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1、超声波检测轴类零件的步骤超声波检测轴类零件的步骤 香港安捷材料试验有限公司 黄建明 Wong Kin Ming E-mail: kmwongaes.hk 轴类零件是指火车、电车、钢缆卷筒、齿轮箱、马达、船尾轴以及用轴做成的传动轮轴等，当裂纹源 头的位置确定后，如果可以完全拆卸时，可用多种 NDT 方法全面检测；表面裂纹可用磁粉和渗透检测法， 内部的裂纹则可用射线和超声波检测。如何确定疲劳裂纹的源头，请参考我另一篇文章寻找疲劳裂纹源 头的分析步骤 。 在不能拆卸或只能局部拆卸的情况下，选择 NDT 方法就会有局限性，特别是轴类零件，一般只能用 超声波方法检测。在超声波检测前需要一些参考资料，包括
2、：详细结构图图纸、材质、尺寸、形状、位置、 探测空间、裂纹位置和方向等等。例如 ： 超声波检测时就要根据以上的资料来选择检测的位置、仪器、 探头 (频率、尺寸、角度、波型)、参考试块以及辅助工具等。详细检测步骤如下方块流程图所示。 超聲波檢測軸件的步驟超聲波檢測軸件的步驟1:1 作圖 (紙上談兵) “三看” “四換”從紋的源頭反射投影至探測面照圖1:1加工對比 試塊和人工缺陷用實物作對比 試塊和人工缺陷用實物上有真實 紋作對比試塊探測表面的處 施加耦合劑進檢測有可疑信號時再進對比或 用其他方法驗證 “四換”解體或局部拆卸驗證用目視或其他NDT方法超声波检测步骤流程图 1. 纸上谈兵纸上谈兵 超
3、声波检测有一个最好的优点是可以用实物 1：1 作图预演示， 纸上谈兵的意思是指在图纸上画出 主声束扫瞄到裂纹源头，先从裂纹的源头位置向探头的位置投射过去，看能否在什么位置和角度直接扫查 到裂纹源头，又或者需要利用底面和侧面的反射来扫查裂纹。(注意不要用扩散角，因为它是不可靠的。) 2. 三看和三看和四换四换 我把超声波检测扫查时通常遇到的三种情况用 三看 来表示。当超声波能清楚地扫查到缺陷回波 时称为看得见 ；当缺陷回波与构件本身轮廓回波混淆不清楚时称为看不清 ；当缺陷与声束平行或无 法用主声束扫查到的时候称为看不见 。这是可以在纸上画图准确地显示出来，而且在实际检测中也是 这样的情况， 除了
4、波型转换回波和延迟回波外， 以上三种状况是可以直接作图和估算出来的， 看得见 是 我们最想得到情况，在看不清和看不见缺陷的时候，我们决不可以不看！否则漏检的裂纹就会引 起大的事故！ 用四换方法让缺陷可以看得见 ，何为四换呢? 这就是换位置 、 换角度 、 换方向 和换方法 ，从不同位置、角度、方向做超声波扫查就可以解决零件内部缺陷，对于表面形状不规则的 回波与小缺陷回波混淆不清时，换磁粉或者渗透探伤方法就可以轻易地解决了超声波的困难，再不行就换脑袋换上有经验的人做，也是一种有效的方法。用这四换的方法就可以将它们变成看得见了。 3. 对比试块或参考试块对比试块或参考试块 作图后需要用对比试块或参
5、考试块来调校仪器的量程和灵敏度。通常有三个方法做对比试块： 1. 照图 1：1 加工试块及加人工缺陷；用相同级别的或者接近的材料机加工试块，仿真裂纹源头的位 置用线切割槽或锯槽的方法仿真裂纹； 2. 用实物做对比试块和加上人工缺陷；用完全一样的实物做试块，这样的好处是同一材料同一状态， 仿真裂纹源头的位置用线切割槽或锯槽的方法仿真裂纹； 3. 用实物上有真实裂纹作对比试块；这是最好的情况，因为人工缺陷是无法百分之百仿真出真实裂 纹的； 4. 在完全没有任何对比试块时，只好用被检测的构件上的结构来调校仪器，例如：端头、键销槽、 油孔、台阶等，做对比和调校灵敏度。 4. 探伤表面的处理、探伤方法和
6、探伤表面的处理、探伤方法和 三重三重 接触式超声波检测方法都必须在被检测的表面打磨光滑，然后涂抹上耦合剂进行检测；轴类零件多数 是在轴的两端头平面进行，有空间位置时也可以试用横波小角度斜探头。探头的移动速度一定要慢慢地旋 转和移动，当遇到可疑回波时必须再次和慎重地重新调校仪器、重新测试和重新比较的三重工作重新调校仪器、重新测试和重新比较的三重工作。在 确定有裂纹后需要时拆卸或局部拆卸，用目视或其它 NDT 方法再验证检测结果。 值得注意的是作为 NDT 工作人员，如果漏检就是失职；如果没有裂纹但你误判为有裂纹时，客户更 加不放过你，而且以后再也不相信你了；这对 NDT 人员来说是相当大的精神压
7、力，故在做检测时务必小 心慎重！ 5. 什么原因造成疲劳失效呢什么原因造成疲劳失效呢? 疲劳失效的原因有时候是很简单的，但有时候也可以很复杂，错综复杂的就更需要专家去做了，因为 失效分析多数由是大学里的博士、教授或专业失效分析师来做，需要高深的学问和技术，他们有很高的学 历、经验和先进的分析化验仪器，可以全面地从宏观到微观、从物理性质到化学性质、从设计到使用等等 一系列分析和判断，可以很准确地找出造成疲劳断裂的原因，无论是上法庭打官司或是提出改进设计制造 方案，都具法律效力的，所以有关失效分析的案例最好交由专家去做。 作为无损检测人员的主要目的是检测出裂纹，最好在裂纹萌生的阶段就能有效及可靠地检出，也就完 成了我们的职责。
