列車車軸探傷標準分析討論
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本文作者：周綱作者單位：南車洛陽機車有限公司襄陽分公司
TB/T2494.1—1994需完善的條款
1半軸實物對比試塊的制作要求和探傷起始靈敏度的確定
TB/T2494.1—1994中，5.4條規定：實物對比試塊上的人工缺陷寬度為0.5mm，深度為0.5mm、1.0mm、1.5mm和2.0mm；7.4條規定將0.5mm人工缺陷反射波作為探傷起始靈敏度。但現在制作實物對比試塊的要求是線切割的人工缺陷寬度不大于0.2mm，而對于新制車軸的小角度縱波和斜探頭橫波探傷靈敏度一般定為1mm的當量。因此建議將5.4條和7.4條作出適當修改。
2驗收標準
TB/T2494.1—1994中，8.3條規定：新制車軸出廠不允許有裂紋及內部缺陷。眾所周知，任何金屬材料都會不可避免地存在一定的冶金缺陷。此外，TB/T1618—2001中的第9條、第10條已分別規定了車軸內部軸向缺陷和徑向缺陷的探傷靈敏度，這2個標準存在相互矛盾的內容。因此，建議將TB/T2494.1—1994中的8.3條修改為“新制車軸出廠不允許存在裂紋和橫向發紋”。
TB/T2494.2—2010需完善的條款
1直探頭透聲靈敏度調節方法
TB/T2494.2—2010中，11.1.1條規定：將探頭置于TS－1試塊的B面（LZ50鋼車軸用TS－1W試塊）上，調整儀器，使第10次底波高度為顯示屏垂直刻度的90%，再增益6dB，另加耦合差4～6dB作為探傷靈敏度。TB/T2494.1—1994中，6.2條同樣有“再增益6dB，另加耦合差4～6dB”的規定。TB/T1618—2001中，關于軸向透聲檢驗靈敏度的確定方法，考慮了車軸端面上加工的頂針孔和螺栓孔對車軸底面回波反射聲壓造成衰減的影響，所以同時制定了8.2條和8.3條，也就是當車軸有頂針孔時需要再增益3dB，當有螺栓孔時需再增益6dB。由于軌道車車軸的2個軸端面上同樣有頂針孔和螺栓孔，也會對底面回波反射聲壓造成衰減。因此，對于TB/T2494.1—1994和TB/T2494.2—2010，均建議做以下修改：將探頭置于TS－1試塊的B面（LZ50鋼車軸用TS－1W試塊）上，調整儀器，使第10次底波高度為顯示屏垂直刻度的90％，再增益15dB，另加耦合差4～6dB作為探傷靈敏度。
2橫波探傷靈敏度
TB/T2494.2—2010中，11.8條規定：將K值斜探頭涂有耦合劑后放置在TZS-R試塊R面上，調整儀器，使深1mm人工傷的回波幅度達到顯示屏垂直刻度的50％，另加耦合差12～15dB作為軌道車橫波探傷靈敏度。參照TB/T1618—2001和TB/T2494.2—2010中的其他相關規定，耦合差一般不超過6dB。而且調節橫波探傷靈敏度時是在TZS-R專用試塊的R面掃查A面（相距60mm）的1mm深人工裂紋，深度明顯小于車軸的實際探測深度，其本身存在一定的聲程差。同時，JB/T4730.3—2005中的附錄F明確規定：“碳鋼或低合金鋼板材的材質衰減，在頻率低于3MHz、聲程不超過200mm時，或者衰減系數小于0.01dB/mm時，可以不計。”在軌道車車軸的軸身上采用橫波斜入射法時，實際探測深度與TZS-R專用試塊A面上的人工裂紋深度相差不超過200mm，依據JB/T4730.3—2005，可以不考慮材質衰減差，只需考慮聲程衰減的因素。研究結果表明，可直接通過以下公式較為準確地計算出橫波斜探頭應再補償的聲程差值。通過以上分析和理論計算，可以認定TB/T2494.2—2010中11.8條規定的“另加12～15dB”是指聲程差的補償值，而并不是耦合補償值，因此表述不夠準確。建議將11.8條修改為：將K值斜探頭涂有耦合劑后放置在TZS-R試塊R面上，調整儀器，使深1mm人工傷的回波幅度達到顯示屏垂直刻度的50％，增益12～15dB，另加耦合差2～4dB作為軌道車車軸橫波探傷靈敏度。
3質量評定
TB/T2494.2—2010中，14.2條規定：以斜入射縱波和橫波探測各類軌道車輛車軸時，凡出現有疲勞裂紋或其他內部缺陷反射波波幅大于或等于探傷靈敏度者，判為重傷。14.3條規定：以斜入射縱波和橫波探測各類軌道車輛車軸時，凡出現有疲勞裂紋或其他內部缺陷反射波波幅大于25％且小于探傷靈敏度者判為輕傷，應跟蹤探測監視其發展情況。14.4條規定：直探頭從在役車軸兩端穿透檢查時，在任何部位如發現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％且面積大于或等于1/16軸端面積者，判為重傷。TB/T2494.2—2010適用于軌道車不解體時車軸的超聲波探傷，從第11條可見，主要是對在役軌道車車軸進行軸向透聲性能檢驗和常見裂紋區的疲勞裂紋檢測，并沒有關于內部缺陷的探傷靈敏度標定方法和具體缺陷當量大小的評定依據，但是在質量評定的14.2條、14.3條和14.4條中卻提到“內部缺陷反射波”超標時可判為重傷或輕傷的問題。由于第14條是在第11條規定的探傷靈敏度下進行探測和判傷，如小角度縱波和橫波探傷靈敏度全部是將試塊表面的線切割人工裂紋作為校驗對象和基準，那么14.2條和14.3條就是針對車軸表面疲勞裂紋進行評定的。如果依據14.2條規定，當出現車軸內部缺陷反射波波幅不小于50％時，即可判廢車軸，這樣顯然沒有考慮到實際探測聲程大小對內部缺陷反射波高的影響。而14.4條則是針對車軸透聲性能的驗收標準，因此，只能以底面回波波幅情況來評定車軸透聲性能是否合格。
綜上所述，建議將TB/T2494.2—2010的14.2條、14.3條和14.4條做出以下修改：（1）以斜入射縱波和橫波探測各類軌道車輛車軸時，凡出現有疲勞裂紋反射波波幅大于或等于探傷靈敏度者，判為重傷。（2）以斜入射縱波和橫波探測各類軌道車輛車軸時，凡出現疲勞裂紋反射波波幅大于25％且小于探傷靈敏度者判為輕傷，應跟蹤探測監視其發展情況。（3）直探頭從車軸兩端穿透檢查時，如發現底面回波高度低于30％且面積大于或等于1/16軸端面積者，判為重傷。
