主轴承螺栓螺纹部位疲劳裂纹超声波探伤方法

摘 要 ： 螺 栓 不 解体 的情 况 下 ， 用入 射 横 波 对 螺 纹 部 位 进 行 扫 查 ， 过 螺 纹 在 利 通
固有 回 波 的状 况 来判 断螺 纹 部 位 是 否存 在 裂 纹 。
关键 词 ： 声 波探 伤 ； 栓 ； 纹 ； 劳裂 纹 超 螺 螺 疲
中 图分 类号 ： Ｇ １ ． ８ Ｔ １ ５ ２ ５ 文献 标 识 码 ： Ｂ
柴油 机 在 大功 率 、 高转 速 的 运行 条 件下 ， 轴 承螺 栓 要 承受 频 繁 的交 变 主 应 力及 柴 油 机 内部 高 温腐 蚀 等 各 种 因 素 的 影 响 ， 其 是 每 次 拆 装 所 施 加 的 尤 较 大 预 紧力 ， 加速 了螺 栓 的疲 劳 破坏 ， 而 产生 周 向疲 劳 裂 纹 。这 些 裂纹 在 进 循 环 应力 作 用 下会 缓 慢 向 纵 深 发 展 ， 当超 过 其 极 限值 时 ， 迅 速 扩 展 而 断 会 裂 。螺栓 的断 裂会 导 致 机体 及 曲轴 的 严 重 变 形 、 伤 ， 至 报 废 ， 成 重 大 损 甚 造
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现场检 修
铁道机车车辆工人 第 ５ ２１ 年５月 期 ０１
成作 业 ， 能取 得 满 意结 果 。 同时 ， 才 渗透 检 测操 作 时 间 长 ， 环境 、 作人 员 对 操 有 污染 ， 测 费用 也 高 。 检
（） ３ 超声 波 检 测 。一 般 采用 导 波探 头 或 小 角 度 纵 波 探 头对 螺 纹 根 部 疲
测 、 声 波 检测 。 超 Nhomakorabea（ ） 粉检 测 。需 要 解 体 ； 用 湿 法 、 续 法 磁 化 ， 螺 栓 置 于 磁 力 探 １磁 采 连 将
伤 机纵 向磁 化线 圈 中 ， 可 采 用 绕 电 缆 法 进 行 纵 向磁 化 。磁 粉 检 测 对 表 面 也
裂 纹灵 敏 度 很 高 ， 纹 显示 直 观 ， 因 齿 部 间 隙 较 小 ， 化 时 根 部 会 因 聚集 裂 但 磁 较 多磁 悬 液 造 成漏 检 ； 齿尖 漏 磁 吸 附磁 粉往 往 也 会 造成 误 判 ； 洗 工 作量 太 清 大 ， 响检 测 效率 。 影 （ ） 透 检测 。需 要解 体 ； 方法 虽 然 直 观 且 易 于 操作 ， 对 表 面 清 洁 ２渗 该 但 工 作 以及 表 面 粗糙 度 要 求 都很 高 ， 工艺 过 程 较 复杂 ， 操作 时应 严 格按 程 序 完
３ 工 艺 研 究 及 制 定
２扣 ｌ 扣
面
３ １ 试 块 制作 ．
疲 劳 断 裂 的 螺 栓 ， 要 发 生 在 螺 栓 与 螺 母 主
／
的 旋合 部 分 的第 １扣 螺 纹 的根 部 ， 图 １所 示 。 如 根 据工 艺 分 析 和 多 年 的拆 检 结 果 来 看 ， 轴 承 主 螺栓 螺 纹 部 位 疲 劳 裂纹 主要 集 中在 第 ２ ３齿 根 、 部 ， 图 ２所示 。制 作对 比试块 ， 图 ２所 示 ① 、 如 在 ② 两个 位 置加 工 ２ ｍ 深 的 线切 割 槽 （ ｒｍ 深 由 ａ ｒ ２ ａ 产 品设 计 人员 给 出 ） 。
劳 裂 纹进 行 超声 波 检测 ， 两 种方 法 都需 要 以螺 栓 端 面 为检 测 面 。然 而 ， 这 机 车 主轴 承 螺栓 是 拧 在机 体 上 的 ， 解体 时 其 机体 侧 端 面不 可 见 ， 就需 要 寻 不 这
求一 种 新 的检 测 方 法 。 ２ 新 检 测 方法 简 介 用 斜 探头 在 实物 螺 栓 圆周 面适 当 位 置 上 进 行 扫 查 ， 声 场 所 覆 盖 的 齿 被
的经 济损 失 。主轴 承 螺 栓成 本 高 、 量 大 ， 修 单 位 均 多 次 重 复 使 用 ， 在 用 检 存
着 安 全 隐患 ， 此 ， 螺 栓 易断 裂 的螺 纹 部 位 进 行 质 量 监 控 ， 时避 免 螺 栓 为 对 同 拆 卸 带 来 的危 害成 为解 决 问题 的关键 。
区分 ， 视螺 纹 参 数 的不 同对 仪 器 的要 求 也 不尽 相 同 ） 。 因 为该 裂 纹 的存 在 ， 得 到 达其 后 齿 根部 的 声压 降低 ， 而 会 引起 其 后 使 进 第 １ 齿 根 部 固有 回波 的降 低 甚 至 消 失 。 当 裂 纹 较 大 时 ， 至 会 引起 其 后 个 甚 数 个 固有 回波 的 降低 或 消失 。做一 实 物对 比试 块 ， 工 件 上 固 有 回波 的 衰 将 减 情 况与 试 块上 基 准 人工 缺 陷所 引起 的 固 有 回 波 的 衰减 情 况进 行对 比 ， 以 确 定 工件 合 格 与否 。
１ 螺 纹 部 位 疲 劳 裂 纹 探 伤 现 状
一
直 以来 ， 栓零 件 螺纹 部 位 的探 伤 都 是 一个 难 点 。常 规 的检 测 方法 螺
主要 有 ５种 ： 粉 、 透 、 流 、 磁 渗 涡 射线 及 超 声 波 检 测 。 在 现有 的 技 术 条 件 下 ， 涡 流检 测 不 能解 决 该 问题 ； 射线 检 测 成 本 大 ， 检测 条 件要 求 苛 刻 ， 般 也 不 一 予考 虑 。对 螺栓 螺 纹部 位 进 行 无损 检 测 最 常 用 的方 法 为 磁 粉 检 测 、 透 检 渗
根部 都 会 反射 回波 ， 之 为 固有 回波 。 当螺栓 螺 纹 齿根 部 有 裂纹 时 ， 声 波 称 超 传播 至 裂纹 断 面 时会 形 成反 射 ， 反 射 波 会 略 超 前 于 裂 纹 处 螺 纹 根 部 的 固 该
有 回 波 （ 平 及 延 迟 调 节 适 当时 可 见 ， 些 分 辨 率 较 低 的 仪 器 显 示 时 无 法 水 某
现 场检修
铁道机 车车辆工人 第 ５期 ２ １ 年 ５月 ０１
文章 编 号 ：０７— ０ ２ ２ １ ）５—０ １ ０ １０ ６４ （０１０ ０ ４— ３
主 轴 承螺 栓 螺 纹 部 位 疲 劳 裂 纹 超 声 波 探 伤 方 法
胡 德 明 （ 车戚 墅堰 机 车 有 限 公 司 江 苏 常 州 ２ ３ １ ） 南 １０ １