铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块的研制

　　国内铁道机车车辆用轮轴超声波探伤情况为,透声性能探伤依据TB/T 1618—2001《机车车辆车轴超声波检验》标准,统一使用TS21试块;轮对压装部位疲劳裂纹超声波探伤依据TB 1989—1987《机车车辆厂、段修车轴超声波探伤方法》标准,并规定使用统一的TZS2R系列试块,以满足不同轴径探测的需要。虽然TS21及ZS2R系列试块有体积小、各试块之间统一性强等优点,但不能真正模拟轴的探伤情况。车辆局颁发的铁辆(1995)114号《铁道车辆轮对超声波探伤工艺规程》文件规定,车轴的超声波探伤除使用TS21及TZS2R试块调整相应的探伤灵敏度外,还必须在半轴试块上进行校验,以增加可靠性,并能使操作过程简捷、直观。但是由于以下原因,①各工厂半轴试块由于没有统一制作,相同标称当量的人工缺陷超声反射波波高存在较大差异。②旧轴由于轴端钢印较多、加工精度的差异、碰伤、轴身锈蚀严重等因素影响,使测试的数值离散性较大[1]。③TS21及TZS2R标准试块由于每天都需要进行多次灵敏度标定及校验,容易使其表面碰伤、磨损严重。所以,研制一种集TS21和TZS2R标准试块于一体,为现场操作人员提供统一的探伤基准,具有观察波形直观、增强与实物探伤的可比性等优点的铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块,就显得尤为必要,它不但可以解决各厂、段之间探伤结果不一致的矛盾,同时为减少行车隐患和车轴的冷切事故提供了十分重要的安全措施。

　　1　研制内容

　　主要研制内容为RD2轴型超声探伤用半轴试块。考虑到铁路运输向提速、高速和重载方面发展的需要,同时需研制提速车轴型超声探伤用半轴试块和DF4轴型超声探伤用半轴试块。

　　2　各轴型半轴试块的技术参数

　　2.1　人工缺陷的尺寸和位置

　　不同轴型半轴试块不同部位上加工相应的人工缺陷的尺寸和位置见图1 ~ 3。平底孔直径为10+0.20mm,深度为60±1 mm;线状缺陷的深度分别为1+0.1-0.2和2+0.1-0.2mm,宽度为0.2+0.05-0.02mm。

　　2.2　人工缺陷的声性能要求

　　相同轴型各半轴试块与相应基准值之间对同一部位的相同大小的人工缺陷反射波波高差值≤±2 dB。

　　2.3　轮轴超声波探伤零基准值的确定

　　2.3.1　10 mm平底孔零基准值的确定

　　按TB/T 1618—2001标准中规定的TS21试块第10次底面回波为荧光屏满幅高度的90%,再增益6 dB,即为透声性探伤灵敏度,定为零值。此灵敏度即为半轴试块测定10 mm平底孔反射当量的零基准值。

　　2.3.2　线状缺陷的零基准值的确定

　　使用TZS2R试块对1 mm深人工缺陷进行探测,按各轴型内外侧不同要求分别将超声反射波波高调为荧光屏满幅度的80%,再按照表1要求的不同轴型半轴试块的增益dB数,定此为零值。此灵敏度即为内外侧线状人工缺陷反射当量的零基准值。各轴型试块检测探头放置位置如图1~3所示。