机车车轴超声波探伤实用工艺.docx
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机车车轴超声波探伤实用工艺
毕业论文
题目:
机车车轴超声波探伤工艺浅析
专业:
电气工程与其自动化(电力机车)
学号:
********
姓名:
X体康
*******
学习中心:
某某工业职校学习中心
西南交通大学
网络教育学院
2015年10月18日
院系西南交大网络教育学院专业电气工程与其自动化(电力机车)
年级2013学号********姓名X体康
学习中心某某工业职校学习中心指导教师黄治清
题目机车车轴超声波探伤工艺浅析
指导教师
评语
是否同意辩论过程分(总分为20)
指导教师(签章)
评阅人
评语
评阅人(签章)
成绩
辩论组组长(签章)
年月日
毕业论文任务书
班级2013-43学生某某X体康学号********
发题日期:
2015年9月18日完成日期:
2015年9月日
题目机车车轴超声波探伤工艺浅析
本论文的目的、意义车轴是机车车辆转向架的关键承载部件,影响行车安全的重要零件,其疲劳破坏直接危与运输安全。
如果车轴出现疲劳损伤并且扩展,就会因断轴而造成列车脱轨,带来灾难性的后果,其安全运转直接关系着铁路运输的安全生产。
车轴很容易发生疲劳裂纹,而这种裂纹易发生在车轴压装座的一个短距离内,且完全是隐蔽的。
为了与时发现疲劳缺陷,在轮对交付前和使用中,必须进展无损探伤检查。
机车车轴在运行中,极易在轴颈轮座内外侧,齿轮轮座内外侧,轴身局部产生疲劳裂纹,这些裂纹一旦产生便会迅速开展,继而导致车轴断裂事故,给铁路运输带来很大隐患。
统计明确,今年来我国机车各种走行轴均有冷切事故发生,这不仅限制了铁路行车速度的提高,而且给人民的生命财产造成极大的威胁。
1、学生应完成的任务1、讨论无损检测的意义与机车车轴产生缺陷的原因与危害。
2、论述超声波探伤方法的分类
3、分析各种因素对工艺参数选择的影响
4、SS4改良型电力机车整体车轮车轴疲劳裂纹超声波探伤工艺实例分析
2论文各局部内容与时间分配:
〔共8周〕
第一局部开题(1周)
第二局部完成初稿(2周)
第三局部按要求修改、定稿(3周)
第四局部完成定稿(2周)
评阅其辩论(周)
3参考文献
[1]李家伟,陈积懋.无损检测手册[M].:
机械工业,2001.
[2]曾海云,段怡雄,王平华.35CrMo车轴疲劳裂纹超声波检测工艺方法[J].电力机车与城轨车辆,2005,(6):
34-37.
[3]李家伟,陈积懋.无损检测手册[M].:
机械工业,2001.
[4]曾海云电力机车与城轨车辆;中国铁道,2005
[5]邓嘉鸣.高速动车空心车轴超声波探伤工艺;中国铁道2009
[6]王广杰.轨道车辆车轴的成形设备与工艺研究[D].某某:
某某大学,2007.
[7]超声波探伤编写组超声波探伤;电力工业,1987
[8]李择仪超声波探伤某某科技1980
[9某某铁路局无损检测工艺编写委员会某某铁路局无损检测工艺成铁技2014-58号2014
[10]无损检测编审委员会铁路探伤工〔机务探伤〕中国铁道2014
备注
指导教师:
年月日
审批人:
年月日
诚信承诺
一、本论文是本人独立完成;
二、本论文没有任何抄袭行为;
三、假如有不实,一经查出,请辩论委员会取消本人辩论资格。
承诺人:
〔①纸质稿件手写②X体康〕:
2015年10月18日〔每次提交的日期①纸质稿件手写②电子文档打印〕
摘要
车轴是机车车辆转向架的关键承载部件,影响行车安全的重要零件,其疲劳破坏直接危与运输安全。
如果车轴出现疲劳损伤并且扩展,就会因断轴而造成列车脱轨,带来灾难性的后果,其安全运转直接关系着铁路运输的安全生产。
车轴很容易发生疲劳裂纹,而这种裂纹易发生在车轴压装座的一个短距离内,且完全是隐蔽的。
为了与时发现疲劳缺陷,在轮对交付前和使用中,必须进展无损探伤检查。
事实上,在不退轮芯的情况下,除超声波外,没有其他方法具有足够的灵敏度能探测这些裂纹。
车轴的超声波探伤法,自上世纪50年代采用以来,迄今已应用了50多年,一直是检测车轴疲劳裂纹的重要手段。
目前,我国机务段对铁路机车轮对疲劳裂纹的检测主要采用磁粉探伤和超声波手工探伤的方式对轮对关键部位进展探伤。
其中,磁粉探伤法只能探测轮对外表与近外表缺陷和疲劳裂纹,存在一定的局限性。
超声波手工探伤可一定程度上探测到轮对内部的缺陷和疲劳裂纹,但由于手工操作,受检测者的工作经验与当时的精神状态等因素影响,人为因素多,操作条件差、劳动量大、劳动效率和自动化程度低,容易出现误探、漏探,特别是车轴的超声波手工探伤,目前各机务段的车轴超声波探伤水平参差不齐。
本论文提出了一种新的探伤方案,采用在车轴轴端布置小角度探头并把探头装在可高精度调节探头倾角的探头盒内的方式探测车轴轴身区域,在车轴轴颈、压装部不同角度探头对机车轮对其他区域进展探伤。
关键词:
机车车轴;超声波;探伤机;探伤
第一章绪论
无损检测的意义
在不损害材料或结构的情况下,采用某种技术,对检测对象内部与外表进展探测,从承受信号中提取出需要的信息,或者判断材料或结构的完整性,或者获得材料或结构的某些性质。
而无损检测的最常用方法有超声波探伤,〔UT〕适用于工件内部和外表缺陷的检测;磁粉探伤〔MT〕适用于铁磁性材料与外表和近外表缺陷的检测;渗透探伤〔PT〕适用于外表开口缺陷;涡流探伤(ET),适用于导体与外表和近外表缺陷的检测;射线探伤〔RT〕,适用于内部缺陷的检测,其中超声波探伤适用X围最广。
机车车轴产生缺陷的原因与危害
车轴是机车机械局部的重要部件,对机车车轴实施超声波探伤是保证铁路运输和安全防止发生断裂事故的重要环节。
机车车轴在运行中承受着挤压扭曲和冲击等交变应力其常出现的缺陷原因包括:
1、车轴加工制作时由于原材料内部缺陷导致的缩孔,疏松,夹杂模锻裂纹等与热处理产生的热裂纹,晶粒粗大。
2、车轴在冷加工后产生的晶粒粗大,外表应力集中等缺陷
3、在役车轴在使用过程中产生的疲劳裂纹缺陷。
机车车轴在运行中,极易在轴颈轮座内外侧,齿轮轮座内外侧,轴身局部产生疲劳裂纹,这些裂纹一旦产生便会迅速开展,继而导致车轴断裂事故,给铁路运输带来很大隐患。
统计明确,今年来我国机车各种走行轴均有冷切事故发生,这不仅限制了铁路行车速度的提高,而且给人民的生命财产造成极大的威胁。
车轴超声波探伤的开展简介
我国车轴无损检测技术和设备的研究始于1952年,主要研究车辆车轴的手工损伤。
采用的方法是用纵波反射法检测较大缺陷;1960年后使用斜入射横波检测轮座部位,1973年开展了斜入射纵波不解体探伤方法的研究1978年用于生产,1980年研发了机车车辆车中自动化探伤设备。
1998年铁路局开展了大型养路机械车轴探伤技术和流通到超声波探伤仪与专用组合探头的研究。
首创了大型养路机械车轴超声波探伤新方法。
这种方法可以检测出车轴轴颈.>1mm轮座》2mm齿轮座>5mm和轴身>10平底孔当量缺陷与车轴透声性能。
于2000年通过鉴定并用于生产。
2001年铁路局开展了提速机车〔〕车轴超声波成像技术的研究,2004年通过鉴定。
第二章超声波探伤方法分类
当超声波在钢材中传播时,其能量和声压将会随着传播距离的增加而衰减。
超声波能量除因散射引起衰减外,材质晶粒度、内部缺陷、化学成分和组织的不均匀性以与耦合条件等也会引起衰减。
根据基波衰减程度和波幅的形状,可判断出车轴的各种缺陷。
一般在均匀材料中,裂纹的存在将造成材料不连续,这种不连续带来声阻抗的不一致,由反射定理可知,超声波在两种不同声阻抗的介质的界面上会发生反射。
通过对疲劳裂纹的特点分析与大量的工艺试验,可以得出这些裂纹的一些超声波特征:
一般波形突变,波形不连续。
超声波探伤法分为垂直探伤、斜角探伤和局部探伤,以与一些新的探伤方法。
垂直探伤:
垂直探伤是从车轴端面与车轴外表垂直的长度方面(轴向)射入纵波超声波的方法。
该探伤法〔如图一〕主要由两个局部组成:
测定超声波的衰减度以了解其穿透工件的情况;检测车轴在全长方向上有否损伤。
图一垂直探伤
斜角探伤:
斜角探伤〔如图二〕一般是以37°~45°的折射角,从有曲率的车轴外表斜方向射入指向目标位置的横波超声波,以检查因有零配件而不能用磁粉探伤检查到的齿轮座、轮座、制动盘座等部位。
斜角探伤比局部探伤更能检测出细小的伤痕,但是为便于探伤,必须把车轴外表打磨干净。
另外,由于超声波射入的角度受到限制,某些在强度上极其重要的配合部位的探伤就难以进展,如齿轮一侧的部位。
如能提高局部探伤精度,把斜角探伤用局部探伤代替,就能降低维修本钱和提高工作效率。
图二斜角探伤
局部探伤:
局部探伤〔如图三〕一般是以10°~15°的折射角,从车轴的端面斜向射入目标位置纵波超声波,该方法称之为纵波斜角探伤。
图三局部探伤
它虽然具有与斜角探伤法一样的精度水平,但存在如下问题:
在装有轴承的状态下,对车轴进展探伤时穿过轴承内圈产生的回波,与从裂纹来的回波难以识别,而不能保证检测精度;车轮更换时,在轴端打钢印的场合下会使探头与车轴接触不良,难以保证精度;不能像垂直探伤那样探伤车轴全体,因此仅以局部探伤检查车轴时,要多个探头,作业过程繁杂。
新的车轴探伤法:
新的车轴探伤法是从提高探伤精度和降低维修本钱两方面考虑,应采用如图四所示带自动判定功能的多波道、旋转式局部探伤方法。
由于探头的接触面装在轴端,所以能消除斜角探伤大X围的打磨作业
图四新的车轴探伤方法
第三章超声波探伤的工艺参数选择
超声波探头确实定
固连在超声波探伤机上的超声波探头,是探伤机的核心局部,其尺寸形状与其相关参数选择得合理与否,直接影响到探伤的准确度。
为确保探伤时探头检测面与被测部位的良好接触,增加接触面积,改善耦合条件,提高透声效果,一般根据实际情况将探头检测面加工成平面,或带有一定曲率的圆弧面。
假如探头采用斜探头,其折射角的选择也将影响探伤的效果,应保证声束能扫查到整个探伤面,能发现主要缺陷,有足够的探伤灵敏度。
一般折射角选择过大或过小,都会影响超声波声程,从而影响探伤灵敏度,使车轴上疲劳裂纹的检出率降低。
为此,可通过各种不同折射角的探头,对车轴进展比照试验,并参照疲劳裂纹的特点确定超声波探头的最优折射角。
此外,超声波探头的频率,也是一个相当关键的参数,频率应保证在规定的最大距离上探测出要求发现的最小缺陷,并还有一定的余量,且有足够的信噪比。
恰当地选择适宜的频率,不仅能保证超声波声束的指向角,有利于检出小且能有效地阻止超声波能量的大幅衰减。
通过对车轴试块的大量试验和分析,确定超声波探头的频率,一般为1~10MHz。
耦合剂的选择
超声波在传播过程中,遇到不同的介质时,会发生反射和折射。
为保证足够的折射率,超声波探伤须在介质的界面上涂覆耦合剂,以尽量减少超声波能量的损失。
耦合剂的种类很多,需要根据车轴材质和实际探伤状态,恰当地选择,以保证良好的声耦合。
一般耦合剂要求有以下性能:
容易黏附,有足够的浸润性,对人体无害,对车轴无腐蚀性,易去除。
因此,多项选择用各种型号的机油,以与树脂、浆糊等。
超声波探伤比照试块与其制作
为确保超声波探伤具有足够的灵敏度,需要根据技术条件和车轴的制造使用要求,制作与实际车轴相似的结构和外形尺寸的比照试块,以供探伤时使用。
在试块上相应部位,按车轴疲劳裂纹的特点仿真刻制一系列的人工缺陷,其中,在试块的压装部位〔相当于实际的车轮、从动齿轮、制动盘等部件的镶入部位〕的人工缺陷的深度一般为2.5mm左右;在试块的非压装部位的人工缺陷深度一般为0.6mm左右。
3.4机车车轴的结构
机车车轴的根本结构,包括轴颈、轴肩、车轮座、齿轮座和轴身等,有的还有制动盘座,其中齿轮座安装从动齿轮,承受来自动力源的牵引力,驱动车轴旋转。
图1示出了机车车轴的主要结构。
图3.1车轴结构图
机车车轴产生疲劳裂纹,原因是多方面的,既受车轴材质、结构、制造工艺、轮对参数选配等因素的影响,又受机车运用线路状况、运行速度、牵引吨位以与司乘人员操作情况等因素的影响。
由于受力特点、受力状态、工作环境的不同,车轴在运用过程中受到弯曲应力、扭转剪切应力与组装应力的同时作用,产生疲劳裂纹的原因是相当复杂的。
一般来讲,车轴的疲劳是在车轴与车轮、从动齿轮与制动盘等配合件接触部位的腐蚀和微小滑动产生的磨耗,而在车轴外表形成微孔,在不同的情况下慢慢开展为裂纹。
车轴裂纹有横向、纵向两种形式,与车轴中心线交角在45°以上为横裂纹,在45°以下为纵裂纹。
第四章机车车轴疲劳纹超声波探伤
从以往其它机型车轴断裂原因分析,多数是材质疲劳所致。
车轴产生疲劳裂纹的原因是多方面的,既受车轴材质、结构、制造工艺、牵引电动机和轮对参数选配等因素的影响,同时又受到机车运用线路状况、运行速度、牵引吨位、以与司乘人员操作等客观因素的影响。
由于受力特点、受力状态、工作环境不同,机车车轴的疲劳寿命也不一样,同时车轴在运用过程中受到弯曲应力、扭转剪切应力与组装应力共同作用,且均为复杂的交变应力。
由此可见车轴产生疲劳裂纹不是单纯的某种因素造成,而是在多种因素共同作用下产生的。
以往机型车轴疲劳裂纹经常产生在轮座两侧,有时也出现在轮座两侧附近,这是由于边缘应力作用的结果。
但大局部是由于发生了摩擦腐蚀,使轮毂孔从轮毂内端面开始弹性扩大而造成的,尤其是设计不合理,轮毂过短,壁过厚或抗弯强度过大等原因。
根据以上因素分析,提速客运机车车轴疲劳裂纹产生位置为轮心压装部压痕线附近,需要根据机车车轴结构、几何尺寸、疲劳裂纹的特点确定探伤条件。
车轴使用寿命由裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命组成。
裂纹萌生是由上述多种因素造成,其寿命是不一样的;裂纹扩展寿命在同样条件下(如受力条件、裂纹深度一样),车轴的机械疲劳剩余寿命应该是一致的。
实际运用中由于受力情况差距很大,车轴整个机械疲劳寿命各不一样,但车轴疲劳断裂始终由以下4个过程组成:
(1)裂纹源形成。
由深度较浅的一个或几个腐蚀坑在长期集中应力的作用下,逐渐在腐蚀坑的底部产生轻微疲劳裂纹,形成裂纹源。
(2)疲劳核形成。
车轴在循环弯曲应力作用下,首先在裂纹源处使金属纤维交替伸长和缩短并逐渐扩大,形成疲劳核,其外表光滑。
当应力振幅达到最大值,裂纹就向前推进一级,也称慢速开展期,在此期间裂纹开展缓慢、稳定扩展。
(3)快速开展期。
当裂纹开展到一定程度时,应力不断作用在裂纹处车轴上,使疲劳裂纹不断开展。
随着应力在使用条件下时大时小,疲劳裂纹的开展断面为海滩波浪状,俗称贝壳状。
当应力达到最大时疲劳裂纹就向下开展一级,当应力达到最小时疲劳裂纹就停止开展,形成疲劳裂纹中止线。
在此期间裂纹开展非常快。
(4)脆断。
任何金属材料不裂是不会断的,当车轴裂纹深度开展很深,其有效承载面积逐渐缩小,不能承当最大应力时,发生一次性断裂。
由于车轴疲劳裂纹在开始形成时并不和车轴轴向中心线垂直,而是偏离一定角度,一般在10°~25°之间。
且车轴压装部内侧裂纹向外倾斜,外侧裂纹向内倾斜,当达到一定深度后才垂直下裂。
为使疲劳裂纹获得更大的反射能量,采用纵波小角度探头。
用一定角度的纵波小角度探头在车轴端面上对压装部内外侧压痕线附近扫查。
但车轴压装部内侧由于靠近传动齿轮,受力相比照拟复杂,力矩也较大,因此产生疲劳裂纹的概率要大得多,在探伤中将内侧作为重点。
当扫查外侧时理论上可以在外侧压痕线附近扫查,但由于超声波的直线传播特性,在防尘座向压装部过渡时有一段声束扫查不到的死区,不能使声波到达该区。
如果此处发生深度较浅的疲劳裂纹易发生漏检,只有裂纹达到一定深度时才能被发现。
事实上外侧产生这样深度的疲劳裂纹时,不仅用纵波直探头也能探测到了,而且远比外侧受力复杂的内侧早已产生裂纹,并深度超限更换。
所以提速客运机车车轴探伤中,应把车轴镶入部内侧作为重点,采用纵波小角度探头探伤,整个车轴采用纵波直探头进展穿透大裂纹检查。
根据超声波探伤根本原如此:
超声波声束尽可能覆盖疲劳裂纹发生区,且声束尽可能和裂纹垂直,以获得最大的裂纹反射量,形成较高的探伤灵敏度。
由于提速机车车轴采用空心轴传动,限制了探伤条件,探头只能放置在车轴端面对车轴压装部进展检测。
通过理论计算和实际测试,车轴压装部选取频率为2.5MHz,晶片直径为20mm的9°纵波小角度探头,如图1所示。
车轴内部缺陷和大裂纹的检查采用频率为2.5MHz,直径20mm的直探头。
根据车轴压装部受力情况,在车轴压装部内侧压痕线附近加工人工锯口,为和轴肩反射波分开,在距离轴端面470mm处分别加工两个宽度为0.5mm,长度分别为50mm,100mm,深度分别为2mm,10mm的人工锯口(见图1)。
将9°探头置于车轴实物比照试块端面上,探测车轴镶入部内侧(距轴端470mm)2mm深人工锯口,移动探头,使人工锯口反射波达到最高并将波高调节到仪器荧光屏满幅度80%,作为车轴小角度探头探伤灵敏度。
将2.5P20直探头放置在车轴实物比照试块端面上,探测车轴10mm深人工锯口,移动探头,使人工锯口反射波达到最高,并调整到仪器荧光屏满幅度80%,作为内部缺陷与大裂纹查找灵敏度
4.5探伤操作
4.车轴压装部探伤
将纵波9°小角度探头放置在车轴端面上,如图2所示,在探伤灵敏度根底上再增益6dB,对车轴轮心压装部处进展扫查。
探头中心对准车轴顶针孔,作周向移动,探头晶片相互覆盖10%,探头移动轨迹为锯齿形,当发现疲劳裂纹后恢复探伤灵敏度进展定量。
4.车轴内部缺陷和大裂纹查找
将纵波直探头放置在车轴端面上,如图2所示,在校对好的探伤灵敏度根底上再增益6dB,对车轴内部进展扫查。
探头中心对准车轴顶针孔,作周向移动,探头晶片相互覆盖10%,探头移动轨迹为锯齿形,当发现疲劳裂纹后恢复探伤灵敏度进展定量。
在车轴超声波探伤中,最重要的是反射波的识别。
探伤人员须有扎实的理论知识和丰富的实践经验,才能正确地对波形进展判断,防止将疲劳裂纹反射波误判为固定波给运输生产埋下安全隐患,或将固定波误判为疲劳裂纹反射波造成材料浪费。
根据以往SS系列机车车轴疲劳裂纹波形特点和规律,以9°纵波探头为例,对SS8型机车在役车轴探伤波形作一简单分析:
疲劳裂纹的位置一般产生在车轴压装部X围内,波形单一、波峰锋利、笔直。
但由于裂纹有裂纹源,深度有一定变化,探头周向移动时波形高度变化不大,位置也不变,不会超出6dB。
探头转动一定角度时波形位置不变,而高度变化较大,探头向顶针孔靠近时波形略有增长,靠近轴端边缘时波形下降。
因为是空心轴传动,车轴受力较均匀,一般情况是一周均有,深度变化不大,周向移动探头时波形高度稍有变化,这和疲劳裂纹的深度差有关。
但也有不是一周的疲劳裂纹,波形显示有一定的周向长度,周向移动探头时波形高度变化较大,探头向两侧移动时波形高度逐渐下降。
另外探头上下移动时疲劳裂纹波在时基线上有一定的游动距离,裂纹深度愈大,游动距离愈大,这是疲劳裂纹反射波和固定波的主要区别。
4.7影响疲劳裂纹定量的因素
在车轴超声波探伤检测中采用实物比照试块法,疲劳裂纹的反射声压和实物试块上的人工锯口相比拟,由于人工锯口为单一的形状,而疲劳裂纹如此是千变万化的,因此定量中出现误差在所难免。
况且影响疲劳裂纹定量因素很多,如何防止或缩小定量误差,是探伤人员多年来研究的课题。
笔者认为车轴疲劳裂纹定量应从以下几方面考虑,并加以修正以保证定量准确性。
4.疲劳裂纹取向对定量的影响
°时,疲劳裂纹反射声压下降到10%,当倾斜12°时,反射声压急剧下降到1‰,回波幅度同样变小,定量误差就越来越大。
因此判断疲劳裂纹深度比实际疲劳裂纹深度要小一些的现象时,在实际探伤中应进展适当的补偿,一般情况下补偿几个dB。
当疲劳裂纹的内含物不同,其声阻抗不同。
内含物和车轴钢的声阻抗差异越大,回波幅度越大,定量误差越小。
疲劳裂纹内充满空气时,疲劳裂纹反射声压和实物试块上的人工锯口相接近,回波幅度变大,定量误差较小。
一般情况下车轴疲劳裂纹内充满油脂,所以疲劳裂纹反射声压相应变小,局部声能出现透射,回波幅度变低,定量时和实际疲劳裂纹深度误差较大。
经验明确声能损耗约为10%左右,所以裂纹定量时也应该考虑补偿。
疲劳裂纹反射声压和疲劳裂纹面的状态有很大关系:
当疲劳裂纹反射面粗糙时,会引起严重的散射与干预,探头承受的回波幅度变小,在定量中会出现误差。
当被检车轴探测面和实物试块粗糙度不同时,声波由探头进入车轴时会产生一定声能损耗,定量过程出现误差,疲劳裂纹判断深度较实际要小。
尤其当车轴端面上有钢印字头,超声波能量损失更严重,这时疲劳裂纹定量应补偿2~4dB。
由图3的人工锯口深度-波幅曲线可以看出,任何一种探头在裂纹定量中都具有饱和性,即随着裂纹深度的增加,反射波逐渐增高,具有一定的反射规律,达到探头饱和点以后,反射波不会随裂纹深度增加而增加。
2.5MHz,Φ20mm的9°小角度纵波探头起点较早,饱和点大约在3mm;Φ20mm直探头饱和点大约在6mm;而K1横波斜探头饱和点小,探伤灵敏度高,发现小裂纹能力强,但定量中误差大,这就是以往机型车轴探伤不用横波斜探头定量的原因。
在裂纹定量中应考虑使用探头的饱和点,在饱和点后不能简单地利用6dB法,应采用多探头综合判断,同时探头的晶片尺寸影响近场区长度和波束指向性,对定量也有影响。
机务段在制作实物试块时不规X,加工人工锯口断面不平整,出现台阶,在校对灵敏度时人工锯口反射声压偏高,均会导致定量中容易将小裂纹判断为大裂纹。
另外人工锯口长度、深度不标准,尤其标定灵敏度深度只是一点,和实际疲劳裂纹的反射声压不同,从而引起定量上的误差。
在车轴实物试块上校对好探伤灵敏度后,实际探伤检测中,由于轮对组装使车轴齿轮压装部边缘产生较大的内应力,超声波质点振动轨迹受应力干扰,声波传播速度和方向发生变化,引起定量中产生误差。
另外探伤仪器、探头、试块的性能与探伤人员的操作方法、技能、实践经验等主观因素均对疲劳裂纹定量有直接的影响。
总之,车轴超声波探伤中疲劳裂纹定量时应综合考虑以上因素。
根据经验,裂纹深度在3mm以内时,定量时一般偏差为±0.5mm。
同时也应考虑其它因素,超出3mm时就应考虑探头的饱和点问题。
第五章SS4改良型电力机车整体车轮车轴疲劳裂纹超声波探伤
湖东电力机务段配属SS4改良型(SS4G)电力机车246台,该车采用整体车轮,担当大秦铁路晋煤外运牵引任务。
2005年对其中的200台机车的L()CaTROL系统进展了改造,2006年3月份该机车开始陆续在大秦线上担当2万t组合机车牵引重载运输任务,显示了我国自主研制的国产电力机车牵引重载列车的优势。
但随着SS4改良型电力机车走行公里数的逐渐增加,也暴露了一些问题,比如2007年11月22日,对SS4G7Cr76#机车进展一次中修时.由于轮心磨耗到限,人厂更换轮心,意外发现B4位轴号为04.0280的车轮在退下轮心时车轴压装轮心和齿轮心处有裂纹,经过磁粉探伤确认为周向裂纹,裂纹位置在距轴端面51
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