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T／CSTM 00207-2020 无损检测 空心车轴超声检测方法.pdf简介：

"无损检测 空心车轴超声检测方法"（T/CSTM 00207-2020）是一份由中国铁道科学研究院（CSTM）发布的标准。这份标准详细规定了空心车轴在生产和维护过程中进行无损检测（NDI）时，使用超声波检测技术的通用方法和要求。超声检测是一种无损检测技术，通过发送超声波并接收反射回来的波，来检查材料内部的结构完整性，如裂纹、缺陷或不均匀性。

该标准涵盖了超声检测设备的选择，操作程序，数据采集和分析，以及检测结果的解释和报告。它旨在确保空心车轴的质量安全，提高检测的准确性和可靠性，对于铁路车辆制造、维修和运营具有重要的指导意义。这份标准适用于所有涉及空心车轴制造和检验的组织，以确保遵循统一的行业标准，提升整个产业链的效率和质量水平。

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本标准规定了轨道交通空心车轴超声自动检测方式。 本标准适用于轨道交通空心车轴在运用阶段的超声检测，新造空心车轴超声检测可参照此标

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T9445 《无损检测人员资格鉴定与认证》 GB/T12604.1 《无损检测术语超声检测》 GB/T27664.1 《无损检测超声检测设备的性能与检验第1部分：仪器》 GB/T27664.2 《无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：探头》 JB/T10061 《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》 IB/T10062 《超声检测用探头性能测试方法》

GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 检测螺距FeedingStep 车轴超声波检测时探头在螺旋检测过程中同一角度相邻两次检测轨迹之间的轴向距离。 3.2 检测系统信噪比SignaltoNoiseRatio（SNR）ofDetectionSystem 基准缺陷超声信号幅度与超声波检测设备显示的最大背景噪声幅度之比。 3.3 对比试样轴（实物试块）ReferenceAxle 带有多个已知人工缺陷，与被检测空心车轴外形相同、材质及声学特性相近，用于校验检测设 敏度和验证检测区域系统可靠性的测试用空心车轴。 3.4 基准缺陷ReferenceDefect 用于缺陷检测灵敏度的校准与评估，具有已知形状、尺寸和位置的人工缺陷。 3.5 PCG补偿PositionCorrectionGainCompensation 对位于空心车轴不同直径处的相同深度当量缺陷进行的增益补偿，使其达到相同幅度， 3.6 疲劳缺陷FatigueDefect 由于交变载荷引起工件部件或材料内部产生的裂纹。

GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 检测螺距FeedingStep 车轴超声波检测时探头在螺旋检测过程中同一角度相邻两次检测轨迹之间的轴向距离。 3.2 检测系统信噪比SignaltoNoiseRatio(SNR）ofDetectionSystem 基准缺陷超声信号幅度与超声波检测设备显示的最大背景噪声幅度之比， 3.3 对比试样轴（实物试块）ReferenceAxle 带有多个已知人工缺陷，与被检测空心车轴外形相同、材质及声学特性相近，用于校验检测设备灵 敏度和验证检测区域系统可靠性的测试用空心车轴。 3.4 基准缺陷ReferenceDefect 用于缺陷检测灵敏度的校准与评估，具有已知形状、尺寸和位置的人工缺陷。 3.5 PCG补偿PositionCorrectionGainCompensation 对位于空心车轴不同直径处的相同深度当量缺陷进行的增益补偿《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程 CECS263:2009》，使其达到相同幅度。 3.6 疲劳缺陷FatigueDefect 由于交变载荷引起工件部件或材料内部产生的裂纹。

金属材料在治炼和浇注的过程中产生的治炼缺陷，如偏析、非金属夹杂、气孔、缩孔

空心车轴检测采用超声反射技术。 周向坐标正负方向组合的方式对整根车轴进行检测。根据需要检测缺陷的取向和类型，以螺旋前进的检 测方式，采用纵波双晶聚焦探头或直探头检测内部缺陷；采用轴向横波斜探头检测横向表面缺陷；采用 周向横波斜探头检测纵向表面缺陷。 超声波探头以相同的检测螺距、相同的时间间隔发射和接收超声波，超声波控制单元对接收到的信 号进行处理并成像，如图1所示，

检测的优点及特点： a)检测区域覆盖全； b)检测缺陷类型全； c)检测效率高； d)检测结果重复稳定性好； e)自动化程度高。

检测方法的局限性： a)仅限于以中心孔内壁为探测接触面的超声检测； b）需有耦合剂充填满探头和接触面之间的空隙，以保证轴孔内耦合的均匀性； C）对操作人员经验要求较高。

4. 4. 1检测时机

图1空心车轴超声检测原理

轨道交通空心车轴运用过程中的在线检测、退卸检测

4. 4. 2 主要用途

检测方法的主要用途： a)检测空心车轴横向缺陷； b)检测空心车轴内部材质缺陷； c)检测空心车轴纵向缺陷（根据检测需求添加）

影响检测方法的相关因素： a)检测时耦合状态； b)振动、潮湿、粉尘场所，避免强电磁干扰； c)电源接地、供电质量； d)工作环境温度

5.1本章没有列出进行检测时所有的安全要求，使用本标准的用户应在检测应用中根据具体应用场景建 立相应的安全准则。 5.2检测过程中的安全要求至少包括如下要素： a)检测人员应遵守劳动安全防护规定，穿戴防护服与装备； b)检测过程中应做好被检车辆、轮对的防溜设置； c）电力车辆被检前应降弓断电并接地； d)检测设备应具有可靠的保护装置、保险措施、警示标识； e)检测设备使用的电源，应与大型机械、动力电源线分开并单独接线。

1本章没有列出进行检测时所有的安全要求，使用本 相应的安全准则。 2检测过程中的安全要求至少包括如下要素： a)检测人员应遵守劳动安全防护规定，穿戴防护服与装备； b)检测过程中应做好被检车辆、轮对的防溜设置； c)电力车辆被检前应降弓断电并接地； d)检测设备应具有可靠的保护装置、保险措施、警示标识； e)检测设备使用的电源，应与大型机械、动力电源线分开并单独接线

6.2检测人员要求至少包括如下要求：

或以上级别的资格证书，并经使用单位或其代理进行过专业操作培训； b）检测人员应熟悉被检测对象的制造、加工、组装工艺状态，包括热处理状态或其它： c）检测人员应掌握锻件、铸件超声检测知识与检测经验，对检测原理也具有清晰的理解和认知； d)检测人员应掌握检测设备的使用、测试、保养要求及性能特点： e)检测人员应熟知车轴装车状态下易产生裂纹的部位，并能熟练、规范地按工艺及作业指导书进行 检测作业： f）检测人员应熟悉有关劳动安全防护规定

超声检测设备由超声检测单元、探头组件、对比

检测设备至少应包括如下功能： a)具备自动和手动控制检测工作模式； b)具备A显、B显等显示功能； C)具备检测结果存储、查询、统计、对比、打印功能：

d)具备自动生成检测报告功能； e）具备TCG、PCG补偿功能。

7.3.1检测系统信噪比

检测系统信噪比：≥12dB（记录从发射脉冲后10μs开始的全部检测范围内所有回波及背景噪 3.2重复检测稳定性

7.3.2重复检测稳定性

主要技术性能要求如下： a）增益或衰减器总衰减量：≥80dB； b）衰减器误差：0.5MHz～15MHz工作频率范围内，每12dB的工作误差≤1dB c）垂直线性误差：≤5%； d) 动态范围: ≥26dB。

7.4.2性能测试方法

7. 5. 1 技术性能

超声探头技术性能要求如下： a)探头频率：2MHz～5MHz； b）纵波双晶探头盲区：≤10mm c)分辨力:≥12dB。

7.5.2性能测试方法

对比试样轴及参数详见附录A， XE.式 车能要求如下 a)对比试样轴应经检测合格，除人工缺陷外，应无≥Φ1mm平底孔当量的缺陷； b)内、外表面应光洁无锈垢，无磕碰伤，无0.5mm深度当量的划痕。

8.1.1检测作业指导书或工艺卡片

8.1.1检测作业指导书或工艺卡片

8.1.1检测作业指导书或工艺卡片 确认作业指导书或工艺卡片。

设备自检通过后才能进行检测作业。 8. 2且常性能校验

日常性能校验要求如下： a)选择与所检测车轴对应的对比试样轴进行校验，以确定检测灵敏度； b)对比试样轴校验端面应与实际检测车轴端面相同； c)校验用对比试样轴所有规定的人工缺陷反射波幅达到满幅度的80%±15%，日常校验缺陷对照表 详见附录B。

检测作业要求如下： a)检测前填写或选择被检车轴的编号信息： b)检测人员根据检测图像确认检测结果。

8. 4 完工性能校验

完工性能校验要求如下： a)检测结束后，选用对应对比试样轴的相同端面进行完工性能校验，以检测设备的技术状态： b)各人工缺陷被正常检出，波幅应≥40%，否则该班次所有检测失效，

当缺陷反射面积比声束截面小时陕09N1 供暖工程 09系列暖通图集，采用当量法判定缺陷的当量大小。 a）检测数据出现报警指示时，应对该车轴复核检测，排除异常导致的报警： b)复检确定为缺陷报警时，切换设备为手动模式，对缺陷所在位置进行手动检测，获取缺陷周向角 度信息以及最高反射波幅信息H； c)根据缺陷类型，选取对比试样轴上相同类型、相同或相近位置的人工缺陷进行对比； d)将对比试样轴上选定的人工缺陷周向位置旋转到与实际缺陷相同角度，采用手动模式检测对比试 祥轴上选定的人工缺陷，获取人工缺陷最高反射波幅信息H： e)将缺陷最高反射波幅与对比试样轴上选定人工缺陷最高反射波幅进行对比，按公式（1）进行计 算确定缺陷当量大小。

△一一自然缺陷相对人工缺陷当量大小（单位dB)： H一一自然缺陷最高反射波幅； H一一人工缺陷最高反射波幅。

A=20 ×1og Hi H2

检测结果评价处理方法如下： a)被检车轴存在深度当量大于或等于对比试样轴外表面横向人工缺陷时《建筑工程设计文件编制深度规定》（2016版），车轴判废； b)被检车轴存在小于对比试样轴外表面深度当量的横向人工缺陷，但该缺陷确认为疲劳缺陷，且无 法消除的，车轴判废； c)被检车轴存在大于或等于对比试样轴内部材质缺陷当量的缺陷，车轴判废； d)被检车轴存在小于对比试样轴内部材质缺陷当量的缺陷，车轴应定期跟踪观察

检测记录要求如下： a)应按检测作业指导书或工艺卡片的要求记录检测数据和有关信息，除此之外，还应至少包括 告中的内容；所有记录的保存应符合有关法规、标准和（或）合同的要求； b)空心车轴检测系统的原始检测数据应定期进行备份，保存期为车轴寿命期； c)打印及填写的记录表应统一保管，保存期为车轴寿命期。

检测记录要求如下 a)应按检测作业指导书或工艺卡片的要求记录检测数据和有关信息，除此之外，还应至少包括检测 报告中的内容；所有记录的保存应符合有关法规、标准和（或）合同的要求； b)空心车轴检测系统的原始检测数据应定期进行备份，保存期为车轴寿命期； c)打印及填写的记录表应统一保管，保存期为车轴寿命期。