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鐵路輪對壓裝部位超聲相控陣檢測
1. 背景
輪對是窄軌車輛的重要部件,，其質(zhì)量的好壞,，直接影響到行車安全,。作為輪對生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)——輪對的組裝應(yīng)引起我們的高度重視,。
輪對組裝采用車軸和輪轂孔的過盈配合來實現(xiàn)，中國地方鐵路《窄軌車輛檢修規(guī)則》規(guī)定：輪與軸的配合過盈量為0.14—0.25mm,。
利用壓力組裝法通過油壓機的壓力,，將車軸的輪座壓裝于車輪轂中，靠金屬的彈性變形的特點,，采用較合理的配合過盈量,，使輪對的輪轂孔做緊密的夾固接合。其配合不產(chǎn)生塑性變形,，不松動,。
鑒于車輛輪對受力復(fù)雜，使用年限長,，加之輪對在制動時閘瓦和車輪磨擦產(chǎn)生的高熱傳導(dǎo)的輪轂會引起輪轂孔的膨脹,，軸頸運轉(zhuǎn)熱傳導(dǎo)到輪座會引起輪座膨脹等情況《窄軌車輛檢修規(guī)則》規(guī)定壓裝的終壓力按輪轂孔直徑計算，每100mm小不得低于30噸,，大不得超過50噸,；
在這樣的高壓和高負載情況下，很可能在壓裝面產(chǎn)生裂紋,，而壓裝部位由于無法接觸到,，而且周邊區(qū)域形狀復(fù)雜，一般只能用超聲方法進行檢測,。而使用超聲相控陣技術(shù)可以更加直觀的顯示缺陷信息，即使缺陷是埋藏在壓裝部位固有信號內(nèi),。
2. 檢測對象描述
檢測部位為輪對與軸之間的壓裝區(qū),，將探頭放置在軸身上，使用相控陣扇掃技術(shù)對壓裝區(qū)域進行檢測,，并使用編碼器進行編碼記錄,，以得到整個360度連續(xù)的檢測結(jié)果。
3. 使用的設(shè)備：
（1） Omniscan MX2超聲相控陣系統(tǒng)
（2） 5L32相控陣探頭
（3） 45度楔塊,，帶弧度
4. 檢測結(jié)果
使用相控陣技術(shù)可以得到連續(xù)的扇形掃查視圖,，通過分析不同角度下的B掃描視圖，在58度發(fā)現(xiàn)3個缺陷指示,，33度發(fā)現(xiàn)3個缺陷指示,，41和42度分別發(fā)現(xiàn)1個缺陷指示，但經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)41,，42度發(fā)現(xiàn)的缺陷與33度發(fā)現(xiàn)的兩個缺陷實際上是一個缺陷的頭和尾,。而缺陷的中間部分由于混在固有回波中，所以無法分辨,。
因而得出結(jié)論為在58度（即遠端）有3個缺陷,，在33度（即近端）有3個缺陷,，具體分析如下：
良好部位的圖像，其中扇掃圖中的信號為固有回波,，在整個掃描的過程中一直存在,，不作為缺陷考慮，固有回波之外的信號為缺陷,。
1號缺陷,，58度角發(fā)現(xiàn)，說明缺陷在遠端（軸外側(cè)）
2號缺陷,，58度角發(fā)現(xiàn),，說明缺陷在遠端（軸外側(cè)）
3號缺陷，58度角發(fā)現(xiàn),，說明缺陷在遠端（軸外側(cè)）,，但缺陷信號較弱。
4號缺陷,，在33度角發(fā)現(xiàn),，說明缺陷在近端（軸內(nèi)側(cè)），而且看到的是缺陷的頭部,。
4號缺陷,，在42度角也被發(fā)現(xiàn)，而且看到的是缺陷的尾部,，即33度和42度看到的同一個缺陷,。判斷依據(jù)是33度和42度角看到缺陷時所處的位置*一致，即上圖和下圖B掃描圖中垂直光標數(shù)字657標識的位置,。
5號缺陷,，在33度角發(fā)現(xiàn)，說明缺陷在近端（軸內(nèi)側(cè)）,，而且看到的是缺陷的頭部,。
5號缺陷，在41度角也被發(fā)現(xiàn),，而且看到的是缺陷的尾部,，即33度和41度看到的同一個缺陷。判斷依據(jù)是33度和41度角看到缺陷時所處的位置*一致,，即上圖和下圖B掃描圖中垂直光標數(shù)字808標識的位置,。
6號缺陷，信號較弱,，而且只能看到缺陷頭部,，其他部位混在固有回波中。
5. 結(jié)論
使用相控陣可以檢測出壓裝部位的裂紋,，雖然由于壓裝力的影響使得壓裝部位有固有的反射信號,，但使用B掃描成像仍然可以清晰地發(fā)現(xiàn)隱藏在固有反射信號里面的裂紋缺陷,。