[发明专利]一种铁路轴承套圈超声波探伤减小检测盲区的工艺方法

说明书

本发明介绍了一种铁路轴承套圈超声波探伤减小检测盲区的工艺方法，包括如下步骤：S1、设置超声波试块的结构；在超声波试块内径面上依次设置七个直径为φ1mm的平底孔；S2、设置超声波探头的晶片入射角度α设置为10°、晶片尺寸为5X6=30mm²或6X6=36mm²、超声波探头的频率f为7.55MHz、频带宽度固定在±5%以内；S3、设置超声波探伤的线速度3s/圈、探头步长1mm；该工艺方法显著扩大了有效检测范围，提高了探伤的灵敏性和检出率，使超声波探测DAC曲线更加精确，缩小了现有检测过程中的检测盲区，更好的保证了轴承的检测质量。

技术领域

本发明属于轴承套圈探伤技术领域，具体涉及一种铁路轴承套圈减小超声波探伤盲区、增加检测范围的工艺方法。

背景技术

随着近年来我国铁路运输安全的提高，对铁路货车轴承的质量也提高了技术要求，轴承质量直接影响运输的安全。在运输过程中货车轴承需要承受近百吨的径向承受力，这就需要对每件轴承套圈有极高的质量标准，而无损检测是目前轴承制造过程中最重要的检测手段之一。目前我公司采用的无损检测方法是磁粉表面探伤和超声波内部探伤相结合的形式进行检测，从而杜绝缺陷产品下移；所加工产品外圈表面和近表面的缺陷通过磁粉探伤来完成检测，内部的缺陷则需要通过超声检测来完成，超声检测是通过水浸式双晶超声波探伤方式实现检测，这也是目前中国铁路轴承行业通用的检测标准。

现有的超声检测方式检测深度为4mm深度以下，磁粉探伤只能检测表面以下深度2mm左右的缺陷，上表面以下有4mm-2mm左右的盲区没有得到有效检测，同时位于下表面能检测到13.5mm左右的缺陷，被检测轴承套圈的最大厚度为18mm，位于下表面13.5mm到18mm之间有18-2-13.5=2.5mm左右的盲区没有得到有效检测，两处盲区给铁路轴承的后期使用带来了很大的安全隐患，因此需要一种新的方法来减小现有铁路轴承套圈超声波探伤中的检测盲区问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种铁路轴承套圈超声波探伤减小检测盲区的工艺方法，该工艺方法通过调整超声波探头的入射角度、改变探头晶片的尺寸、探头的频率及改进超声波试块的结构，解决现有铁路轴承圈超声波探伤过程检测方法的局限性，缩小检测盲区。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：一种铁路轴承套圈超声波探伤减小检测盲区的工艺方法，包括如下步骤：

S1、设置超声波试块：

所述的超声波试块为轴承外圈实物试块，在超声波试块内径面上依次设置有1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号共七个直径为φ1mm的平底孔，所述的平底孔从轴承外圈的外径面到平底孔底面深度从1号至7号依次设置为3.5mm、5mm、7mm、9mm、11mm、13mm、14.5mm，每个孔的间距均设置为7.5mm；

S2、设置超声波探头参数：

a、所述的换能器探头为双晶纵波探头，根据双晶纵波探头的特点，将逆压电晶片的入射角度，即发射超声波晶片的入射角度α设置为10°，根据超声波入射折射定律Sin8°/2730=Sinβ/5920推算出折射角β为22.5°；

b、将超声波探头的晶片尺寸设置为5X6=30mm²或6X6=36mm²，提高近表面以下最深处13mm的缺陷检出率；

c、将超声波探头的频率f设置为7.55MHz，根据波长λ=V/f， V为声速5.9m/s，f为超声波探头频率，实际检测灵敏度为λ/2，计算得出波长λ为0.78，实际检测的灵敏度为0.39，使得灵敏度提高；

d、将超声波探头的实际频带宽度固定在±5%以内，使得带宽探头保持稳定；

S3、设置工艺操作参数：

将超声波探伤的线速度、探头步长设置为：线速度3s/圈、探头步长1mm，使主声束变窄，增加覆盖面。