A型显示轮轴轮对微机控制超声波自动探伤作业指导书.docx

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A型显示轮轴轮对微机控制超声波自动探伤作业指导书

A型显示轮轴轮对微机控制超声波自动探伤作业指导书

6.4.1适用范围

本部分适用于超声脉冲反射法对RD2、RE2A、RE2B、RF2型轮轴、轮对施行超声波自动扫查且仅进行A型显示的探伤检查。

其他型号的铁路货车轮轴、轮对超声波自动探伤检查，可参照本部分执行。

6.4.2探伤设备及器材技术要求

6.4.2.1探伤机综合功能

（1）主声束扫查范围：

a.全轴穿透检验：

轴向全轴穿透，周向扫查范围须大于360°；

b.轴颈根部或卸荷槽部位：

轴颈根部（卸荷槽）疲劳裂纹区，周向扫查范围须大于360°；

c.轮座镶入部：

轴向不小于轮座镶入部，周向扫查范围须大于360°；

d.探测覆盖率：

纵向120%，横向150%。

（2）缺陷自动识别：

系统应具有缺陷识别功能，能自动报警、存储和打印。

（3）监控和报警：

系统应具备自检和巡检功能，并能显示、报警和存储自检结果。

6.4.2.2超声系统

专用超声探伤仪为数字式超声探伤仪，应具备如下技术指标：

（1）工作频率：

0.5MHz～10MHz；

（2）衰减控制方式：

≥80dB范围数字控制衰减，程控衰减步长≤2dB；

（3）脉冲重复频率：

≥100Hz；

（4）垂直线性误差：

≤5%；

（5）动态范围：

≥26dB；

（6）水平线性误差：

≤1%；

（7）灵敏度余量：

≥46dB（2.5MHz钢中纵波）；

（8）分辨力：

≥26dB（2.5MHz钢中纵波）；

（9）放大器带宽（相对3dB）：

1MHz～8MHz；

（10）探测深度：

10mm～5000mm（钢中纵波）；

（11）显示器亮度可调。

（12）数字采样误差：

信号幅度从最大变为最小的变化量不能大于全屏幕高度的±5%。

（13）温度的稳定性：

温度每变化10℃时，参考回波的幅度和范围的变化不能超过±3%和±1%。

（14）预热后的稳定性：

在开机后的30分钟内，信号幅度的变化不能超过全屏幕高度的±2%，信号位置的变化不能超过全屏幕宽度的±1%。

（15）设备主要技术要求应满足超声探伤仪主要技术要求。

6.4.2.3机械系统

（1）应能按照设定程序自动完成探伤的全过程，包括上料后的自动定位、转轮、扫查和下料等。

探头自动扫查装置移动时应平稳，保证良好的声耦合。

（2）应分别具备自动和人工控制机械动作的基本功能。

（3）转轮器须使轮轴（轮对）在设备上转动一周以上，起动或停止时不得有冲击现象。

（4）轮轴（轮对）旋转线速度为1250mm/min～1850mm/min可调。

6.4.2.4电气控制系统：

通过可编程控制器（PLC）控制机械装置按系统的工作流程依次动作，以满足轮轴（轮对）超声波自动探伤所需的机械动作；其主要功能是通过一系列的到位信号来控制探伤机的机械动作，完成自动探伤所必需的机械运动过程。

6.4.2.5计算机控制系统：

通过计算机指令控制机械设备模拟手工探测的动作；同时控制数字式超探仪发射、接收超声波信号；实时切换、采集各部探头的超声波形信号；进行A/D转换；并根据程序的判断条件分析、判断轮轴、轮对各探测部位的波形，以确定所探测的轮对是否存在缺陷。

探测结束后机械设备复位并存储波形信号，打印输出记录。

具备HMIS接口和USB接口。

6.4.2.6样板轮轴、轮对缺陷检出率和检测误报率

样板轮轴、轮对在连续10次探测中不应有漏检，报伤结果准确率应达到90%以上。

6.4.2.7工艺装备

（1）AC220V的单相电源须进入稳压之后方可接进控制电源。

稳压器可使用lkVA交流净化稳压器和不间断断电保护电源或其他性能良好的交流稳压器。

（2）探伤机主机和控制系统应有良好的接地装置，接地电阻值不应大于4Ω。

（3）超声波探伤人员应配备常用工具。

6.4.3探头及试块

6.4.3.1探头

（1）无双峰和波形抖动现象。

（2）回波频率及其误差

a.回波频率：

横波探头和纵波直探头：

2.5MHz；

小角度纵波探头：

4.0MHz～5.0MHz。

b.回波频率误差f/fe≤15%

fe：

探头标定回波频率；

f：

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

横波斜探头β≤45º时：

Δβ≤1.0°

横波斜探头β＞45°时：

Δβ≤1.5°

小角度纵波探头：

Δβ≤1.0°

（4）分辨力

纵波直探头：

≥26dB

横波斜探头：

≥20dB

小角度纵波探头：

≥20dB

（5）系统灵敏度余量

纵波直探头：

≥46dB

横波斜探头：

≥60dB

小角度纵波探头：

≥50dB

（6）声轴偏斜角θ：

直探头：

≤1.0°

横波斜探头（β≤45°时）：

≤1.0°

横波斜探头（β＞45°时）：

≤1.5°

6.4.3.2探头与探测面的选择

微机控制超声波探伤所用的探头频率、探测面、探头类型和折射角的选择见表6-4。

表6-4微机控制超声波探伤所用的探头频率、探测面、探头类型和折射角的选择

序号

探头型号

折射角

探头频率MHz

探测面

探伤部位及功能

探测轮型

1

三晶片组合探头

44°~54.4°（根据轴型选配）

2.5

轴身

轮座镶入部

各型

0°

2.5

耦合监测

2

端面组合探头（可选）

22.5°

4.0~5.0

轴端面

轴颈根部（卸荷槽）

RD2、RE2A

26°

4.0~5.0

轴颈根部

RE2B

26°~28°

4.0~5.0

轴颈根部

RF2

0°

2.5

全轴穿透、耦合监测

各型

6.4.3.3探头连接线：

使用直径为3mm～4mm，阻抗为50Ω的同轴电缆线，探头总线长度不得超过12m。

6.4.3.4试块

（1）标准试块主要为CSK-ⅠA、TZS-R、CS-1-5、DB－H1型试块。

（2）实物样板轮轴（轮对）试块主要为RD2、RE2A（适用于RD2、RE2A和RE2B）和RF2型，不同机型的轮轴微机控制超声波自动探伤机，应选用适合本机型的样板轮轴、轮对。

（3）实物样板轮轴（轮对）试块的图样和技术要求见附件15。

6.4.4耦合剂选择

耦合剂应为水剂内供式乳化液；配置乳化液时皂化油与水的比例为1：

6。

6.4.5超声波探伤系统灵敏度校验

6.4.5.1探伤灵敏度校验

（1）确认探伤机各部位使用的探头型号和探头定位距离。

（2）穿透探伤灵敏度：

以样板轮轴、轮对的轴中央人工裂纹反射波达到垂直刻度满幅的80%时的dB值，再增益6dB~9dB作为穿透探伤灵敏度。

（3）横波斜探头及小角度纵波探头的探伤灵敏度：

以样板轮轴、轮对上相应部位深度为1.0mm的人工裂纹反射波达到垂直刻度满幅的80%时的dB值，再增益6dB~12dB作为相应探头的探伤灵敏度。

6.4.5.2日常性能校验

（1）每班上、下午及夜班开工前由探伤工、探伤工长、质检员、验收员共同检查探伤设备的技术状况，校验系统探伤灵敏度。

（2）按规定将样板轮轴、轮对上机探测一周以上，探伤机系统应准确检测出样板轮上的全部人工裂纹。

（3）推出样板轮轴、轮对调头后，再重复探测一周以上，样板轮各部位的人工裂纹应准确检出。

（4）两次校验，人工裂纹应一次性全部检出为合格。

（5）检测完毕后，打印《轮轴微机控制超声波自动探伤机日常性能校验记录》（辆货统—427）及波形图，参加校验人员应共同签章。

（6）探伤设备发生故障，检修后投入使用前应重新进行日常性能校验并做好记录。

6.4.5.3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对探伤机进行一次全面性能检查，全面检查超探机的状态，并按日常性能校验内容重复五次进行校验，检测完毕后，打印《轮轴微机控制超声波自动探伤机季度性能检查记录》（辆货统—430）及波形图，参加检查人员应共同签章。

6.4.5.4新购置或定期检修完毕第一次投入使用的超探机，使用前须按季度性能检查的要求进行检测。

6.4.5.5应根据作业量及探头磨损情况，每月至少检测一次横波斜探头折射角及前沿、小角度纵波探头折射角。

6.4.6轮轴、轮对探伤作业

（1）待检轮轴、轮对除锈须彻底，探头移动区域不得有锈垢、凸台陡坎和飞边毛刺；检查轴端探头无异常现象。

（2）轮轴、轮对进入探伤工位时，根据显示器屏幕上探伤主程序所提示的信息确认操作者，选择轴型，输入轴号、车轴制造时间及单位、轮对首次组装时间及单位等。

（3）核对控制台上的轴型控制开关，进入探伤主程序。

（4）自动探伤过程中，操作者应该注意设备的运转情况，如轮轴、轮对转动、探头移动等。

同时注意观察耦合油泵工作情况无异常，耦合液喷流应均匀，保证探头与工件探伤部位耦合良好。

（5）观察显示器屏幕上的提示信息，如果系统提示故障类型及处所，操作者应停机并及时处理。

（6）轮轴、轮对探测完毕或发现缺陷后，应及时打印探伤记录，并将探伤结果及波形存入计算机；对于有缺陷的轮轴、轮对，系统应显示故障类型及处所。

（7）系统发现缺陷并打印完成后，启动控制台上的“复位”开关，确认各部探头呈收缩状态，并推出轮对。

（8）待推轮机构复位后，再推入待检轮轴、轮对或关机。

（9）结果判定及处理：

探伤机控制系统对被检轮轴、轮对的回波信息进行自动采集、分析、评价和处理之后，应输出探测轮轴、轮对结果。

6.4.7质量标准

6.4.7.1透声性的判定及处理：

（1）在规定的探伤灵敏度下进行扫查，透声检查的验收范围为车轴端面中心至1/2半径以内。

在验收范围内，如果底波达不到垂直满幅度的30%，该轴判为透声不良；如果底波高度达不到80%，又不低于30%时，且其总面积达到或超过验收范围的1/16时,该轴判为透声不良。

（2）超声波探伤发现透声不良的轮轴、轮对，应在该轮轴、轮对上做出明显的标识。

6.4.7.2大裂纹的判定及处理：

超声波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：

（1）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计算缺陷所处的位置。

（2）判定缺陷的性质：

根据缺陷的位置采取不同的判定方法。

如可疑缺陷处于轴身外露部位，应使用磁粉探伤方法进行确认是否为车轴表面裂纹；如缺陷的位置处于镶入部，则使用横波或小角度纵波探伤方法加以判定或退轮处理。

6.4.7.3轮座镶入部可疑波的复验及处理：

（1）轮座镶入部发现可疑波时，应重新对探伤灵敏度进行确认，只有在规定的探伤灵敏度条件下，所发现的裂纹波幅度达到或超过荧光屏满幅的80%，才能判定该条轮对存在裂纹缺陷。

（2）探伤过程中如果发现没有轮毂波（轮心波）出现，且始波后面有林状波及杂波出现（或提高灵敏度后有林状波及杂波出现），影响正常探伤时，则判定镶入部局部透声不良。

6.4.8探伤标识和记录

（1）每条轮轴、轮对探测结束后，须使用粉笔或标记笔等在车轮辐板内侧面或轴身上标出明显的微机超声波探伤检查标记“W”；确认车轴有缺陷时，须注明缺陷性质和部位。

（2）《轮轴卡片》（车统-5l）：

轮轴、轮对探伤后，应按所探测部位分别在相应栏内签章，在姓名前加“W”字样。

人工复探后，复探人员应在复探栏签章。

（3）《铁路货车轮轴（轮对、车轴、车轮）超声波（磁粉）探伤发现缺陷记录》（车统-52A）：

探伤过程中凡发现缺陷车轴，均须填写或打印此卡片，注明车轴缺陷性质、缺陷部位及发现手段，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签章。

（4）《铁路货车轮轴（轮对、车轴、车轮）超声波（磁粉）探伤记录》（车统-53A）：

轮轴、轮对探伤后均须填写或打印此记录，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