铁路货车轮轴探伤存在的问题及建议
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铁路货车轮轴探伤存在的问题及建议
摘要：铁路货车轮轴是确保铁路货车安全、稳定运行的重要结构，不仅仅具有重要的承重作用，同时也直接关系到铁路货运的经济效益。在铁路货车运行过程中，对轮轴质量造成影响的因素有很多。因此，采取有效的措施加强轮轴质量检修十分重要。超声波探伤工艺是一种有效的无损检测技术，在轮轴损伤检测中具有重要的应用价值。随着科学技术的不断发展，铁路企业还要积极改变传统的人工手动超声探伤方式，利用计算机技术、信息技术不断完善超声波自动化探伤系统，进而提高铁路货车的运行检修水平。
关键词：铁路运输；货车轮轴；探伤
在经济和社会迅速发展的今天，我国的铁路事业也在不断发展，我国的铁路运行速度和运载负荷也在不断提高。在铁路货车运行中注重轮轴质量控制工作，分析轮轴质量影响因素，从轮轴结构设计、材料选择、承受重量、使用环境和使用条件等方面，采取措施提高轮轴质量。其中，超声波探伤工艺属于一种无损检测技术，在轮轴损伤检测中有重要的应用价值，借助计算机技术信息技术完善超声波自动化探伤系统，为铁路货运车辆运行安全性提升奠定良好基础。
一、铁路货车冷切轴原因
冷切轴断裂以疲劳断裂为特征，断裂部位在车轴的卸荷槽处和轮对压装外侧。断面呈皿状旋转弯曲疲劳断口 , 裂纹源有明显的 45°剪切唇, 扩展区贝壳状细密而扁平。冷切轴断裂从裂纹萌生到断裂其速度比较缓慢 。近年铁路提速后冷切轴断裂现象比较突出 。(1) 卸荷槽受力分析 为方便机械加工以及释放压装应力, 卸荷槽较轴头尺寸小 0. 10mm , 静态最大拉应力为 51MPa。车轴在运行状态下,由于弯曲载荷的作用 ,卸荷槽处单元体随着车轴旋转承受拉压交变正应力和脉动交变剪应力 ,当卸荷槽单元体旋转到上部时 ,拉伸应力达到最大值而剪应力为零 ;旋转到中间部位时,正应力降为零而剪应力为最大值;旋转到下部时 ,压缩应力达到最大值而剪应力为零。如此反复构成了车轴的疲劳载荷。(2) 轮对压装外侧受力分析 静态最大拉应力为 40M Pa ,其旋转时疲劳载荷方式与卸荷槽相同 。由于车轮内孔尺寸是按车轴轮座尺寸( 194+1-2 mm)的 0. 08 %～ 0. 15 %作过盈配合连接, 交界线上受到拉应力。在 a 点相应位置时与静态最大拉应力相叠加,形成拉应力峰值 。(3) 车轴暴露于外卸荷槽和轮对压装外侧为藏纳污垢处。气候、路况及气液腐蚀等因素诱发材料表面的刀痕、划伤及冶金缺陷产生应力腐蚀导致疲劳裂纹源,在拉应力作用下以 45°切入车轴, 裂纹在随后的交变应力反复作用下逐渐扩展 。由于系旋转弯曲疲劳,应力分布外层大中心小,故疲劳裂纹核心在两侧裂纹发展较快, 中心较慢 ,其贝纹线比较扁平,当车轴剩余面积承受不住载荷时而发生断裂。
二、铁路货车轮轴超声波探伤工艺
1、原理。超声波探伤属于无损检测技术，在铁路货车轮轴损伤检测工作中被经常性应用。其应用原理是利用超声波检测工件中传播、折射、反射、波形转换等物理特性，掌握铁路货车轮轴内部结构状态。分析超声波仪器波形大小，依据检测过程中所产生的信息数据全面分析，以波形大小对铁路货车轮轴准确判断。应对材料质量、位置异常等检测对象，均需有相应的检测及检修方案，为铁路货车轮轴检测工作带来积极影响。在超声波探损仪器方面加大开发及研究力度，注重其数字化智能化发展，不断丰富检测材料、产品种类等，深度探究超声波探伤工艺特点，提高采样效率、缺陷定位能力等，突出超声波探伤检测技术在铁路货车轮轴损伤检测方面的应用价值。
2、检测。依据超声波探伤工艺原理，在铁路货车轮轴损伤中合理化应用，先把超声波探头直接放入到轮轴中，检测车轮磨损、裂纹等，同时监测材料质量的影响。例如，应用横波探头检测轮轴、轮座镶入部裂纹及缺陷位置，应用小角度纵波探头检测轴颈、卸荷槽部位。所有检测项目，都需依照轮轴探伤相关要求规范操作，才能真正掌握轮轴实际情况，结合具体情况探究与解决问题，确保铁路货车轮轴整体安全性。
3、技术。超声波探伤技术正引起铁路检修单位的重视，已应用在铁路货车轮轴损伤检测工作环节中。传统人工手动超声波探伤技术对工作人员的技术水平、工作经验等提出较高要求，往往因为“人为因素”的影响，无法确保检测工作质量。同时，人工操作检测工作难度较大，无法真实、全面地掌握铁路货车轮轴的实际情况，影响铁路货车轮轴无损检测效率的同时，还会增加检测工作成本。微机控制超声波自动探伤技术应用计算机代替人工操作，对超声波探伤机进行全面开发与合理化应用。随着铁路货车轮轴轴型的创新与应用，微机控制超声波自动探伤技术在实际应用过程中出现了不足，如检测结果精准度不够、机械稳定性差、运作误差较大等，需与人工手动超声波探伤技术配合应用，创新出新的超声波自动探伤技术应用形式，满足铁路货车轮轴无损检测工作要求。因此，轮轴超声波自动探伤机主要是利用运动控制卡对探头的探伤运动进行协调控制，并利用超声卡采集超声波的相关数据，同时利用转轮器实现轮对的平稳运转，此外，通过软件编程实现人机界面的操作控制，可以对探伤结果进行记录、分析、处理，进而实现缺陷报警、打印报表等功能，同时还能够实现探伤机的自检，确保轮轴超声波探伤效率和质量。
三、铁路货车轮轴探伤的建议
1、提高探伤技术。想要更好地及解决探伤问题，首先就是要结合探伤部位的具体情况和规律，确定好探伤的方法，无论是超声波探伤还是磁粉探伤，工作人员都要有举一反三的能力。超声波探伤出现的耦合状态、探头位置和扫查范围等问题，都是探伤技术的问题，我们必须要坚持具体问题具体分析，根据轮座和轴身的直径来确定探头的位置；为了扩大扫查范围，可以把横波斜探头的 K值变成 1.45，检查并结合轮座的全场全长，来合理地设定探头的移动距离，以保证扫查范围。
2、更新设备以提高性能。设备的性能直接影响探伤的效果，尤其超声波探伤的设备性能对结果影响非常大，所以在检查设备时，要重点检验抗干扰能力和探伤的灵敏度，这两个是关键指标，如果达不到标准要及时更新设备。设备的生产商也要着重这两个方面，增加科研力量，只有突破了这两个难关，设备的综合性能和稳定性才会能提高。
3、提高工作人员的专业素质。从探伤伤处的位置确定、形状、尺寸的判断都离不开工作人员的技术，其准确性和工作人员的专业素质息息相关，所以工作人员除了要掌握基本的工艺，还要注意自身专业素质的提高，提高操作的稳定性和准确性。专业素质的提高可以通过专业技能讲座、实战演习或者开展竞赛等形式实现，理论和实践两者都要抓都要稳，只有这样对探伤的理解和实际掌握能力才会不断提高。
综上所述，铁路作为交通运输的重要组成部分，铁路货车轮轴的损伤是不可避免地问题，但是只有及时探伤、确定问题并加以解决才会保障铁路运输的安全性，轮轴对于保障铁路货车的安全、稳定具有重要作用，因此做好轮轴检测是铁路企业的重要工作内容之一，相关单位和技术人员要加强对超声波探伤工艺的研究和应用，在全面掌握技术的原理的基础上，不断进行创新，提高探伤自动化水平，提高轮轴探伤检测质量。
参考文献：
[1]祁书慧.铁路货车轮轴检修中常见故障与策略探究[J].科技展望，2018，26（09）：64.
[2]余小清，苏宇东，杨永成.铁路货车轮轴超声波探伤工艺探讨[J].铁道车辆，2019（07）：34-36，48.
[3]史亦韦，尚建伟.铁路货车轮轴探伤存在的问题及建议[J].现代工业经济和信息化，2019，5（16）：46-49.
