大型养路机械及轨道车辆车轴超声波探伤工艺规程试行Word文档格式.doc
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2探伤范围
2.1凡大型养路机械、轨道车辆车轴属于下列情况之一者,均需按本规程实行超声波探伤检查。
2.1.1大型养路机械每年进行一次。
2.1.2轨道车、轨道平车走行3000km~5000km或行驶满一年。
2.1.3车辆颠覆或脱线。
2.1.4车辆大修。
2.1.5单独更换车轴或轮对。
2.2判为轻伤的车轴,下次探伤时间缩短为正常周期的一半,并由司乘人员加强检查。
3探伤人员
3.1大型养路机械、轨道车辆车轴超声波探伤人员,必须取得铁道部门无损检测资格鉴定考核委员会颁发的超声Ⅱ级或以上级别资格证书方可独立工作。
3.2探伤人员应熟悉被探车轴的材质、制造工艺,以及易于产生缺陷的部位、性质、形状及分布情况和车轴几何尺寸。
3.3探伤人员应熟知有关被探车轴的内部质量标准和有关技术条件。
3.4探伤人员应了解大型养路机械和轨道车辆在运行中车轴应力集中的部位及范围。
4主要设备及性能
4.1超声波探伤仪
4.1.1六通道超声波探伤仪应有六个通道同时显示和每通道单独显示功能,并有足够的显示亮度。
4.1.2每个通道灵敏度余量均应≥46dB;
K1斜探头探测压装部深度为1mm的人工伤余量应≥26dB。
4.1.3水平线性误差≤2%。
4.1.4垂直线性误差≤6%。
4.1.5每道衰减器总量≥80dB。
4.1.6动态范围≥26dB。
4.1.7分辨力(纵波纵向)≥26dB。
4.1.8探测深度(纵波)≥3m。
4.1.9适用于交流、直流两种电源。
4.2试块
4.2.1车轴超声波探伤TZS-R型专用标准试块一套,见图1。
4.2.2各种轴型半轴实物试块各一件,如图2、图3、图4、图5所示。
按各种轴型加工的半轴实物试块的人工伤部位见附录三规定,人工伤深度应符合TB/T2494.1—94和TB/T2494.2—94要求,并在1/2轴长度的端面上钻Φ10mm、深60mm的平底孔。
4.2.3GDC型专用试块一套,如图6、图7、图8、图9所示。
4.3ZHT-1型组合探头
4.3.1探头频率为2.5MHz-5MHz。
4.3.2回波频率为f±
15%。
4.3.3直探头声轴偏角≤1.5°
。
4.3.4斜探头折射角误差Δβ:
4.3.4.1β≤45°
时,Δβ≤1.5°
4.3.4.2β>45°
时,Δβ≤2°
。
4.3.5超声波小角度纵波探头探伤参数,见附录二。
4.3.6超声波纵波探伤参数,见附录三。
4.3.7以超声横波检查轮座、齿轮座镶入部疲劳裂纹使用K0.7~K1.6横波斜探头,如图10、图11、图12所示,超声波横波探伤参数见附录四。
5探伤前准备
5.1专用组合探头由6个不同角度的单个特殊探头组成,探伤前应按被探轴型组配每个单探头的角度。
6个单探头按逆时针方向,依次全轴、齿轴座内侧、齿轮座外侧、轮座内侧、轮座外侧、轴颈顺序排列(对应于六通道探伤仪1~6道)。
5.2检查横波斜探头的入射点和K值,按TZS-R型车轴标准试块使用说明规定方法进行。
5.3了解被探车轴的型号、几何尺寸、走行公里数、组装年限。
5.4擦试探测面。
为了保证探伤过程中有良好的声耦合,拆除轴箱盖和销钉后,还必须除去轴端面的锈污和毛刺。
5.5测距的标定
5.5.1纵波探伤测距的标定:
5.5.1.1使用专用组合探头检查各种车轴时,应按探测长度进行标定(相关参数见附录三),具体调整方法是把0度探头置于TZS-R型标准试块C面上,将第五次底波前沿用仪器粗调和微调旋钮调至荧光屏刻度第4大格,如图7所示,此时屏幕上刻度每大格(1cm)代表车轴实际长度250mm(详见TZS-R型车轴超声波探伤标准试块使用说明书)。
5.5.1.2用半轴实物试块直接标定。
以轴承脂做耦合剂,将第一次底面回波用深度粗调和微调旋钮调至荧光屏刻度相对应的格数(半轴实物试块长度÷
250=格数),屏幕上每一大格代表车轴实际长度250mm。
5.5.1.3用GDC型试块标定。
用仪器调节旋钮,将第一至第四次底波前沿调至示波管显示屏机械刻度第2、4、6、8大格,此时,每大格代表试块(或车轴)实际尺寸250mm。
5.5.2横波斜探头测距的标定:
5.5.2.1将K值探头置于TZS-R标准试块R面上,调节仪器微调和水平旋钮,使A面下棱角最高反射波前沿和A面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与第4大格上,见图8。
此时,仪器刻度每大格代表探测深度H为40mm,其水平距离L和声程S可用式1和式2计算。
L=KH
(1)
S=H√K2+1
(2)
5.5.2.2斜探头置于半轴实物试块轴身上,将半轴实物试块轮座(或齿轮座)内侧(或外侧)人工伤反射波前沿用水平(或延迟)和微调旋钮调至荧光屏刻度适当位置(例第五大格,见图9),根据公式3~5计算出屏幕上每大格代表的实际探测深度H、水平距离L及声程S值(详见TZS-R型车轴超声波标准试块技术说明)。
Φ1+Φ22
H=─────(3)
2
Φ1+Φ22
L=K(─────)=KH(4)
2
Φ1+Φ22_____________
S=─────√K2+1=H√K2+1(5)
2
式中:
K=Tgβ;
β=探头折射角;
L=从探头入射点至人工伤的垂直距离(mm);
S=横波声程(mm);
Φ1=轮座(或齿轮座)直径;
Φ2=探头所在位置的直径。
水平(L)/格数——每格代表的水平距离;
深度(H)/格数——每格代表的深度;
声程(S)/格数——每格代表的声程。
6探测程序
6.1纵波探伤
6.1.1纵波探伤灵敏度的确定:
6.1.1.1使用GDC型专用试块调整探伤灵敏度。
将与被探测车轴相对应的专用组合探头置于涂有耦合剂的GDC型专用试块端面上,如图10所示,依次调整穿透(一通道)、齿轮座内侧(二通道)、齿轮座外侧(三通道)、轮座内侧(四通道)、轮座外侧(五通道)、轴颈(六通道)等部位探测灵敏度。
6.1.1.2全轴穿透探测灵敏度的调整。
使用GDC型专用试块调整全轴穿透探伤灵敏度,仪器“增益”最大、“抑制”关,调整探伤仪第一通道衰减器控制键(详见CZT-1型超声波车轴探伤仪使用说明书),使GDC型试块端面直径φ5mm平底孔反射波高度为荧光屏满刻度的80%,再增益16dB~20dB(轴端直径<φ120mm,增益20dB;
轴端直径≥φ120mm,增益16dB)作为车轴超声波穿透检查的探伤灵敏度。
6.1.1.3齿轮座内侧探伤灵敏度的调整。
仪器“增益”最大、“抑制”关,调整仪器第二通道衰减器控制键,使人工伤反射波高度为荧光屏满刻度的80%,然后增益18dB~22dB,作为判伤灵敏度,再增益4dB作为扫查灵敏度。
6.1.1.4齿轮座外侧探伤灵敏度的调整方法与6.1.1.3相同,先增益16dB~20dB作为判伤灵敏度,再增益4dB作为扫查灵敏度。
6.1.1.5轮座内侧探伤灵敏度的调整。
调整仪器第四通道衰减器控制键,使人工伤反射波高度为荧光屏满刻度的80%,然后增益14dB~18dB作为轮座内侧判伤灵敏度,再增益4dB作为扫查灵敏度。
6.1.1.6轮座外侧探伤灵敏度的确定。
调整方法与6.1.1.5相同,先增益12dB~16dB作为轮座外侧判伤灵敏度,再增益4dB作为扫查灵敏度。
6.1.1.7轴颈探伤灵敏度的确定。
仪器“增益”最大、“抑制”关,调整仪器第六通道衰减器控制键,使人工伤反射波高度为荧光屏满刻度的80%,然后增益8dB~12dB作为轴颈判伤灵敏度,再增益4dB作为扫查灵敏度。
6.1.1.8使用半轴实物试块调整全轴穿透探伤灵敏度。
仪器“增益”最大、“抑制”关,调整探伤仪第一通道衰减器控制键(详见CZT-1型超声波车轴探伤仪使用说明书),使半轴实物试块端面直径10mm平底孔反射波高度为荧光屏满刻度的80%,再增益16dB作为车轴超声波穿透检查的探伤灵敏度。
6.1.1.9使用TZS-R型标准试块调整全轴穿透探伤灵敏度。
将探头置于试块C面,调整第一通道衰减器控制键,使第一次底波为荧光屏满刻度的80%,在此基础上检查平轴端车轴时,提高增益45dB,作为车轴超声穿透检查的探伤灵敏度;
检查轴端带螺纹或轴径直径<120mm的车轴,提高增益50dB,作为车轴超声穿透检查的探伤灵敏度。
6.1.2纵波探伤操作程序:
6.1.2.1用仪器控制键输入车型、轴号、探头角度等有关参数(参见附录三)。
6.1.2.2将与被探轴相对应的组合探头置于涂好耦合剂(油脂)的轴端面上,使6个单探头均有良好的声接触。
仪器置于六通道同时显示状态下,向探头体施以均匀压力,观察第一通道扫描线上应出现底波的位置是否有轴端面反射波出现,如有幅度足够高的反射波,表示组合探头接触良好,否则应重新检查组合探头的弹簧是否正常。
然后匀速顺时针旋转组合探头360°
,观察六条扫描线是否有异常反射波出现,如有异常反射波出现,则应使用单通道显示键依次显示第一通道和出现异常波的相应通道,判断该轴是否有伤和伤的大小。
判伤时除周向旋转探头判断伤的周向长度外,还要单独上、下移动有异常波的探头,以提高判伤的准确性和判断伤的尺寸及位置。
6.1.2.3车轴全轴探伤必须从两端进行,严禁仅从单端探测。
6.1.2.4判伤
6.1.2.4.10度探头穿透探测全轴超声波的衰减情况时,如果轴端面反射波高<50%,则认为该轴透声不良。
如果发现始波与底面回波间有伤波出现、且波高≥80%,应根据伤波在荧光屏上所处的格数,计算出伤在车轴上的位置,再将探头放到轴另一端
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