铁路车辆车轴镶入部超声波探伤灵敏度的确定

　　铁路车辆车轴镶入部常用的超声波探伤方法包括小角度纵波探伤和横波探伤。小角度纵波探伤是将小角度纵波探头置于车轴端面上扫查镶入部,而横波探伤是将横波斜探头置于车轴轴身或轴颈处扫查镶入部的。调节探伤灵敏度的方法主要分为两种:一种是直接在车轴实物试块上扫查齿轮座或轮座内外侧深度为1.0mm或2.0mm的人工裂纹,将其一次最佳反射回波调整至满幅的80%再适当增加耦合补偿值(一般2dB~3dB)作为探伤灵敏度;另一种是在TZS-R系列标准试块上确定探伤灵敏度。本文着重讲述在TZS-R系列试块上如何确定探伤灵敏度,并在车轴实物试块上对比验证。

　　1　小角度纵波探伤灵敏度的确定

　　1.1　调节灵敏度的方法

　　使用小角度纵波探头,调节仪器的相关按键及参数,如图1所示,探头在TZS-R系列试块的C面扫查R面(相距175mm)深度为1.0mm的人工裂纹,并将其最佳反射回波波幅调整至满幅的80%,在此基础上再提高相应的补偿dB值作为小角度纵波探头的探伤灵敏度。

　　1.2　补偿dB值的确定

　　由于TZS-R系列试块材质为车轴钢,因此TZS-R系列试块不同声程超声波基准波高之间的dB差值与车轴相对应。按如图2所示的方法,使用直探头和PXUT-350C数字式增益型超探仪在TZS-R系列试块板厚为25mm的D面上分别测试出第1次底面回波到第6次底面回波80%基准波高时的衰减器读数。测试结果见表1。

　　根据公式(1)计算出TZS-R系列试块R面上深度为1.0mm的人工裂纹反射回波调为80%波高后需补偿的dB值,最终确定小角度纵波探伤灵敏度。NA/ XA= NF/ XF(1)

　　式中　NA—D面不同声程底面回波80%波高时的衰减器读数差值,dB;

　　XA—D面板厚25mm底面回波不同声程之间的比值;

　　NF—补偿dB值,dB;XF—车轴实物对比试块上齿轮座或轮座内外侧深度为1.0mm的人工裂纹距轴端面的深度与TZS-R系列试块R面上深度为1.0mm的人工裂纹深度(相距175mm)之间的比值。

　　1.3　灵敏度对比验证

　　依据公式(1)和表1中的数据分别计算出补偿dB值NF,在TSZ-80标准试块上分别调节为DF4B、DF4C、DF8B型机车分体轮车轴对比试块上距轴端距离分别为640mm、530mm、380mm,深度为1.0mm人工裂纹的小角度纵波探伤灵敏度,并在车轴实物对比试块上进行对比验证。补偿dB值的计算过程及结果:

　　1)640-1的人工裂纹,利用表1中TZS-R系列试块板厚25mm的第四次底面回波和第一次底面回波80%波高时的衰减器读数,NF=(640/175)×(25.4-2.8)/4≈20.7dB

　　2)530-1的人工裂纹,利用表1中TZS-R系列试块板厚25mm的第三次底面回波和第一次底面回波80%波高时的衰减器读数,NF=(530/175)×(18-2.8)/3≈15.3dB