超声波探伤仪在车轮缺陷的应用
数字超声波探伤仪的特性及在机车上的应用
数字超声波探伤仪的特性及在机车上的应用1 前言随着电力机车在铁路运输中起着越来越重要的作用，而车轴状态的好坏则直接影响着机车运行的安全，在长期运行中，车轴轮箍不断承受各种剪切、拉压、弯曲、扭转等复杂应力的作用，在轮座的内侧，尤其是齿轮座压装部容易产生疲劳裂纹。
因此，加强对机车轮对的超声波探伤势在必行。
以往，铁路各厂、段对车轴及轮箍的探伤，除了穿透探伤检查重大疲劳裂纹较准确外，横波探伤和纵波小角度探伤结果均与实际情况有较明显的误差，在这里除了探测条件的影响外，人为因素的影响也很大，因此，对轮对疲劳裂纹采用计算机控制，施行自动化检测，逐渐与国际铁路超声波检测技术接轨，将使我国现有的探伤技术更加成熟。
2 数字超声波探伤仪的结构、原理及特点目前，运用数字式数据处理比模拟电子技术显示了极大的优越性，随着探伤技术的发展，数字信号处理与分析已不再仅仅是辅助技术，而是一种基本技术。
高性能的A/D 转换器和高效率的微处理器的问世，将不断地取代模拟电子的技术，尤其在高频领域应用模拟电子技术明显受到限制。
数字化超声波探伤使测试系统开拓了新的检测能力。
数字化超声波探伤仪的整个系统由计算机（工控机IPC）作为主机（上位机），以单片机芯片为主构成的四块专用板卡及系统构成及通用的开关量I/O 板卡组成下位机，统一控制管理超声系统（见下图）。
工控机管理的数字式超声探伤系统结构系统程序流程：系统上电运行探伤操作程序→IPC机送下位机初始数据→中断响应进入缺陷判断报警程序→IPC机读取底波峰值电压VB，缺陷波峰值电压VF，底波距发射的时间TF 信号及一组高速采样数据→分析计算处理数据→符合缺陷判断条件报警→显示屏上画出高速采样波形→调整后的闸门和衰减量等参数存储，待下一循环送出→返回探伤操作程序，并等待响应下一次中断。
由此，可见计算机与传统的超声检测系统相结合时，是超声检测技术向数字化、智能化方向发展的一个突破，因为它具有了以下的特点：（1）、计算机控制的超声检测系统可自动选择检测参数；（2）、相互校正自动选择操作工艺；（3）、自动记录数据；（4）、进行换能器的自动补偿和检测结果的自动判断。
浅谈超声波探伤如何提高轮座镶入部裂纹检出率
浅谈超声波探伤如何提高轮座镶入部裂纹检出率摘要：本文从中车贵阳公司铁路货车轮对超声波探伤现状为出发点，就探伤过程中发现裂纹等问题做出分析，给出一些解决提升方案，希望能够帮助探伤人员准确掌握探伤关键，不断提升探伤技能，为铁路货车运输安全保驾护航。
关键词：超声波探伤裂纹随着我国铁路重载、提速战略的实施，轮对的工作条件更加恶劣，轮对故障呈上升趋势，已经成为影响铁路行车安全的主要因素之一。
本文主要介绍在轮对超声波检测工作中，怎样在现有设备、技术、工艺的前提下，提高轮对镶入部裂纹检出率，从而提升轮对质量的可靠性，确保铁路运输行车安全。
1、超声波探伤现状描述近几年铁路货车轮轴故障率呈上升趋势，加上2019年，铁路货车修程修制的改革，70T货车厂修期从8年延长到10年，意味着轮轴检修质量的要求提高，对超声波探伤的要求也随着提高。
经统计，贵阳公司近四年轮座镶入部裂纹呈逐年上升趋势，见表1。
常见的裂纹均在轮座内侧，且大部分都是使用时间在8年以上。
因此，可以得出轮座镶入部外侧为裂纹产生高发区，如何提升裂纹的检出率，是本文所要研究的工作要点。
表1 贵阳公司近年超声波探伤发现裂纹统计表2、超声波探伤2.1轮轴超声波探伤流程轮轴磁粉探伤后，确认车轴外露部分表面和近表面无缺陷后流入微机超声波自动探伤工序，微机超声波探伤完工后，流入手工超声波探伤工序进行探测。
目前微机超声波自动探伤只能作为参考，最终判定结果以手工超声波探测为准。
2.2轮轴超声波探伤原理根据超声波反射原理，使用探头发射声波到工件内部异质界面反射，并进行仪器接收反射声波大小来进行具体位置判断，掌握缺陷的具体情况，准确判断缺陷尺寸。
2.3超声波探伤工艺现状新《轮规》规定，A型轮轴、轮对超声波自动探伤实物对比试样和超声波探伤半轴试块镶入部人工缺陷深度为1mm，B/C型轮轴、轮对超声波自动探伤实物对比试样镶入部人工缺陷深度为0.5mm。
这存在一个问题，B/C型轮轴、轮对超声波自动探伤为前工序，探测过程中，如发现深度为0.5的裂纹缺陷，手工超声波探伤能否复探验出？如无法检出，可判定为微机超声波探伤机误判。
超声波探伤技术在汽车检测中的应用研究
超声波探伤技术在汽车检测中的应用研究超声波探测技术在汽车检测中的应用随着汽车工业的发展，汽车安全问题也越来越引起人们的重视。
在汽车制造过程当中，不可避免地存在一些隐蔽的质量问题，这些问题可能在车辆生产完成后或长期使用过程中才会暴露出来。
为了保障消费者的安全，汽车制造商需要进行全面的检测，在发现质量问题时及时进行修复。
而超声波探测技术就是一种常被用于汽车检测的无损检测方法。
超声波探测技术超声波探测技术是通过探头发射超声波，利用超声波在物体内部的传播特性，采集物体内部信息并分析处理的一种无损检测方法。
这种技术在工业、医疗设备、生产等领域中都有广泛的应用。
在汽车行业中，超声波探测技术主要用于地板、车身、发动机等部分的缺陷检测、损伤检测、磨损检测等方面。
超声波在物质中的传播和衰减特点是超声波探测技术实现无损检测的基础。
物质的声阻抗是决定超声波是否穿透物体的重要参数之一。
声阻抗差异大的两个物质之间的声波反射强度大，这也是超声波探测技术被广泛应用于车身质量检测的原因。
采用超声波探测技术不仅可以发现部件内部难以看见的缺陷，而且也能确定缺陷的类型和严重程度。
在车身检测过程中，常常要使用超声波探测技术来判断车身零部件是否符合质量标准。
比如，在汽车生产过程中，车身板材是否存在穿孔、压痕、裂纹等缺陷都可以通过超声波探测技术快速且准确地检测出来。
同时，超声波探测技术还能检测出部件内部的孔洞、异物以及夹杂等问题，这些问题对于质量的评估是非常重要的。
超声波探测技术的优点超声波探测技术是一种无损检测方法，具有以下优点：1. 可远距离探测缺陷。
由于超声波探测技术本质上是一种声波探测技术，因此它可以在物体内部进行远距离的缺陷探测。
2. 不会破坏被检测的物质。
超声波探测过程中，探头与被检测物质之间没有接触，因此不会对被检测物质造成任何损伤。
3. 高效准确。
超声波探测技术可以快速并且准确地检测出被检测物质内部的缺陷。
总结随着汽车工业的发展，超声波探测技术在汽车检测中的应用也将越来越广泛。
车轮近表面缺陷的超声表面波探伤探讨
Internal Combustion Engine & Parts• 71 •车轮近表面缺陷的超声表面波探伤探讨张弢(中车哈尔滨车辆有限公司，哈尔滨150056)摘要：本文从经典物理学理论出发，从本质上分析了超声表面波的理论特性，并结合这些理论特性，解释了超声表面波在车轮探 伤中可能出现的现象及其理论依据，有助于更加准确的判定实际探伤过程中缺陷信息。
Abstract：This paper starts from th e theor^^o f classical physics,analyzes th e characteristics o f ultrasonic surface wave theory in essence,and com bines th e characteristics o f these theories to explain th e possible phenom enon o f th e ultrasonic surface w ave in th e w heel inspection and its theoretical basis,helps to determ ine defect inform ation in th e actual testing process m o re accurately.关键词：超声表面波;车轮；无损检测1问题提出的背景铁路车辆车轮是保证铁路运输安全的关键部件，近年 来，多次发生铁路客车、机车的车轮踏面剥离，影响正常的 铁路运输秩序和安全的情况，从现有的剥离情况看，大多 数的剥离是由于材料内部存在非金属夹杂所致，而目前，对车轮探伤，在客车和机车中，采用踏面双晶探头加轮辋 内侧面纵波直探头的方式，而货车车轮，检修中，踏面部位 甚至没有探伤要求，这对铁路车辆的运行安全，存在着隐 患，一旦发生踏面大面积剥离，可能导致车辆脱轨，造成重 大的经济损失，也影响铁路的正常运输秩序，因此，找到合 适的车轮探伤方法显得尤其必要。
关于货车轮轴镶入部超声波探伤缺陷的探讨
３ ０・
２ ０ １ ５年河北 轨 道运输
摘
要： 目前 ， 铁 路 货车轮 轴 镶入 部 主要 采 用超 声横 波 的方 法进行 探 伤检 查 ， 用 以发 现镶 入部 缺 陷 ， 本 文对
镶入 部 缺 陷的 成 因及 缺 陷超 声 波波 形进行 了初 步探 讨 。 关 键词 ： 铁 路货 车 轮 轴镶入 部 超 声 波检 查 缺 陷
班组 成员认 识 到 习惯 性违 章 的危 害性和严 重性 ， 自 觉与 习惯 性 违 章 作 斗 争 ， 养 成 遵 章 守 纪 的 良好 习
惯。
管理工作必须不断完善 ； 这一课题将是值班员在班
组长 的 岗位上 ， 在 漫 长 的 工作 历 程 中 ， 需 要 长 期 坚 持不 懈 ， 努 力做 好 的重要 工作 。
综上 所述 ， 在 班组 长 岗位 上 的工 作 实 践 ， 让 我
对班组管理工作有了更加深入的了解 ， 没有安全管 理的班组管理是不健全 的， 是无法消除作业 隐患 、
指挥 好行 车工 作 的。作 为班组 管理 者 、 行 车作 业指 挥人 ， 就 必须 搞好 班 组 安 全 管理 工 作 ， 因为 它是 保
力 的长 期交 变作 用下 ， 轮毂 孔 和车轴 轮 座在镶 人部
成， 是 转 向架 的重 要 组 成 部 件 之 一 ， 也 是 影 响 车辆
参考文献
［ １ ］ 韵 之典 ．《 班组 的安 全管 理工 作》 ．中国车
务之 家 ． ２ ０ ０ ６
［ ２ ］ 朱松年．《 班组管理对策之我见》 ． 铁道学
报． １ ９ ９ ３ （ ３ ）
证安全生产 ， 安全运输的先决条件 ； 我认为行车班 组作为铁路运输工作 的前沿阵地 ， 它的安全管理的
双轨式钢轨超声波探伤仪车轴缺陷检测的应用研究
上海铁道增刊2019年第2期51双轴武钢轴超看液探伤仪车轴缺昭趙测的应用研兖朱兴俊中国铁路上海局集团有限公司科研所摘要双轨式钢轨超声波探伤仪（简称探伤小车）是超声波检测技术和自动化技术的有机结合，其对伤损的识别率严重依赖小车行车的平稳性。
车轴是整个车体结构的关键部件，车轴完好性直接影响着探伤小车能否运行正常，可以说车轴的状态直接影响着探伤小车钢轨缺陷的检出能力。
超声波检测系统，在人工试样上加工一系列缺陷用于系统性能校验，然后探头紧贴被测车轴进行轴向和纵向检测，经试验，该检测系统可以有效检出小车车轴上的纵向和横向缺陷，检测精度达到深度不小于0.4 mm、宽度不小于0.8mm,完全符合现场检测需求。
关键词探伤小车；车轴；缺陷；超声波检测1概述双轨式钢轨超声波探伤仪是能够同时对两股钢轨进行超声波探伤的检测仪器,它能在自行走过程中，对钢轨轨头、轨腰和轨底的裂纹及各种缺陷进行检测。
检测系统有A扫和B扫两种模式,B扫是实际检测时使用的扫描模式。
B扫描以编码器驱动，连续采集并记录相应信息。
编码器每3mm产生一个脉冲,探伤仪根据脉冲信号，实时采集左右两轨上的探头检测信号。
双轨式钢轨超声波探伤仪为了保证探伤系统能对钢轨进行全面可靠的检测，避免高速运动对探头的损耗而采用轮式设计，每个探轮装有9个探头，每根钢轨使用一个探轮进行采集，双轨共有18个通道，小车实物如图1所示。
其相比传统手推式钢轨探伤仪,具有效率高、人工操作简单和伤损识别率高等特点,近年来逐步在铁路工务领域大量推广使用。
双轨式钢轨超声波探伤仪是超声波检测技术和自动化技术的有机结合,其对伤损的识别率严重依赖小车行车的平稳性。
车轴是小车的主要机械结构，它承担着车体的承重和小车运行时的滚动摩擦，因此，随着时间的推移不可避免的在其表面或内部产生肉眼不可见的缺陷，需要一种能对车轴缺陷进行识别的无损检测系统，以便探伤小车的使用者对车轴的状态进行评估和分析。
ffl1双轨式钢轨超声波探伤仪2车轴缺陷超声波检测原理经统计，探伤小车在使用过程中，车轴故障以内部缺陷为主，这些缺陷的取向往往沿轴向延伸，特别是裂纹在横截面上呈径向扩展,成为最危险的缺陷。
火车车轮超声波探伤
火车车轮超声波探伤摘要:本文介绍了火车车轮超声波A扫描和C扫描探伤,并对C扫描探伤的原理、方法和过程进行了详细的介绍。
对于C扫描探伤的直接接触法与水浸法两种方法进行了比较,水浸法探伤在探测不同取向缺陷、较薄试件、灵敏度、分辨率、探头寿命和可靠性方面具有较大优势。
对于超声波A扫描和C扫描探伤的优缺点进行了比较。
关键词:火车车轮超声波探伤C扫描常规车轮检测主要是以A扫描为主,A扫描探伤是基本的探伤方式,其采用脉冲反射幅度法检测缺陷。
A扫描只能反应基本信息且与技术人员的经验有极大关系。
常规超声波检验主要分为在线检测和离线检测两种。
自动车轮探伤工序如图1所示。
设备采用耦合接触法超声波探伤,车轮内侧面和踏面分别布置一组组合式耦合接触式双晶探头,声束覆盖各扫查面宽度。
工件经过抛丸处理后由辊道进入检测托辊,稳定后工件转动,实现探头对工件轴向和径向的扫查,检测人员观察屏幕及各通道指示灯,发现有缺陷红灯指示时切换屏幕显示,转动工件仔细确认缺陷,并填写检验结果,检查完毕,车轮经辊道进入下一检测工序。
1 车轮超声C扫描探伤C扫描实现了材料检测的自动化,使检测结果呈直观的图像显示;超声C扫描具有良好的穿透性,对缺陷具有较高的灵敏度和可靠性;C 扫描可以获得材质内部缺陷、损伤的大量信息,甚至可以对工件的整体品质做一定的质量评估[1～2]。
1956年在美国的加里福尼亚的派拉蒙研究出世界上第一台超声波C扫描检测仪器,C扫描技术很快推广应用到材料内部缺陷的检测上。
超声波C扫描提取垂直于声束指定截面(即横向截面像)的回波信息合成二维图像,可获取不同截面的信息,因此被广泛应用[3～4],超声C扫描过程如图2所示。
在水浸式C扫描成像中,超声探头得移动是二维扫描即要沿x方向扫描,又要沿z方向扫描。
为获得某一与声束轴线垂直的断面在y=y0的图像,扫描声束应聚焦与该平面,并从换能器接收到的散射信号中选取对应于y=y0处的信号幅度,调制图像中与物体坐标(x,z)相应像素的亮度,以获得y=y0截面的图像。
火车车轮主要危害性缺陷类型及其超声检测方法
⽕车车轮主要危害性缺陷类型及其超声检测⽅法⽕车车轮主要危害性缺陷类型及其超声检测⽅法铁路机车车辆车轮是保证列车安全运⾏的极其重要的部件，起着承重和导向的作⽤。
车轮⼀旦发⽣问题，将导致崩轮、切轴，进⼀步发⽣列车巅覆的重⼤交通事故。
因此，如何对车轮进⾏检测，保证车轮运⾏安全⾄关重要。
⼀、铁路机车车辆车轮主要危害性缺陷类型1、辋裂列车运⾏时，在车轮接触⾯下⼀定深度范围（10 mm~20 mm）是轮轨接触剪应⼒的最⼤分布区，若该区域存在有⾮⾦属夹杂等冶⾦缺陷，则夹杂物在剪应⼒作⽤下会成为疲劳裂纹源，随后疲劳裂纹不断扩展。
轮轨接触剪应⼒是列车运⾏时轮对所固有的，当裂纹源成核并在剪应⼒作⽤下促使裂纹萌⽣时，列车运⾏速度越快，裂纹扩展也将越快，当裂纹发展到较⼤尺⼨的快速扩展阶段时，裂纹会发展到轮辋外侧⾯、内侧⾯或踏⾯，如不及时发现会造成车轮“掉块”。
这类缺陷称为辋裂。
典型的辋裂缺陷如图1、图2、图3所⽰。
图1 轮辋疲劳裂纹图2 辋裂掉块基体图3 辋裂掉块偶合⾯从打开的辋裂缺陷可以清晰看到辋裂缺陷有疲劳源和疲劳扩展过程（贝壳状裂纹）。
从辋裂的发展过程来看，它是沿车轮的圆周⽅向扩展的，因此称为周向缺陷。
2、车轮裂损由于⾮正常强烈制动、车轮内部冶⾦缺陷或制造⼯艺缺陷，导致车轮径向崩裂，在列车运⾏中有可能造成列车颠覆事故。
如图4、图5所⽰。
图4 冶⾦缺陷导致车轮崩裂图5 由于强烈制动产⽣的制动热裂纹导致车轮径向崩裂车轮裂损沿车轮直径⽅向，称为径向缺陷。
⼆、车轮缺陷超声探伤⼯艺1、周向裂纹的检测根据超声波探伤的原理，当超声波与裂纹⾯垂直时，超声反射能量最⼤。
超声波沿车轮径向⼊射时正好与周向缺陷相垂直。
因此，采⽤超声径向⼊射检测车轮周向缺陷，如图6所⽰。
图6 周向裂纹检测2、径向缺陷的检测采⽤常规超声横波进⾏检测，如图7所⽰。
图7 径向裂纹检测来源：节选⾃《2014中国⽆损检测年度报道》，版权归原作者所有，如有侵权请联系我们及时处理。
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超声波探伤仪在车轮缺陷的应用
数字超声波探伤仪在车轮缺陷检测中的应用，轮对是车辆走行部中重要的部件之一，对车辆轮对的检测并准确地判断其缺陷位置一直是铁道运输部门非常重视的问题。
采用数字超声波探伤仪，实现轮对踏面的缺陷检测，包括：踏面剥离及剥离前期检测；踏面表面及近表面裂纹检测。
超声波探伤仪系统利用超声表面波的脉冲反射原理进行缺陷检测。
当轮对沿钢轨运行到探头位置，轮对踏面接触探头的瞬间，EMAT(电磁超声探伤技术)在车轮踏面表面及近表面激发出电磁超声表面波脉冲，超声表面波将沿踏面表面及近表面圆周以很小的损耗传播。
超声表面波在踏面双向传播(顺时针和逆时针)，沿车轮表面及近表面传播1周后回到探头位置，EMAT探头检测到返回的超声表面波后形成第1次周期回波；未衰减的超声波继续沿踏面传播，依次形成第2次、第3次周期回波，直到能量衰减到设备无法检测为止。
当车轮踏面表面及近表面有裂纹或剥离等缺陷存在时，超声波在缺陷端面处一部分能量被反射，沿原传播路径返回并被探头检测到，形成缺陷回波；另一部分能量绕过缺陷端面继续传播，形成周期性回波。
通过正常的周期回波(RT)与缺陷回波(E)的对比分析，可以定性分析当前轮对的踏面缺陷状况。
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数字超声波探伤仪
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