CSTM-無損檢測 軌道交通材料 動車組空心車軸內孔表面超聲波檢測方法

ICSICS[XX.XX.XX]XX[XX]中國材料與試驗團體標準T/CSTMXXXX-202X無損檢測軌道交通材料動車組空心車軸內孔表面超聲波檢測方法（征求意見稿）202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施發(fā)布中關村材料試驗技術聯(lián)盟發(fā)布前言本文件按照GB/T1.1-2020給出的規(guī)則起草。本文件由中國材料與試驗團體標準委員會無損檢測領域委員會提出。本文件由中國材料與試驗團體標準委員會無損檢測領域委員會歸口。本文件起草單位：鋼研納克檢測技術股份有限公司，太原重型機械集團有限公司軌道交通設備有限公司，晉西工業(yè)集團晉西車軸股份有限公司。本文件主要起草人：

無損檢測軌道交通材料動車組空心車軸內孔表面超聲波檢測方法范圍本文件規(guī)定了動車組用DZ1、DZ2空心車軸（以下簡稱車軸）內孔表面橫向缺陷的超聲波檢測的要求。本文件適用于新制成品車軸的全自動檢測，手工檢測可參照本標準執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件對于本標準的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12604.1無損檢測術語超聲檢測GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證JJG746超聲探傷儀檢定規(guī)程Q/CR639動車組車軸YB/T145鋼管探傷對比試樣人工缺陷尺寸測量方法術語和定義GB/T12604.1界定的以及下列術語和定義適用于本標準。對比標準缺陷referencestandardimperfection用于校驗無損檢測設備的人工缺陷（如鉆孔、刻槽）。對比樣軸referenceaxle含有對比標準缺陷的車軸或軸段。掃查螺距scanningpitch空心車軸超聲波檢測時探頭在螺旋掃查過程中相鄰掃查軌跡之間的軸向距離。檢測人員檢測應由按GB/T9445或等效標準經(jīng)培訓合格的操作人員進行，并由制造商任命的有資格的人員監(jiān)督。在由第三方檢測的情況下，此項應由供需雙方協(xié)商。注：在GB/T9445中定義了對無損檢測1級、2級和3級人員職責的要求。檢測方法概述5.1.1依據(jù)Q/CR639，可以采用超聲表面波或爬波從車軸內孔進行表面缺陷檢測，也可以采用超聲橫波從車軸外圓表面對車軸內孔進行表面缺陷檢測。5.1.2檢測過程中探頭與車軸作相對螺旋運動（參見5.2～5.4所述），以便以較高靈敏度掃查整個車軸內孔表面。探頭的螺旋掃查應貫穿整個軸長。在螺旋掃查中，探頭有可能多次檢測到同一缺陷，探傷設備應能有效分辨缺陷數(shù)量。檢測過程的相對移動速度變化不應超過±10%。5.1.3除非另有規(guī)定，對于所有要求的檢測種類，檢測均應從聲束傳播的兩個相對方向進行。5.1.4探傷設備應采用自動報警電平將被檢車軸分為合格品或可疑品。習慣上，自動報警的電平閾值設為滿屏的40％。表面波檢測技術采用表面波檢測時，探頭聲束在車軸內孔表面以大于第二臨界角入射，折射產(chǎn)生沿內孔表面軸向傳播的表面波。使用這種技術時，由于傳輸路徑上的耦合介質會使表面波快速衰減，所以探頭相對車軸作螺旋掃查。掃查螺距的選擇應使在同一角度相鄰軌跡上得到的對比標準缺陷回波幅度變化不大于2dB。表面波探頭的頻率應在0.3MHz至1MHz之間，每個單獨探頭在垂直車軸方向的最大寬度為12.5mm。爬波檢測技術爬波又稱臨界折射縱波，是超聲縱波以第一臨界角入射并在被檢工件中折射產(chǎn)生沿表面?zhèn)鞑サ目v波。采用爬波檢測時，探頭聲束沿車軸內孔表面軸向入射和傳播。使用這種技術時，為了避免爬波長距離傳播的能量損失，探頭相對車軸作螺旋掃查。掃查螺距的選擇應使在同一角度相鄰軌跡上得到的對比標準缺陷回波幅度變化不大于1dB。爬波探頭的頻率應在2.5MHz至10MHz之間，每個單獨探頭在垂直車軸方向的最大寬度為12.5mm。橫波檢測技術采用橫波檢測時，探頭聲束在車軸外表面以大于第一臨界角、小于第二臨界角入射，折射產(chǎn)生在車軸內外表面之間不斷反射、以鋸齒狀路徑沿軸向傳播的橫波。使用這種技術時，探頭相對車軸作螺旋掃查。掃查螺距的選擇視探頭尺寸而定，原則上，應使在同一角度相鄰軌跡上得到的對比標準缺陷回波幅度變化不大于3dB。橫波探頭的頻率應在2.5MHz至5MHz之間，每個單獨探頭沿車軸方向的最大寬度為25mm。在進行橫波檢測時，入射聲束在車軸不同直徑的過渡區(qū)會受到干擾而不能進行正常探傷。應設計探頭入射角度，使車軸內孔表面任何位置上的缺陷至少被一個方向傳播的聲束掃查到。在實施自動檢測時，設備應能識別車軸不同直徑的過渡區(qū)，并能抑制干擾信號而不產(chǎn)生誤報警。對比樣軸一般要求6.1.1本標準定義的對比標準缺陷為刻槽，用于校驗超聲波檢測設備系統(tǒng)。不應將這些刻槽的尺寸視為此類設備所能檢出的最小缺陷尺寸。6.1.2制作對比樣軸用的車軸應與被檢車軸具有相同的公稱尺寸、化學成分、表面狀態(tài)、熱處理狀態(tài)和聲學性能。6.1.3刻槽距對比樣軸端部以及刻槽彼此之間都應充分分開，以便獲得清晰可分辨的顯示信號?？滩垲愋?.2.1刻槽應與對比樣軸的軸線垂直?？滩塾袃煞N類型，一種為局部刻槽（如圖1所示），也稱弓型刻槽；另一種為全圓周刻槽，也稱環(huán)型刻槽。6.2.2刻槽的橫截面應為“N”型，如圖2所示?！癗”型刻槽的兩邊名義上應平行，且槽的底部名義上應與兩邊成直角。圖1內表面圖1內表面弓型刻槽圖2截面“N”型刻槽刻槽數(shù)量和位置對比樣軸內孔表面至少有一個環(huán)型刻槽和兩個弓型刻槽。環(huán)型刻槽位于樣軸中部區(qū)域，用于多探頭設備系統(tǒng)設置所有探頭的靈敏度；一個弓型刻槽也位于樣軸中部區(qū)域，用于單探頭設備系統(tǒng)設置檢測靈敏以及考察系統(tǒng)在自動檢測時的性能；另一個弓型刻槽位于樣軸端部區(qū)域，刻槽到軸端的距離可根據(jù)設備的分辨力選定，用以考察系統(tǒng)的端部不可探區(qū)尺寸?？滩鄢叽?.3.1寬度刻槽寬度w（見圖2所示）應不大于1.0mm。6.3.2深度刻槽深度d（見圖1和圖2所示）為0.5mm，允許偏差為±0.05mm。6.3.3長度弓型刻槽：最大弧長為10mm。注：內表面弓型部刻槽用于單探頭設備系統(tǒng)設置檢測靈敏以及考察系統(tǒng)在自動檢測時的性能。環(huán)型刻槽：為內壁周長。注：內表面環(huán)型刻槽用于多探頭設備系統(tǒng)設置所有探頭的靈敏度。對比標準缺陷的驗證刻槽的尺寸和形狀應采用YB/T145規(guī)定的復型法或其他適當?shù)募夹g進行測量和驗證。設備的校驗和復核一般要求在每一個檢測周期的開始，不論采用何種波型的檢測設備均應進行校驗，以產(chǎn)生穩(wěn)定、清晰可辨的對比刻槽信號，這些信號用于觸發(fā)它們各自的報警電平。超聲波檢測采用的儀器應按照JJF746的要求進行周期性校準。校驗核查及重新校驗7.2.1在對相同規(guī)格的車軸檢測過程中，應使用對比樣軸對設備進行定期動態(tài)校驗檢查。校驗檢查的頻次應至少每4h進行一次，且無論何時當更換設備操作班組和生產(chǎn)的開始及結束均應進行校驗。7.2.2校驗的動態(tài)檢查過程中，對比樣軸和探頭之間的相對移動速度應與正常檢測時的速度一致。7.2.3如果初始校驗設定的任何參數(shù)發(fā)生改變，設備應進行重新校驗。7.3.4在檢測過程中，如果校驗檢查不合格，則自上一次校驗合格后的所有車軸應在設備重新校驗后重新檢測。結果判定整根車軸未產(chǎn)生缺陷信號或信號低于預先設定的報警電平，則認為此項檢測合格。整根車軸經(jīng)檢測如產(chǎn)生等于或大于預先設定的報警電平的信號，則認為車軸是可疑品。對可疑車軸可采用下列任意一種方法進行處理：a）按本標準規(guī)定的方法進行重新檢測，如未產(chǎn)生缺陷信號或信號低于預先設定的報警電平，則認為此項檢測合格。b）按供需雙方商定的方法和驗收標準對可疑部位進行其他無損