[發明專利]軸用橫波斜探頭零點校準和K值的測量方法

無效

• 申請號: 201310226710.1
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN104237390A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 周綱;熊玉靜;紀德星;吉世劍
• 申請（專利權）人: 南車洛陽機車有限公司
• 主分類號: G01N29/30
• 分類號: G01N29/30
• 代理公司: 襄陽嘉琛知識產權事務所 42217
• 代理人: 樊靈芬

技術領域

本發明屬于超聲檢測技術領域，具體涉及一種用于鐵路車輛車軸超聲波探傷時所用的軸用橫波斜探頭零點校準和K值的測量方法。

背景技術

鐵路車輛車軸鑲入部常用的超聲波探傷方法包括小角度縱波探傷法和橫波檢測法。因為橫波檢測法具有較高的檢測靈敏度，所以各機車大修廠家在中、大修輪對時主要采用橫波探測車軸的鑲入部，以便及時有效地檢出疲勞裂紋。由于數字式超聲波探傷儀與模擬式探傷儀相比有更強的數據處理能力，可實現更多的探傷輔助功能，有利于對缺陷的定位、定量及性質進行正確的判斷，因此現多采用數字式超聲波探傷儀超聲檢測車軸，并且常用晶片尺寸為13mm×13mm的軸用橫波斜探頭，但以往實踐表明，對于裂紋的定位誤差通常比較大，一般水平距離偏差6mm～10mm以上。橫波檢測前需先測定斜探頭和工件本身的一些參數性能，其中主要包括探頭的零點、前沿值、K值和工件聲速，這些重要參數都會直接影響將來探傷過程中缺陷定位定量的精度。

目前，校準軸用橫波斜探頭零點、前沿和K值的測量方法主要有兩種。

方法一如圖1所示，選擇CSK－IA試塊1上的R50、R100圓弧面測定斜探頭2的零點聲速和前沿值。測量K值一般用CSK－IA試塊上的φ50mm孔3或φ1.5mm孔4，K值小于或等于1.5的探頭，按圖2所示的方式探測直徑為50mm圓孔3；K值在1.5和2.5之間的探頭，按圖3所示的方式探測直徑為50mm圓孔3；K值大于2.5的探頭，則按圖4所示的方式探測直徑為1.5mm的圓孔4。這種方法最適用于平面斜探頭，而軸用斜探頭的斜楔接觸面均已修磨為與車軸表面相吻合的凹面，所以將軸用斜探頭置于CSK－IA試塊上所測量的零點、前沿值和K值存在一定偏差。

方法二是先將數字式超聲波探傷儀的標度方式設為“深度”，并預置工件聲速為3230m/s。手動調節斜探頭零點和K值測定均以TZS－R試塊5的A面上深度為1mm的線切割人工槽6，人工槽6距R面60mm處為目標反射體，如圖5所示，將斜探頭2在TZS-R試塊R面上移動，使A面上深度為1mm的線切割人工槽6的最高反射回波出現在波門內且波高80％，調節儀器相關零點，使人工槽6最大回波的深度讀數值為60mm，此時零點即調好。同時測量出試塊A面到探頭2前端面的水平距離X，通過60K－X計算出探頭前沿值L，并輸入到儀器的參數欄中。然后選擇測試探頭K值的相關按鍵，分別將探頭的標稱K值、目標反射體直徑（1mm）、反射體中心深度（60mm）輸入超聲波探傷儀，通過儀器計算出探頭K值。采用這種方法手動校準軸用斜探頭的零點和前沿值較為準確，但是由于聲程的影響，實測K值偏大。

發明內容

本發明的目的就是針對上述不足之處而提供一種探傷工作時易于操作，可減小探傷過程中的缺陷定位誤差，有效提高缺陷定位定量精度的軸用橫波斜探頭零點校準和K值的測量方法。

本發明確指出的技術解決方案是：軸用橫波斜探頭零點校準和K值的測量方法，包括以TZS－R試塊的A面上深度為1mm的線切割人工槽作為目標反射體來測定軸用斜探頭的零點和前沿值，其特征是：將軸用斜探頭2直接置于相同類型的車軸實物對比試塊上的軸身或軸頸處測量K值，以車軸實物對比試塊上深度為1mm的線切割人工槽作為目標反射體，并將其最佳反射回波波幅調整至熒光屏垂直滿幅的80％，分別將探頭的標稱K值、目標反射體直徑、反射體中心深度輸入超聲波探傷儀自動計算出探頭K值。

用于本發明技術解決方案中所述的軸用橫波斜探頭校準和K值測量的測量裝置，包括超聲波探傷儀、探頭和試塊，其特征是：由試塊和車軸實物對比試塊兩個試塊組成，車軸實物對比試塊的兩個軸端面上分別設有一個頂針孔和三個螺栓孔，在車軸實物對比試塊上的車軸鑲入部內、外側均設有寬小于0.2mm，深度分別為1mm、2mm、4mm的線切割人工槽。