铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块的研制(I)

分析铁道车辆车轴的超声波探伤李成伟(甘肃建筑职业技术学院，甘肃兰州730050)摘要：基于铁道车辆车轴的超声波探伤方法与技术进行研究，首先分析铁道车辆车轴的超声波探伤概况，其次阐述铁道车 辆实心轴与空心轴的超声波探伤法，最后提出铁道车辆车轴的超声波探伤发展前景，希望能为相关人士提供些许参考意见。

-关键词：铁道车辆；车轴；超声波；探伤在铁道车辆运行的过程中，车轴作为核心部件，要想 确保铁道车辆行车的安全性，就需要对车轴的设计水平和 制造质量给予高度重视。

众所周知，铁道车辆主要被划分 成为“车体、转向架”两个方面内容，其中“车体”用于 载运乘客或者货物，而“转向架”作为铁道车辆结构中最 为重要的部件之一，用于支撑车体，承受并传递从车体至 车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，使轴 重均匀分配。

同时，还是保证车辆安全运行，灵活地沿直 线线路运行及顺利地通过曲线。

因此，将对铁道车辆车轴 的超声波探伤技术，展开深入的分析。

1铁道车辆车轴的超声波探伤概况分析针对铁道车辆车轴而言，不仅需要支撑车体的荷载，还需要高速旋转构件，若是工作人员只是运用目视检查或 者听音检查方式，对车轴进行探伤的话，是无法有效辨别 车轴中存有的细微裂纹现象。

因此，为了能避免铁道车辆 运行中意外事故的发生，需要相关人员能在定期检查的工 作中运用无损检测方法，从而确保车轴的安全性。

常见的 无损检测代表性方法主要包含：磁力探伤与超声波探伤。

其一，磁力探伤。

磁力探伤的方法主要是运用磁化器把需 要检查部件的表面进行磁化，在磁化完成之后喷洒荧光磁 粉液，若是在喷洒的过程中检查部件表面存有缺陷，就会 从部件的裂缝处聚集磁粉，工作人员在运用不可见光发生 器观察聚集磁粉的情况，就能快速并准确的检测出微细的 表面裂纹。

但是在运用此方法进行检查时，表面没有露出 的部位就不能使用磁力探伤方法：其二，超声波探伤。

超 声波探伤方法主要是运用探头对需要检查零件的内部，人 射人耳无法感知的高频率声波，也就是超声波，然后在依 照反射波离地面的距离W F、高度H F,进行有效确定零件 存有的裂纹位置以及大小等。

基于铁路货车轮轴超声波探伤工艺的研究发布时间：2022-09-20T09:16:11.681Z 来源：《科学与技术》2022年5月10期作者：赵帅[导读] 现如今，我国铁路领域规模随着经济的提升、科技的进步得以全面扩张赵帅中国中车集团齐齐哈尔车辆有限公司沧州分公司河北沧州 061113摘要：现如今，我国铁路领域规模随着经济的提升、科技的进步得以全面扩张，而在铁路领域中铁路运输行业占据着重要的比例，同时，随着铁路领域的扩张，铁路企业的数量也随之增多。

因此提升铁路货车生产质量、加快铁路货车生产效率、保证铁路货车运行安全、注重铁路货车整体性能不仅可以提升我国铁路在世界的影响力，同时也是增强铁路企业的竞争力。

在铁路货车制造过程中，轮轴是货车安全运行的重要部件，因此对于铁路货车轮轴的分析与研究是必不可少的。

本文以基于铁路货车轮轴超声波探伤工艺的研究为题，通过对轮轴损伤进行分析、研究铁路货车轮轴超声波探伤工艺、以及超声波探伤自动化发展，以此来有效掌握轮轴损伤原因，并提升铁路货车安全性与技术水平，满足我国铁路行业的发展需求。

关键词：铁路领域；铁路货车；轮轴；超声波；探伤工艺引言：轮轴对于铁路货车的重要性不言而喻，不仅具备承重作用，同时还承担着保证铁路货车的安全保证，并且轮轴的质量问题也关乎着整个铁路运输的经济发展。

在铁路货车运输过程中，对于轮轴的影响因素有许多，包括轮轴结构设计、材料选择、重量承受、运行环境和使用条件等方面。

因此，为了提高轮轴在铁路货车运行中的应用效果，对于轮轴的检测以及检修至关重要。

超声波探伤工艺是一种无损检测技术，可以有效应用在轮轴检测过程中，起到重要的作用。

并且，随着科学技术的不断进步，利用计算机技术不断完善超声波探伤工艺，实现超声波探伤自动化，不仅可以提升轮轴检测效率，同时还能够有效提升铁路货车安全性，推动铁路行业快速发展。

一、铁路货车轮轴损伤分析铁路货车轮轴是由车轮以及车轴两部分零件组成，而在轮轴实际运行过程中，车轮的磨损率要大于车轴。

铁道车辆轮对超声波探伤半轴试块的研制2012-5-13 16:53:23来源：兼职编辑字号:摘要:主要介绍了RD2、提速车和DF4轴型超声波探伤半轴试块的研制,同时介绍了主要的技术要求及制作工艺。

该试块适用于在役轮轴超声波探伤,为现场检测提供了统一的探伤基准。

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。

2024年铁路机务段轮箍(轮辋)双晶超声波探伤作业指导书
双晶探头
试块或
为48，探头类型为直探头，声速为上面实测值。

完成设定后按“返回”对应的“F6”返回延时测量界面。

4、在延时测量界面中，将直探头平稳地耦合在DB-D1试块平行距离为48的检测面上。

按移动闸门1套住底面回波（B1），注意使B1波尖落在屏幕显示范围内（例如80%满垂直刻度，可按，用万能旋钮或上下键调整“dB”栏数值），首先按“清零”
对应的“F4”使“探头延时”归零，然后按“测量”对应的“F5”，仪器将根据底面回波传递时间与实测声速下工件厚度传递时间差自动计算出该
轮箍(轮辋)双晶超声波探伤作业流程图
（
双晶直探头 灵敏度校验、
曲线制作
双晶探头扫 查 ）
工件
、 仪器处 理
（
及裂损报告。

电力机车车轴超声波探伤用试块的制作及操作刘　宪(湖东电力机务段技术科　大同　037300)1　概述近年来,由于电力机车向高速、重载方向的发展,其牵引吨数不断提高,车轴受力增大,其疲劳裂纹发生频率增加,因此,电力机车车轴的检修就更为重要。

电力机车车轴超声波探伤经过多年的摸索采用了以实物对比试块作为已知量来确定被检车轴状况的方法,即根据车轴受力情况在轮座压装部内外压痕线上分别加工2个2mm深的人工锯口,以此人工锯口反射波的灵敏度作为探伤灵敏度,与实际缺陷(疲劳裂纹)相比较。

目前我国SS 型电力机车车轴超声波探伤一直参照SS1型电力机车车轴超声波探伤,但由于各型电力机车其车轴尺寸不同,各机务段的车轴试块上人工锯口位置、深度不一,且试块上人工锯口的单一性,不能满足实际探伤中疲劳裂纹的多样化定量,以致在定量上带来较大误差,影响了车轴疲劳裂纹的准确检测。

下面介绍的是湖东电力机务段制作车轴实物对比试块的方法,他们在车轴的不同位置,加工不同深度的人工锯口,满足了检修中不同定量标准的需要,取得了良好的效果。

2　试块上人工锯口说明表1为人工锯口编号及深度。

图1所示为实物试块人工锯口位置及深度。

表1　人工锯口编号及深度人工锯口编号123456789人工锯口深度/mm2235135510 (1)1#锯口距轴端610mm,深度为2mm,作为车轴压装部内痕线附近疲劳裂纹探伤的起始灵敏度。

(2)2#、3#、4#锯口互成120°,加工在距轴端645mm处,深度分别为2 mm、3mm、5mm,此处为车轴应力集中区,疲劳裂纹常出现在此处。

以3 mm深锯口作为中修判废标准;以5mm深锯口作为小修判废标准。

——4图1　实物试块人工锯口位置及深度(3)5#、6#、7#锯口深度分别为1mm 、3mm 、5mm ,互成120°,加工在距轴端720mm 处;作为横波斜探头定量标准(将斜探头放置在试块压装部对该裂纹扫查)。

(4)8#和9#锯口分别加工在距轴端610mm 、650mm 处,深度为10mm ,作为车轴大裂纹查找的灵敏度及应力集中区大裂纹的判废标准。

铁道部运输局文件运装技验（1998）64号关于公布铁道机车进口轮箍、整体辗钢车轮轮辋超声波探伤技术条件（试行）的通知各铁路局、广铁（集团）公司，机务处，各机车车辆、机车厂，部驻各局、厂机车验收室：按照机车进口轮箍和整体辗钢车轮订货技术条件要求，轮箍和整体辗钢车轮轮辋超声波探伤不得存在大于ISO5948—1994《铁路车辆材料超声波探伤验收试验》标准中规定的Φ2平底孔当量缺陷。

为此特制订铁道机车进口轮箍、整体辗钢车轮轮辋超声波探伤技术条件（试行）。

经部组织有关铁路局、机车制造厂和科研单位专业技术人员的认真讨论，现公布如下请各单位遵照执行。

超声波探伤所需的探测灵敏度校准和穿透性能检查试块，已由铁道科学仪器设备厂用进口的轮箍材料按本技术条件规定制作完毕，经铁科金化所检测合格，可供各单位采购和使用。

本技术条件下达后，铁科院金化所应按部有关规定，对局、厂超声波探伤人员进行培训。

请各单位认真总结本技术条件的执行情况，并于1999年年底前将执行中存在的问题报部运输局装备部。

附件：铁道机车进口轮箍、整体辗钢车轮轮辋超声波探伤技术条件（试行）铁道部运输局一九九八年十二月九日铁道机车进口轮箍、整体辗钢车轮轮辋超声波探伤技术条件轮箍、车轮是机车走行部的关键部件。

对轮箍、整体辗钢车轮轮辋实行超声波探伤，是发现其内部缺陷的重要手段。

为了保证行车安全，根据IS0 5948—1994《铁道机车车辆材料超声波验收检验》中的规定，特制订本技术条件。

1 适用范围本技术条件规定了进口轮箍、整体辗钢车轮轮辋内部质量的超声波探伤技术要求、检验方法及验收标准。

本技术条件适用于采用脉冲反射法，对机车轮箍、整体辗钢车轮轮辋施行手工或半自动化直接接触法超声波探伤检验。

2 引用标准ISO 5948—1994《铁道机车车辆材料超声波验收检验》JB/T 10062—1999《超声探伤用探头性能测试方法》JJG 746—91《超声波探伤仪校验》3 探测范围规定各种机车在组装轮对之前应对组装的轮箍、整体辗钢车轮轮辋，按如下规定施行超声波探伤检验。

基于铁路货车车轴超声波探伤工艺的研究发布时间：2022-09-20T08:59:54.952Z 来源：《科学与技术》2022年5月10期作者：毛亚男，赵海，邹强[导读] 在铁路货运车辆运行中，关注车轴质量控制，分析了车轴质量的影响因素毛亚男，赵海，邹强（马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山 243000）摘要：在铁路货运车辆运行中，关注车轴质量控制，分析了车轴质量的影响因素，从车轴结构、材料选择、轴承重量、使用条件和运行条件等方面采取了改善车轴质量的措施。

其中，超声波缺陷检测技术是一种无损检测技术，对轴损伤检测具有重要的应用价值。

通过计算机技术、信息技术、自动超声波探伤系统的三驾马车将为提高铁路货车的安全性打下良好的基础。

文章分析了超声波探伤技术的研究，主要是基于铁路货车的车轴。

关键词：铁路货车；车轴；超声波探伤工艺引言铁路货车的车轴是保证铁路货车安全稳定运行的重要结构。

这不仅起着重要的承载作用，而且直接关系到铁路货物的经济利益。

铁路货运车辆运行过程中，影响车轴质量的因素很多，如结构建设、材料选择、轴承重量、工作环境和车轴服役时间等。

因此采取有效措施提高车轴夹杂物的质量具有重要意义。

超声波缺陷检测技术是一种有效的无损检测技术，在车轴损伤检测中广泛应用。

随着科学技术的不断发展，铁路企业为提高铁路货运车辆的运行和维修水平，必须积极改变超声波缺陷检测的传统被动模式，利用计算机技术和信息技术不断改进自动超声波缺陷检测系统。

1、铁路货车轮轴损伤分析铁路货运车辆走行部件的结构主要由车轴和车轮两部分组成。

近年来铁路货运朝着重载的方向不断发展，目前世界上运营的最大轴重的为45吨轴重货运列车，重载列车的发展及运行周期的增加，使得车轴承受各种复杂的应力也相应增加。

常见的铁路车轴的损伤行为主要为疲劳裂纹。

1.1车轴疲劳裂纹车轴的疲劳裂纹主要是因为车轴处于高周期、高强度的条件下运行，在扭转、拉压、微动摩擦等作用下，车轴表面萌生的疲劳损伤。

铁道车辆车轴的超声波探伤研究摘要：作为动车重要部件之一的车轴，起到了举足轻重的作用。

如果车轴不重视修理和保养，一旦断裂就会造成不可估量的损失。

轨道交通装备行走部件之一的车轴是其动力承载的部件，目前常用的车轴内部探伤以超声波探伤为主。

本文就车轴径向探伤遇到的各种夹渣、裂纹等缺陷结合车轴生产工艺过程对其进行分析探讨，方便超声波探伤人员进行判断，为车轴径向探伤提供参考。

关键词：车轴；类型；新工艺超声波探伤实质上是利用超声波进行传播后，根据反射回来的波的强弱和形状来判断在哪出现了裂纹、裂纹的损坏程度如何等。

超声波探伤实质上是利用了波的反射性原理，也就是当超声波在传播的过程中遇到像裂纹这种有缺陷的地方的时候，就不会有像其他完好无损的地方一样的波形。

超声波探伤技术相对于其他的探伤技术来说更加的科学和准确，往往不会出现检查不到的地方。

人们越来越多的乘坐动车这种交通工具。

无论是从财产还是从人员方面来看，都是不利的。

因此，要对车轴进行定期的保养和维护。

科学的探伤方法也是不可或缺的，超声波探伤工艺就是一种比较科学和有效的方法。

1、关于车轴的结构车轴一般是由轴颈、轴肩和轴身等组成的。

车轴是很容易产生疲劳裂纹的，因此对车轴的探伤显得很重要。

车轴可能由于制造车轴的材料不达标、车轴结构设计的不合理、选择的工艺参数和实际情况不符等原因而产生裂纹。

这些都是一些客观的因素，还有许多主观的因素也容易产生裂纹，比如动车的行程太长、工作人员操作的不合理、每次运输的货物都超重等。

车轴上的裂纹并不是一天就能产生，而是先从一个比较微小的裂纹开始，逐渐变的越来越严重。

1.1 钢坯的锻造车轴经常使用的材料有EA1N、35CrMoA等，由钢铁厂通过冶炼得到钢锭，再经过锻打得到钢坯。

一般此过程通常会将钢锭锻造为棒材供生产厂家使用。

此过程中，经过一次锻造（拉拔），钢材经过塑性变形，其内部的晶粒拉长、压扁，晶界变得模糊不清，使得钢材强度、硬度增加，为了得到组织均匀、晶粒相对细致的坯料，一般采用热拉拔得到棒料。