[发明专利]轴用横波斜探头零点校准和K值的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于超声检测技术领域，具体涉及一种用于铁路车辆车轴超声波探伤时所用的轴用横波斜探头零点校准和K值的测量方法。

背景技术

铁路车辆车轴镶入部常用的超声波探伤方法包括小角度纵波探伤法和横波检测法。因为横波检测法具有较高的检测灵敏度，所以各机车大修厂家在中、大修轮对时主要采用横波探测车轴的镶入部，以便及时有效地检出疲劳裂纹。由于数字式超声波探伤仪与模拟式探伤仪相比有更强的数据处理能力，可实现更多的探伤辅助功能，有利于对缺陷的定位、定量及性质进行正确的判断，因此现多采用数字式超声波探伤仪超声检测车轴，并且常用晶片尺寸为13mm×13mm的轴用横波斜探头，但以往实践表明，对于裂纹的定位误差通常比较大，一般水平距离偏差6mm～10mm以上。横波检测前需先测定斜探头和工件本身的一些参数性能，其中主要包括探头的零点、前沿值、K值和工件声速，这些重要参数都会直接影响将来探伤过程中缺陷定位定量的精度。

目前，校准轴用横波斜探头零点、前沿和K值的测量方法主要有两种。

方法一如图1所示，选择CSK－IA试块1上的R50、R100圆弧面测定斜探头2的零点声速和前沿值。测量K值一般用CSK－IA试块上的φ50mm孔3或φ1.5mm孔4，K值小于或等于1.5的探头，按图2所示的方式探测直径为50mm圆孔3；K值在1.5和2.5之间的探头，按图3所示的方式探测直径为50mm圆孔3；K值大于2.5的探头，则按图4所示的方式探测直径为1.5mm的圆孔4。这种方法最适用于平面斜探头，而轴用斜探头的斜楔接触面均已修磨为与车轴表面相吻合的凹面，所以将轴用斜探头置于CSK－IA试块上所测量的零点、前沿值和K值存在一定偏差。

方法二是先将数字式超声波探伤仪的标度方式设为“深度”，并预置工件声速为3230m/s。手动调节斜探头零点和K值测定均以TZS－R试块5的A面上深度为1mm的线切割人工槽6，人工槽6距R面60mm处为目标反射体，如图5所示，将斜探头2在TZS-R试块R面上移动，使A面上深度为1mm的线切割人工槽6的最高反射回波出现在波门内且波高80％，调节仪器相关零点，使人工槽6最大回波的深度读数值为60mm，此时零点即调好。同时测量出试块A面到探头2前端面的水平距离X，通过60K－X计算出探头前沿值L，并输入到仪器的参数栏中。然后选择测试探头K值的相关按键，分别将探头的标称K值、目标反射体直径（1mm）、反射体中心深度（60mm）输入超声波探伤仪，通过仪器计算出探头K值。采用这种方法手动校准轴用斜探头的零点和前沿值较为准确，但是由于声程的影响，实测K值偏大。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种探伤工作时易于操作，可减小探伤过程中的缺陷定位误差，有效提高缺陷定位定量精度的轴用横波斜探头零点校准和K值的测量方法。

本发明确指出的技术解决方案是：轴用横波斜探头零点校准和K值的测量方法，包括以TZS－R试块的A面上深度为1mm的线切割人工槽作为目标反射体来测定轴用斜探头的零点和前沿值，其特征是：将轴用斜探头2直接置于相同类型的车轴实物对比试块上的轴身或轴颈处测量K值，以车轴实物对比试块上深度为1mm的线切割人工槽作为目标反射体，并将其最佳反射回波波幅调整至荧光屏垂直满幅的80％，分别将探头的标称K值、目标反射体直径、反射体中心深度输入超声波探伤仪自动计算出探头K值。

用于本发明技术解决方案中所述的轴用横波斜探头校准和K值测量的测量装置，包括超声波探伤仪、探头和试块，其特征是：由试块和车轴实物对比试块两个试块组成，车轴实物对比试块的两个轴端面上分别设有一个顶针孔和三个螺栓孔，在车轴实物对比试块上的车轴镶入部内、外侧均设有宽小于0.2mm，深度分别为1mm、2mm、4mm的线切割人工槽。