列车车轴探伤标准分析讨论

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本文作者：周纲作者单位：南车洛阳机车有限公司襄阳分公司

TB/T2494.1—1994需完善的条款

1半轴实物对比试块的制作要求和探伤起始灵敏度的确定

TB/T2494.1—1994中，5.4条规定：实物对比试块上的人工缺陷宽度为0.5mm，深度为0.5mm、1.0mm、1.5mm和2.0mm；7.4条规定将0.5mm人工缺陷反射波作为探伤起始灵敏度。但现在制作实物对比试块的要求是线切割的人工缺陷宽度不大于0.2mm，而对于新制车轴的小角度纵波和斜探头横波探伤灵敏度一般定为1mm的当量。因此建议将5.4条和7.4条作出适当修改。

2验收标准

TB/T2494.1—1994中，8.3条规定：新制车轴出厂不允许有裂纹及内部缺陷。众所周知，任何金属材料都会不可避免地存在一定的冶金缺陷。此外，TB/T1618—2001中的第9条、第10条已分别规定了车轴内部轴向缺陷和径向缺陷的探伤灵敏度，这2个标准存在相互矛盾的内容。因此，建议将TB/T2494.1—1994中的8.3条修改为“新制车轴出厂不允许存在裂纹和横向发纹”。

TB/T2494.2—2010需完善的条款

1直探头透声灵敏度调节方法

TB/T2494.2—2010中，11.1.1条规定：将探头置于TS－1试块的B面（LZ50钢车轴用TS－1W试块）上，调整仪器，使第10次底波高度为显示屏垂直刻度的90%，再增益6dB，另加耦合差4～6dB作为探伤灵敏度。TB/T2494.1—1994中，6.2条同样有“再增益6dB，另加耦合差4～6dB”的规定。TB/T1618—2001中，关于轴向透声检验灵敏度的确定方法，考虑了车轴端面上加工的顶针孔和螺栓孔对车轴底面回波反射声压造成衰减的影响，所以同时制定了8.2条和8.3条，也就是当车轴有顶针孔时需要再增益3dB，当有螺栓孔时需再增益6dB。由于轨道车车轴的2个轴端面上同样有顶针孔和螺栓孔，也会对底面回波反射声压造成衰减。因此，对于TB/T2494.1—1994和TB/T2494.2—2010，均建议做以下修改：将探头置于TS－1试块的B面（LZ50钢车轴用TS－1W试块）上，调整仪器，使第10次底波高度为显示屏垂直刻度的90％，再增益15dB，另加耦合差4～6dB作为探伤灵敏度。

2横波探伤灵敏度

TB/T2494.2—2010中，11.8条规定：将K值斜探头涂有耦合剂后放置在TZS-R试块R面上，调整仪器，使深1mm人工伤的回波幅度达到显示屏垂直刻度的50％，另加耦合差12～15dB作为轨道车横波探伤灵敏度。参照TB/T1618—2001和TB/T2494.2—2010中的其他相关规定，耦合差一般不超过6dB。而且调节横波探伤灵敏度时是在TZS-R专用试块的R面扫查A面（相距60mm）的1mm深人工裂纹，深度明显小于车轴的实际探测深度，其本身存在一定的声程差。同时，JB/T4730.3—2005中的附录F明确规定：“碳钢或低合金钢板材的材质衰减，在频率低于3MHz、声程不超过200mm时，或者衰减系数小于0.01dB/mm时，可以不计。”在轨道车车轴的轴身上采用横波斜入射法时，实际探测深度与TZS-R专用试块A面上的人工裂纹深度相差不超过200mm，依据JB/T4730.3—2005，可以不考虑材质衰减差，只需考虑声程衰减的因素。研究结果表明，可直接通过以下公式较为准确地计算出横波斜探头应再补偿的声程差值。通过以上分析和理论计算，可以认定TB/T2494.2—2010中11.8条规定的“另加12～15dB”是指声程差的补偿值，而并不是耦合补偿值，因此表述不够准确。建议将11.8条修改为：将K值斜探头涂有耦合剂后放置在TZS-R试块R面上，调整仪器，使深1mm人工伤的回波幅度达到显示屏垂直刻度的50％，增益12～15dB，另加耦合差2～4dB作为轨道车车轴横波探伤灵敏度。

3质量评定

TB/T2494.2—2010中，14.2条规定：以斜入射纵波和横波探测各类轨道车辆车轴时，凡出现有疲劳裂纹或其他内部缺陷反射波波幅大于或等于探伤灵敏度者，判为重伤。14.3条规定：以斜入射纵波和横波探测各类轨道车辆车轴时，凡出现有疲劳裂纹或其他内部缺陷反射波波幅大于25％且小于探伤灵敏度者判为轻伤，应跟踪探测监视其发展情况。14.4条规定：直探头从在役车轴两端穿透检查时，在任何部位如发现有缺陷反射波且波高大于或等于50％或底面回波高度低于30％且面积大于或等于1/16轴端面积者，判为重伤。TB/T2494.2—2010适用于轨道车不解体时车轴的超声波探伤，从第11条可见，主要是对在役轨道车车轴进行轴向透声性能检验和常见裂纹区的疲劳裂纹检测，并没有关于内部缺陷的探伤灵敏度标定方法和具体缺陷当量大小的评定依据，但是在质量评定的14.2条、14.3条和14.4条中却提到“内部缺陷反射波”超标时可判为重伤或轻伤的问题。由于第14条是在第11条规定的探伤灵敏度下进行探测和判伤，如小角度纵波和横波探伤灵敏度全部是将试块表面的线切割人工裂纹作为校验对象和基准，那么14.2条和14.3条就是针对车轴表面疲劳裂纹进行评定的。如果依据14.2条规定，当出现车轴内部缺陷反射波波幅不小于50％时，即可判废车轴，这样显然没有考虑到实际探测声程大小对内部缺陷反射波高的影响。而14.4条则是针对车轴透声性能的验收标准，因此，只能以底面回波波幅情况来评定车轴透声性能是否合格。

综上所述，建议将TB/T2494.2—2010的14.2条、14.3条和14.4条做出以下修改：（1）以斜入射纵波和横波探测各类轨道车辆车轴时，凡出现有疲劳裂纹反射波波幅大于或等于探伤灵敏度者，判为重伤。（2）以斜入射纵波和横波探测各类轨道车辆车轴时，凡出现疲劳裂纹反射波波幅大于25％且小于探伤灵敏度者判为轻伤，应跟踪探测监视其发展情况。（3）直探头从车轴两端穿透检查时，如发现底面回波高度低于30％且面积大于或等于1/16轴端面积者，判为重伤。