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眾所周知，輪軸，尤其是驅(qū)動輪軸，對于成套設(shè)備，機車車輛的安全運轉(zhuǎn)是重要的。

輪軸的完整性對確保安全運轉(zhuǎn)，保證生命財產(chǎn)安全是必不可少的一個環(huán)節(jié)。

但是在日常運轉(zhuǎn)過程中，由于在役輪軸不僅要承受垂直、縱向和橫向復(fù)合載荷，同時又受到彎曲及旋轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用，再加上空氣的氧化，因此在役輪軸類工件中產(chǎn)生的最常見的缺陷就是疲勞裂紋。

針對此類內(nèi)部缺陷推薦采用超聲波檢測的方法，但是在實際的在役檢查工作中，輪軸往往都是不能拆卸或者只能局部拆卸，或是不能完全露出檢測面等的情況。同時鋼鍛件的超聲波檢測標準里常見使用的探頭為直探頭和35°-70°的橫波斜探頭對鋼鍛件內(nèi)部缺陷進行檢測，然后依照缺陷的當量大小、長度以及面積進行等級劃分。由于這些特殊性，超聲波檢測的難度加大，甚至無法充分滿足一些超聲波標準的檢測要求。

那該如何解決這個問題呢？如何在這樣受限條件下進行無損檢測呢？針對此種特殊情況，SGS無損檢測團隊專家團隊根據(jù)多年對標準的鉆研和實際案例的探索，將介紹如何在不完全拆卸輪軸的情況下，在輪軸兩端檢測面完成對在役輪軸進行超聲波檢測的工藝。

1. 檢測人員

超聲檢測人員應(yīng)依照標準要求取得超聲檢測Ⅱ級或以上資格，應(yīng)在檢測前熟悉輪軸的材料、幾何尺寸、受力狀態(tài)、輪軸使用年限、是否有補焊維修史等相應(yīng)的基本知識。

2. 檢測儀器

超聲波檢測儀器，探頭及檢測儀器和探頭的組合性能應(yīng)符合標準的相關(guān)規(guī)定，如NB/T47013.3, JB/T10061的要求。

3. 探頭

縱波直探頭的直徑推薦14mm~30mm，探頭標稱頻率在2MHz~5MHz；
縱波小角度探頭晶片直徑10~25mm，探頭標稱頻率在2MHz~5MHz；

■ 如果輪軸的直徑?jīng)]有變化，縱波小角度探頭的角度建議選擇下面表1推薦的角度選擇縱波小角度探頭。

■ 如果輪軸的直徑是變化的，縱波小角度探頭的角度選擇建議采用下圖1公式計算選擇合適的探頭角度。

圖1

d - 輪軸斷面直徑；
D - 需要檢測的裂紋處斷面直徑；
L1 - 輪軸斷面至裂紋水平距離；
β1 - 探裂紋區(qū)最佳角度。

4. 對比試塊

4.1 縱波直探頭可采用如CS系列的平底孔試塊。
4.2 縱波小角度探頭可采用以下三種方法做對比試塊。

1）依照輪軸的圖紙1:1加工試塊和加上人工缺陷，用相同級別或相近的材料通過加工制作對比試塊，模擬裂紋的源頭的位置用線切割或鋸槽的方法模擬裂紋。
2）用現(xiàn)有同型號備件制作對比試塊和加上人工缺陷，用完全一樣的實物做試塊的好處是統(tǒng)一材料，同一狀態(tài)，模擬裂紋的源頭的位置用線切割或鋸槽的方法模擬裂紋。
3）用有真實裂紋的實物制作對比試塊，這是最好的情況，因為人工缺陷無法100%模擬真實的裂紋情況。

如果沒有任何對比試塊可以使用時，那只能用被檢輪軸上的本體結(jié)構(gòu)來調(diào)校超聲波儀器，例如輪軸的端頭，已知的開槽孔、臺階等有回波的位置，用作對比和調(diào)校靈敏度。

下面圖2是一種加工的縱波小角度探頭對比試塊可作為參照。

圖2

注：H 表示對比試塊的長度，一般選擇和輪軸同樣長度。
r 表示對比試塊的半徑，一般選擇和輪軸同樣半徑。
L 表示人工切槽的長度（mm） b表示人工切槽的深度(mm)

5. 檢測靈敏度

5.1 縱波直探頭檢測時，使用平底孔試塊，根據(jù)檢測范圍依照制作一組不同深度平底孔的距離波幅曲線，以此作為基準靈敏度。曲線至少包括3個點，且最后一個點的范圍需覆蓋輪軸的檢測長度。

5.2 縱波小角度探頭檢測時，使用縱波小角度探頭在試塊的斷面進行檢測，依照找到不同深度的人工鋸槽缺陷制造距離波幅缺陷，以此作為基準靈敏度。

5.3 掃查靈敏度需在基準靈敏度基礎(chǔ)上提高6dB。

6. 檢測程序

6.1 在輪軸的兩個端面進行100%的縱波直探頭和縱波小角度探頭的掃查。在可接觸的空間位置也可以在輪軸的圓周面上使用直探頭和橫波斜探頭（如45°）進行檢測。端面應(yīng)無影響的氧化皮，污物，油漆及凹坑缺陷等。

6.2 探頭的移動速度一定要盡量慢速，掃描速度不宜超過50mm/s。遇到有可疑回波時需慎重的重新調(diào)校儀器進行對比，可在同一輪軸斷面的不同位置進行對比，也可與試塊上同一位置進行對比，反復(fù)確認可疑回波。

7. 檢測結(jié)果的質(zhì)量評定

7.1 直探頭的檢測結(jié)果可對照使用的檢測標準依照缺陷的當量大小、長度、面積進行分級評定。當檢測人員判定缺陷的反射信號為白點，裂紋等危險性質(zhì)時，應(yīng)評定不合格。

7.2 縱波小角度探頭的檢測結(jié)果評定，如在輪軸的側(cè)面發(fā)現(xiàn)缺陷信號高于對比試塊切槽的回波的缺陷反射時，應(yīng)判定不合格。如缺陷信號低于對比試塊切槽的回波，但回波判定為白點，裂紋等危險性質(zhì)時，應(yīng)評定不合格。如有懷疑，需要時可拆卸或局部拆卸，對目視或其他無視檢測方法再進行驗證檢測結(jié)果。

7.3 對于底波降低量超過50%以上的情況，需要注意分析。如果在始波到第一次回波之間沒有明顯缺陷回波，而底波降低＞6dB的話，可以考慮一下是否由于偏析、疏松或粗晶引起的聲波散射衰減引起的。

8. 檢測記錄

8.1 除非特別說明, 否則對于所有不滿足標準規(guī)定底波降低或缺陷回波顯示,都必須記錄,檢測記錄上必須指明缺陷位置(如:用照片顯示缺陷位置)。

8.2 記錄中要反映出缺陷的類型,形狀,大小和位置等,對于不能準確反映缺陷的應(yīng)進行詳細文字的描述。

8.3 所有的記錄缺陷要嚴格按照評定標準的等級要求進行評定，如果不合格，必須在工件上做出明顯標識，并且把缺陷的相關(guān)參數(shù)標注在旁邊（比如說缺陷的深度，缺陷的長度等），以便于客戶能夠準確對缺陷進行定位，方便后面的處理工序。