆盖。

双晶探头焦点在踏面下２０ｍｍ，有效检测深度范围从踏面下２ｍｍ到５０ｍｍ。

以上为轮辋踏面自动探伤而设计的这种特殊的声学方法，是在对人工缺陷轮辋试块探伤试验取得了良好结果的基础上完成的，旨在使超声波束很好地搭接，避免漏检且提高探伤效率，同时也为保证探伤灵敏度的一致性。

实践证明：

对轮辋踏面自动探伤所设计的声学方法，新颖合理，有独到之处，完全适合于轮辋踏面的超声自动探伤。

c）探伤扫查方法

探伤作业时，十六通道的全数字式超声波探伤仪连接两个组合探头，该两个组合探头分别压合在轮对左侧和右侧的轮对踏面上，声耦合水充斥探头与轮对踏面之间，形成薄薄的水膜，以保证超声波的良好耦合。

探头固定不动，轮对由转轮机驱动在原地实现机械旋转运动。

当轮对转过360°

时，就实现了组合探头对轮对踏面的100％的声束扫描。

组合探头对轮耦踏面的扫查见图所示。

双晶组合探头对轮辋踏面扫查示意图

d）轮辋踏面超声横波探伤声学方法

双晶纵波探头探伤主要针对表面下的周向分层裂纹和气孔夹渣缺陷有较高灵敏度，对径向裂纹和表面缺陷检测能力低，为此，加用一只大角度横波（Ｋ２．５）探头进行补充探伤。

采用水膜耦合方法。

大角度横波探伤对径向裂纹和表面及表面下缺陷有较高检测能力。

大角度横波探头探伤示意图

e）轮缘根部超声纵波探伤声学方法

车辆转弯时，轮缘受到很大压力，易在轮缘根部产生疲劳裂纹，用一只纵波直探头检测轮缘根部裂纹，采用水膜耦合方法。

轮缘根部纵波直探头探伤示意图

f）踏面侧向纵波探伤

用内侧纵波轮辋踏面下周向裂纹。

踏面侧向纵波探伤示意图

g）探伤检测灵敏度的确定和样轮制备

人工缺陷样轮制备，取与被检轮辋同规格（手工探伤合格）轮辋一对，两边轮辋各做上轮辋踏面人工缺陷和轮辋轮缘人工缺陷。

人工缺陷样轮示意图

１号人工伤：

轮辋轮缘人工缺陷为轮缘根部２ｍｍ深的周向刻槽。

槽底长不小于１０ｍｍ。

２号人工伤：

轮辋外侧人工缺陷为Φ２ｍｍ×

１５ｍｍ×

１０ｍｍ：

孔径×

孔深×

踏面距离）。

３号人工伤：

轮辋踏面人工缺陷为Φ５ｍｍ横通孔。

尺寸、位置如图（Φ５ｍｍ×

９０ｍｍ×

２０ｍｍ：

人工缺陷尺寸、位置示意图

轮辋踏面探伤灵敏度以Φ５ｍｍ×

８０ｍｍ×

２０ｍｍ孔回波波高５０％为基准，补偿５到１０分贝来确定。

轮辋轮缘探伤灵敏度以轮辋轮缘人工缺陷回波波高５０％为基准，补偿５到１０分贝来确定。

轮辋踏面侧向纵波探伤灵敏度为Φ２ｍｍ平底孔回波高５０％为基准。

2．

探伤仪器基本调节

设定探伤仪第一、二、三、四、五通道依次是左侧轮辋踏面由外向内排列的纵波双晶探头探伤；

设定探伤仪第六通道是左侧轮辋踏面大角度横波探头探伤；

设定探伤仪第七通道是左侧轮辋轮缘根部纵波直探头探伤；

设定探伤仪第八通道是左侧轮辋内侧纵波直探头探伤；

设定探伤仪第九通道是右侧轮辋内侧纵波直探头探伤；

设定探伤仪第十通道是右侧轮辋轮缘根部纵波直探头探伤；

设定探伤仪第十一通道是右侧轮辋踏面大角度横波探头探伤；

设定探伤仪第十六、十五、十四、十三、十二通道依次是右侧轮辋踏面由外向内排列的纵波双晶探头探伤。

a）轮辋踏面纵波双晶探头探伤的通道探伤仪参数调节

入射零点：

７μｓ左右。

声速：

５９００ｍ／ｓ。

折射角度：

０。

扫描起点：

扫描范围：

１００ｍｍ左右。

伤闸起点：

２ｍｍ左右。

伤闸宽度：

３０——６０ｍｍ。

底闸起点：

３５——４５ｍｍ。

底闸宽度：

２０ｍｍ左右。

增益：

９５ｄＢ左右。

b）轮辋踏面大角度横波探头探伤的通道探伤仪参数调节

１０ｕｓ左右。

３２４０ｍ／ｓ。

Ｋ２.０。

５００ｍｍ左右。

４０ｍｍ左右。

４５０ｍｍ左右。

５ｍｍ左右。

９０ｄＢ左右。

c）轮辋轮缘根部纵波直探头探伤的通道探伤仪参数调节

０ｕｓ左右。

１７０ｍｍ左右。

３０ｍｍ。

２０ｍｍ。

１４０ｍｍ。

８５ｄＢ左右。

d）轮辋内侧纵波直探头探伤的通道探伤仪参数调节

１２０ｍｍ。

以上参数在人工缺陷样轮上检测时根据人工缺陷回波的位置和大小进行进一步调节。

三、

1．机械动作的基本操作

机侧维修点动控制

机侧“电源钮”开关控制机械动作的控制和动力电源。

按下机侧“急停钮”紧急中断电机转动，转动“急停钮”弹出恢复电机控制。

按住机侧“缓冲轮钮”落下缓冲轮，松开机侧“缓冲轮钮”抬起缓冲轮。

按住机侧“耦合水阀钮”打开耦合水阀，松开机侧“耦合水阀钮”关闭耦合水阀。

按住机侧“探头钮”落下探头架，松开机侧“探头钮”抬起探头架。

按住机侧“轮缘探头钮”压合轮缘探头，松开机侧“轮缘探头钮”抬起轮缘探头。

按住机侧“电机正转钮”驱动电机正转，松开机侧“电机正转钮”电机停。

按住机侧“电机反转钮”驱动电机反转，松开机侧“电机反转钮”电机停。

按住机侧“翻转轮钮”抬起翻转轮，松开机侧“翻转轮钮”落下翻转轮。

除了“电源开关”和“急停”钮，其他动作都是点动控制，接点和控制器的控制输出接点并联。

控制器手动控制

控制器“手动/自动”钮拨到“手动”位置，在控制器面板上控制机械动作。

控制器“电源钮”开关控制器电源。

控制器“缓冲轮钮”拨到“落”位置落下缓冲轮，拨到“起”位置抬起缓冲轮。

控制器“耦合水阀钮”拨到“开”位置打开耦合水阀，拨到“关”位置关闭耦合水阀。

控制器“探头钮”拨到“落”位置落下探头架，落到位后压合轮缘探头，拨到“起”位置抬起轮缘探头，然后抬起探头架。

控制器“电机钮”拨到“正转”位置驱动电机正转，拨到“停”位置电机停，拨到“反转”位置驱动电机反转。

控制器“翻转轮钮”拨到“起”位置抬起翻转轮，拨到“落”位置落下翻转轮。

计算机控制

将控制器的“手动/自动”钮拨到“自动”位置，在计算机上鼠标控制机械动作。

在Windows98环境下执行Lw.exe，点击“执行/电气控制”，打开“电气控制”对话框。

点击“缓冲轮落”落下缓冲轮，点击“缓冲轮起”抬起缓冲轮。

点击“耦合剂开”按钮打开耦合水阀，点击“耦合剂关”按钮关闭耦合水阀。

点击“探头架落”落下探头架，点击“探头架起”抬起探头架。

点击“轮缘压合”压合轮缘探头，点击“轮缘松开”收回轮缘探头。

点击“电机正转”驱动电机正转，点击“电机停”停止电机，点击“电机反转”驱动电机反转。

点击“翻转轮起”抬起翻转轮，点击“翻转轮落”落下翻转轮。

在Windows98环境下执行Lw.exe，将控制器的“手动/自动”钮拨到“自动”位置，点击“执行/日常校验”，执行日常校验自动流程。

自动流程：

1.缓冲轮落，缓冲轮落到位。

2.探头架落，探头架落到位，耦合剂开。

3.电机正转。

磨合一周，记录清零，探伤一周。

4.电机停。

耦合剂闭。

探头架起，探头架起到位。

5.托轮起，托轮起到位。

6.托轮落，托轮落到位。

缓冲轮起，缓冲轮起到位。

在Windows98环境下执行Lw.exe，将控制器的“手动/自动”钮拨到“自动”位置，点击“执行/自动探伤”，执行轮对探伤自动流程。

5.翻转轮起，翻转轮起到位。

6.翻转轮落，翻转轮落到位。

2．探伤软件的基本操作

在Windows98环境下执行轮辋探伤程序Lw.exe。

轮辋探伤程序系统菜单实现功能如下：

执行／电器控制：

打开电器控制对话框。

显示控制器输出状态和机械动作到位信号。

在控制器“手动/自动”钮拨到“自动”位置时，点击控制钮操作机械动作。

执行／自动增益：

各个通道从当前轮对探伤记录中找出最高回波，以闸门内最高波高80%为目标，自动调整探伤增益（灵敏度）。

执行／自动记录：

在轮对转动时记录探伤波形和图象。

执行／记录清零：

探伤波形记录清零，位置设到零点。

执行／日常校验：

执行日常校验自动流程。

磨合一周，探伤并记录一周。

然后进入日常校验报告对话框。

根据当前记录数据生成日常校验报告，即：

记录每个通道的闸门内最高回波高度，和增益灵敏度，回波高度大于闸门高度时，显示合格。

在日常校验报告对话框中，可以点击输入单位、日期和表格内的校验结果、备注；

然后点击“存盘”保存文件，或点击“读盘”读入以前保存的文件，点击“打印”将报告打印出来。

执行／自动探伤：

执行轮对探伤自动流程。

磨合一周，记录清零，探伤并记录一周。

然后进入轮辋探伤记录对话框。

读入当日轮辋探伤记录报告，点击“添加记录”可将当前记录的图象、波形数据添加到轮辋探伤记录的最后一行，即：

当每个通道的闸门内最高回波高度大于闸门高度时，显示报警，否则显示合格。

在轮辋探伤记录对话框中，可以点击输入单位、日期和表格内的各条轮对的轴型、轴号、首装日期、首装单位、探伤结果、备注；

点击“删除记录”将删除最后一条轮对的记录内容；

然后点击“存盘”保存文件，或点击“读盘”读入以前保存的文件，点击“打印”将报告打印出来；

点击“退出”将当日探伤记录自动保存并退出探伤记录对话框。

执行／季度校验：

打开探伤仪季度性能校验对话框。

查看／记录显示：

当前主窗口显示每个通道的峰值记录曲线，曲线的水平坐标是探伤时圆周位置，垂直坐标是探伤伤波闸门内的波形峰值高度。

查看／波形显示：

当前主窗口显示每个通道的实时探伤波形。

查看／图象显示：

当前主窗口显示每个通道的图象记录，水平坐标是探伤时圆周位置，垂直坐标是探伤声程深度，亮度表示波形高度。

查看／保存数据：

保存当前轮辋探伤图象记录数据，将先打开一个保存文件对话框，提示输入文件名。

文件大小约2MB。

查看／数据读入：

读入轮辋探伤图象记录数据，将先打开一个打开文件对话框，提示输入文件名。

恢复图象时同时恢复峰值记录曲线。

查看／日常校验报告：

打开日常校验报告对话框。

查看／探伤记录报告：

打开轮辋探伤记录对话框。

查看／发现缺陷报告：

打开发现缺陷报告对话框。

设置／通道设置：

打开某个探伤仪通道的参数调节对话框。

设置／报警设置：

打开报警设置对话框，设置各个通道的报警开关。

设置／保存设置：

保存当前所有通道的参数设置（工艺文件）。

将先打开一个保存文件对话框，提示输入文件名。

设置／设置读入：

读入当前所有通道的参数设置（工艺文件）。

将先打开一个打开文件对话框，提示输入文件名。

四、

通道参数设置

点击“设置／通道设置”菜单项或在显示区双击鼠标后，系统弹出“ＫＳＤ１６超声波探伤仪参数设置”对话框。

“ＫＳＤ１６超声波探伤仪参数设置”对话框显示虚拟的超声波探伤仪面板。

“通道”参数选择操作的探伤仪通道。

可通过列表选择或上下微调切换。

在“波形”页，有“扫描起点”、“扫描范围”、“回波增益”参数。

“扫描起点”控制波形前后移动。

取值范围在０到２０００毫米钢中纵波距离。

“扫描范围”控制波形水平比例。

“回波增益”控制信号幅度。

取值范围在４０到１１９．５分贝。

在“补偿”页，有“补偿起点”、“补偿斜率”、“噪声抑制”参数。

“补偿起点”控制自动距离－增益补偿的作用起点，取值范围在０到２０００毫米钢中纵波距离。

“补偿斜率”控制自动距离－增益补偿的作用强度起点，取值范围在０到５。

“噪声抑制”控制抑制高度，在此高度以下的回波将不显示出来。

取值范围在０到１００％。

在“伤闸”页，有“伤闸起点”、“伤闸宽度”、“伤闸高度”参数控制读数和报警闸门的位置、大小和高度。

在“底闸”页，有“底闸起点”、“底闸宽度”、“底闸高度”参数控制读数和报警闸门的位置、大小和高度。

在“参数”页，有“声波速度”、“零点延时”、“折射角度”参数控制回波位置读数计算。

在“其他设置”对话框，有“探头方式”、“探头频率”、“检波方式”、“平均次数”。

“探头方式”选择“单”“双”晶探头方式。

“探头频率”选择探头中心频率，和仪器选频匹配。

“检波方式”选择波形检出方式。

所有参数都是通道独立控制的。

可以用“保存参数”存盘和“参数读入”读入。

五、

点击“设置／季度校验”菜单项或工具栏按钮，系统弹出“ＫＳＤ１６超声波探伤仪性能测试”对话框。

“ＫＳＤ１６超声波探伤仪性能测试”对话框的上部和“ＫＳＤ１６超声波探伤仪参数设置”对话框一样。

下部有“噪声电平”、“灵敏度余量”、“垂直线性”、“动态范围”、“水平线性”、“水平分辨力”等六项功能按钮和相应的“检测范围”、“增益读数”、“测试读数”、“测试结果”编辑框。

点击“噪声电平”按钮将自动调入进行垂直性能测试的参数，自动填入“检测范围”、“增益读数”内容。

点击“灵敏度余量”按钮将自动调节增益，使Φ２ｍｍ×

２００ｍｍ平底孔回波达到５０％高度，自动填入“增益读数”内容。

点击“垂直线性”按钮将调节增益下降２分贝，自动填入“增益读数”内容。

点击“水平线性”按钮将自动调入进行水平线性测试的参数，自动填入“检测范围”、“增益读数”内容。

点击“水平分辨力”按钮将自动调入进行水平分辨力测试的参数，自动填入“检测范围”、“增益读数”内容。

六、日常校验

将控制器的“手动/自动”钮拨到“自动”位置，点击“执行／日常校验”执行日常校验自动流程。

七、自动探伤

将控制器的“手动/自动”钮拨到“自动”位置，执行／自动探伤：

八、建议操作规程（作业指导书）

1．校验、探伤及修程内容

每日作一次日常性能校验

日常性能校验由探伤工操作，探伤班长指导，验收员验证，对样板轮对进行探伤扫查，记录每个通道的闸门内最高回波高度，和增益灵敏度，回波高度大于闸门高度时，显示合格，否则不合格。

记录每个通道的闸门内最高回波高度，和增益灵敏度，回波高度大于闸门高度时，显示合格，否则不合格。

如果一次校验不合格，首先检查不合格通道的声耦合状态，探头压合位置正不正确，如果不正确，作调整。

探头下有没有泥垢、油垢，如果有，将其刮洗干净。

探头弹簧动作灵不灵活，探头盒滚轮磨损了没有，如果有，及时更换。

处理后再作三次以上校验，如果都能合格则通过，否则记录不合格通道的灵敏度（增益），双击该通道区域打开通道参数调节对话框，逐步提高灵敏度（增益），每次2分贝，尝试能否校验合格，如果提高量大于12分贝，或灵敏度余量小于10分贝时，建议更换探头。

如果适量提高灵敏度后能校验合格，再作三次以上校验，如果都能合格则通过。

以新的灵敏度探伤。

点击输入单位、日期和表格内的校验结果、备注；

每日校验后进行轮对轮辋探伤

轮对探伤由探伤工操作，探伤班长指导，验收员验证，对检修轮对进行探伤扫查，记录每个通道的闸门内最高回波高度，和增益灵敏度，回波高度大于闸门高度时，显示不合格，否则合格。

将控制器的“手动/自动”钮拨到“自动”位置，点击“执行／自动探伤”执行轮对探伤自动流程。

然后进入日常轮对探伤记录报告对话框。

点击“添加记录”根据当前记录数据生成轮对探伤记录，即：

记录每个通道的闸门内最高回波高度，和增益灵敏度，回波高度大于闸门高度时，显示报警，否则合格。

点击输入最后记录的轴型、轴号、首装日期、首装单位、探伤结果、备注。

点击“退出”，准备检测下一条轮对。

如果探伤有报警，控制器“手动/自动”拨到“手动”位置，控制落下缓冲轮，将轮对退回到转轮机上，手动控制探头落下，开耦合剂，轮对正转，点击“自动记录”，进行复查探伤，扫到缺陷波时，停止转动，刷油漆标志，复查结束后，点击释放“自动记录”，停止转动，关耦合剂，升起探头，翻转轮起，推出轮对，翻转轮落，缓冲轮起，控制器“手动/自动”拨到“自动”位置。

准备检测下一条轮对。

探伤结束后点击输入单位、日期，然后点击“存盘”保存文件，或点击“读盘”读入以前保存的文件，点击