付国瑞

摘要：铁路货车是铁路货物运输的运载工具，轮轴是铁路车辆上关系运行安全的重要部件。为满足铁路货车运输提速、重载的要求，以及在役车辆车轴的运用状况日趋恶劣，相应对铁路车辆厂段修车轴的探伤技能及车辆超声波探伤技术也提出了更高的要求。然而，目前使用的超声波探伤工艺及探伤设备仍存在一定的问题，特别是对轮座镶人部等隐蔽部位的探伤问题还待解决。

关键词：铁路货车；轮对；轮座镶入部；超声波探伤

一、存在问题分析

（一） 微机控制超声波探伤机未对探头定位进行即时监控

探头定位关系到车轴被探测部位是否被超声波主声束完全覆盖，探头固定在油缸传动杆端部，轮座镶入部采用0°、45°、54.4°三晶片组合探头在轴身上探测，探伤工对探头人工定位后，探头油缸被固定在曲轴连杆上，曲轴转动带动探头移动。当探伤机工作中由于连接处松动，探头定位发生偏移，而探伤机不能自检此故障。轴颈卸荷槽部位采用0°、23.3°、27.3°端面组合探头在车轴端面探测，探头油缸通过重锤和感应接近开关进行定位，当探头未对准车轴纵向中心线时，探伤机不能自检。探头定位发生偏移，造成车轴被探测部位漏探。

（二） 轮对压装油膜对镶入部探测声波的影响

为防止轮座拉伤及起压装润滑作用，有关文件规定“轮对组装前，轮座表面及轮毅孔内径面须洁净，均匀涂抹纯植物油。”对于刚压装好的轮对，压装面上都有一层油膜，在较短的时间内对轮座镶人部探伤检查时会产生一个很强的界面（油膜）反射波，而且分布不均匀，但该反射波随着轮对的运用会逐渐减弱，就是说检修轮对探伤不存在这样的问题，但新压装的轮对油膜反射波却很强，这就很容易导致探伤工误判成轮座压装拉伤，进而退轮检查，造成轮对造修成本的增加和浪费。

（三）微机控制超声波探伤机工作中不能对轮对转速监控和调整

轮对转动部分采用微型摆线减速机和一对1∶1的传动链轮，带动转轮器转动，旋转线速度为1850mm/min，固定不可调。轮对车轮滚动圆直径为840mm时，轴身探测面的旋转线速度为405mm/min；车轮滚动圆直径为760mm时，轴身探测面的旋转线速度为447mm/min，当车轮滚动圆直径过小时，轴身探测面转动线速度过快，轮座镶入部不能被主声束完全扫查，易造成车轴轮座部位局部漏探。

（四） 探伤仪灵敏度校验达不到检测实际缺陷的要求

根据超声波探伤原理，轮轴超声波探伤是用当量对比法来确定缺陷大小的，即以lmm人工裂纹反射波高达满幅80%的当量值为基准，并进行人工裂纹补偿10db～12db，以此作为横波斜探头的探伤灵敏度，探伤中的缺陷波与该值进行比较，小于该值时判定为轮对正常，大于该值时判定为轮对裂纹。经实践证明在相同缺陷深度的情况下，无论是轮座镶人部表面的纵向拉伤还是横向拉伤，其反射波幅都会比人工裂纹小，都需要比1mm人工裂纹更高的检测灵敏度才能发现。标准试块、半轴实物试块或样板轮对的人工裂纹与轮座镶人部部位的实际裂纹或拉伤的沟槽相比较，在裂纹部位、裂纹走向或拉伤部位的状态等方面都存在较大的差异，而且这些因素都会影响缺陷的回波高度，因此用现行试块校验出来的探伤灵敏度在回波上几乎难以辨认出缺陷来。

二、改进建议

（一） 改变轮座镶入部探伤方法

当在轴身上探测轮座镶人部发现有可疑回波时，为避免将缝隙波或油膜反射波误判为缺陷波，同时确认裂纹或拉伤的真实深度，建议使用横波斜探头在轴颈上对该部位进行探伤检查（如检修轮对带有轴承须退卸轴承）。当用横波斜探头（K）I在轴颈上对轮座镶人部外侧探测时，超声波主声束与裂纹夹角趋近于垂直，这样，裂纹在超声波主声束垂直方向的投影基本不变，探测到的裂纹比较接近真实裂纹，同时在底波前也不会出现缝隙波，探测结果能有效地反映裂纹的危害程度，有利于行车安全。

（二） 对微机控制超声波探伤机性能进行改进

（1）在微机控制超声波探伤机曲轴连杆的油缸的固定部位安装感应接近开关或光控开关，在轴端组合探头侧面安装距离检测装置，检测探头距轴端部距离，这些装置要被探伤机控制系统时时监控，当探头定位发生偏移时监控停止工作，保证车轴探测部位被探头超声波主声束完全扫查而不会漏探。（2）在轴端组合探头钢骨架断面加工3条凹槽，加装供油脂管路，探伤机工作中管路不停地将轴承脂供給轴端部，保证探头与轴端面耦合良好。（3）增设控制系统对轮对转速进行监控和调整，使车轴轴身探测面旋转线速度均为405mm/min，保证轮座镶入部被探头主声束完全扫查。（4）将微机控制超声波探伤机中的单通道数字式超声波探伤仪改为多通道数字式超声波相控阵技术，并编程各通道一致的探伤灵敏度和判伤辨别系统。

（三） 完善探伤设备

由于A型脉冲反射式超声波探伤仪在探测轮座镶人部时存在探测盲区和缺陷，在目前铁路的安全形势如此严峻的情况下，为更好地对缺陷的安全风险进行评估，确保万无一失，建议增加既能够观察“A”型扫描波形的反射波，同时又能够显示车轴各压装部位状况，“B”型扫描图像的车轴超声波探伤设备，这样无论是组装轮对还是检修轮对，车轴的各部横截面及纵截面上的所以缺陷的声像都直观地显示出来，这样可以弥补单独使用A型显示超声波探伤的缺陷，同时探伤工也可以完全可靠地判定缺陷的危害程度，以提高车轴探伤的准确性、可靠性和探伤精度，有效地发现车轴的疲劳裂纹和缩短检测时间，确保铁路运输安全。

三、结束语：

铁路安全运输问题始终是铁路工作的重中之重，随着铁路运输向高速、重载方向的发展，运输量逐步增长，在役轮对的性能也面临严重考验，铁路货车轮对探伤结果的有效性，将影响到铁路运输是否安全。为了避免和减少由这种因素引发的故障，对轮对探伤的质量要求将越来越高。本文针对铁路货车车辆轮对轮座镶入部探伤工作中存在的问题进行分析并提出相关的建议，希望通过此文可以与相关的研究者进行交流与学习，进而达到改进车轴探伤工艺、提高车轴探伤可靠性的目的。

参考文献：

[1]金锋，李艳琴，鲁关兴，等.探头角度对轮对镶入部探伤灵敏度的影响分析[J].中国铁路，2015（6）：62-65.

[2]刘洋.铁路货车轮对探伤的问题分析与建议[J].工程技术：文摘版，2016（5）：00029.

[3]袁玉.浅谈铁路货车轮对自动检测系统的现状与研制[J].中国高新技术企业，2014（33）：25-26.endprint