超声波探伤检测用对比试块及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种超声波探伤检测用对比试块及其使用方法，包括带自然裂纹和人工裂纹的连杆销本体，连杆销本体的中部设有沿着中轴线而贯穿的内孔，所述人工裂纹分布在探伤检测面圆周面上，人工裂纹的深度为0.5-5mm，与连杆销本体中轴线所成夹角为0-90°。本发明超声波探伤检测用对比试块及其使用方法的结构简单、制作方便，该对比试块采用连杆销实物进行制作，将自然裂纹和人工裂纹缺陷进行结合，在超声波探伤检测中能够有效的检出各个方位的裂纹缺陷，达到对连杆销质量检测的目的；另外，本发明对比试块不仅可用于机车轮对连杆销裂纹缺陷检测，同时也可推广应用于其他部件、产品裂纹的超声波探伤检测。
【专利说明】超声波探伤检测用对比试块及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对比试块，尤其涉及一种应用于裂纹超声波探伤检测的对比试块 及其如何使用该对比试块来实现裂纹超声波探伤检测，属于试块【技术领域】。
[0002]
【背景技术】
[0003] 在连杆销单件、独立的成品状态下，对检测部位进行磁粉探伤检测，检测连杆销表 面的裂纹缺陷，可以杜绝连杆销断裂事故的发生。但对于连杆销在组装状态，即连杆销一是 非单件、独立，二是检测部位未外露、非肉眼可见；此时，采用磁粉探伤检测是无效的，为此 解决连杆销裂纹的检测任务迫在眉睫。
[0004] 在现有超声波探伤检测中，机车轮对在独立成品状态、组装状态、不解体状态的裂 纹缺陷检测不能够有效的检测，因此，常给连杆销的质量带来隐患。
[0005] 对于对机车轮对连杆销裂纹的超声波探伤检测，按通常方式制作对比试块，往往 是加工与水平轴线方向相垂直的人工裂纹，这样只能检测出同方位的裂纹缺陷，而当裂纹 缺陷与水平轴线方向平行或倾斜时则不能检出，即无法有效检出不同方位的裂纹缺陷。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于：提供一种应用于裂纹超声波探伤检测的对比试块及其使用 方法，解决现有超声波探伤检测中，直接对连杆销进行检测存在技术隐患，而现有对比试块 由于其加工与水平轴线方向垂直的人工裂纹，不能够有效检出不同方位裂纹缺陷的技术问 题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
[0008] 本发明的目的是通过下述技术方案来实现：一种超声波探伤检测用对比试块，包 括带自然裂纹的连杆销本体，连杆销本体的中部设有沿着中轴线而贯穿的内孔，还包括设 置于连杆销本体上的人工裂纹，所述人工裂纹分布在检测面的圆周面上，人工裂纹的深度 为0. 5-5_，与连杆销本体中轴线所成夹角为0-90°。
[0009] 作为一种优选方式，人工裂纹的深度为1-3. 5mm，与连杆销本体中轴线所成夹角为 20。-45。。
[0010] 作为进一步优选，人工裂纹的深度为1mm、2mm、3mm、3. 5mm。
[0011] 作为进一步优选，人工裂纹连杆销本体中轴线所成夹角为20°、25°、30°、35° 或者45°。
[0012] 作为一种优选方式，所述人工裂纹分布在检测面圆周面的0°、90°、180°、 270°、360°所对应位置处。
[0013] 一种应用所述对比试块的超声波探伤检测方法，第一步，选用带自然裂纹的连杆 销本体，在其无裂纹的圆周方位上制作深度为1mm?3. 5mm，倾斜角度为20°?45°的人工 线性缺陷，即人工裂纹； 第二步，将连杆销本体的内孔作为超声波探伤检测区域和检测深度的校定基础，测距 校定；连杆销的内孔反射波作为超声波探伤检测过程中工作系统综合性能状态标定的依 据； 第三步，首先，对连杆销本体进行超声波探伤扫查，在进行超声波探伤检测时，以连杆 销圆锥面为探伤扫查面； 其次，进行超声波探伤检测，超声波探头沿圆周方向移动轨迹为360°，移动速度为 150mm/s ;沿轴向移动轨迹为0 mm?43 mm,移动速度为150mm/s ;在该探伤检测过程中，保 持超声波探头与扫查面良好的耦合状态； 然后，采用测距已校定的斜入射超声波探头置于检测试块的人工裂纹处，调整超声波 装置，使其反射波高达到波峰位置时，再将其调整到基准波高，以此确定超声波探伤灵敏 度，检出检测试块该处的人工裂纹，此时超声波装置的扫查灵敏度时值即为连杆销超声波 探伤检测灵敏度； 在上述检测过程中，如发现异常，调节扫查灵敏度至超声波探伤灵敏度进行判定； 第四步，分析超声波装置中的检测结果，按照探伤检测灵敏度，在测距标定的范围内： 1) 当反射波大于基准波高时，连杆销予以报废； 2) 当反射波小于基准波高时，连杆销专用超声探头应在沿圆周360°方向，沿轴向 0mm?43mm范围内进行复探，如复核探伤均出现该波，应通知相关人员处理并详细记录，对 其进行跟踪监控。
[0014] 作为一种优选方式，在第一步中，所述测距校定的方法为：采用连杆销超声波探头 置于对比试块检测面上，分别检测出超声波入射点反射波及内孔反射波，调整超声波装置， 按1?3:1的比例将入射点反射波及内孔反射波进行测距校定。
[0015] 作为一种优选方式，在第三步中，在超声波探伤检测灵敏度基础上再提高6dB? 8dB，作为超声波探伤扫查灵敏度。
[0016] 作为一种优选方式，在第三步中，当连杆销在直径为74mm的圆柱面完全裸露时， 既能以连杆销圆锥面为探伤扫查面，也能以直径为74_的圆柱面为探伤扫查面。
[0017] 作为一种优选方式，在第三步中，所述基准波高是指显示屏幅度的80%。
[0018] 本发明超声波探伤检测用对比试块，根据连杆销的结构及装配形式、加工组装工 艺及裂纹特征，通过连杆销被检测部位的裂纹进行拆检后的超声波检测、磁粉检测及裂纹 解剖分析等实际情况而研发；对比试块由连杆销实物制作，且连杆销对比试块被检测部位 存在自然裂纹和制作的一系列不同方位、深度、角度的人工裂纹缺陷，通过对机车轮对连杆 销裂纹的超声波探伤实际检测和拆解验证，采用本发明对比试块进行超声波探伤检测，能 快捷、准确、有效探伤检测连杆销的裂纹缺陷，达到了对连杆销质量检测目的，确保了机车 运用的可靠性和安全性。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明超声波探伤检测用对比试块及其使 用方法的结构简单、制作方便，该对比试块采用连杆销实物进行制作，将自然裂纹和人工裂 纹缺陷进行结合，在超声波探伤检测中能够有效的检出各个方位的裂纹缺陷，达到对连杆 销质量检测的目的；另外，本发明对比试块不仅可用于机车轮对连杆销裂纹缺陷检测，同时 也可推广应用于其他部件、产品裂纹的超声波探伤检测。
[0020]
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本发明超声波探伤检测用对比试块的结构示意图； 图2是图1的A-A剖面不意图。
[0022] 图中：1-连杆销本体，2-检测面，3-内孔，4-探伤扫查面。
[0023]
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0025] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥 的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类 似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一 个实施例而已。
[0026] 如图1、2所示，本发明超声波探伤检测用对比试块包括连杆销本体1，连杆销本体 1的中部设有沿着中轴线而贯穿的内孔3,通常来说，连杆销的圆柱面的直径为74_。所述 连杆销本体1带自然裂纹和人工裂纹，其中，自然裂纹是指连杆销本身就具备的一些裂纹， 这些裂纹会对连杆销起到一定影响，而为了检测的方便以及能够有效检测这些自然裂纹， 再人工模拟连杆销上的裂纹制作了一些人工裂纹，人工裂纹是与自然裂纹一系列不同方 位、深度、角度的缺陷，在本发明超声波探伤检测时，人工裂纹和自然裂纹都同时得到有效 的检测。通常来说，所述人工裂纹分布在检测面2的圆周面上，人工裂纹的深度为0. 5-5_， 与连杆销本体1中轴线所成夹角为0-90°。在进行超声波探伤检测时，以连杆销圆锥面为 探伤扫查面4 ;当连杆销在直径为74mm的圆柱面完全裸露时，既能以连杆销圆锥面为探伤 扫查面4,也能以直径为74mm的圆柱面为探伤扫查面4。其中，探伤扫查面是指超声波探 头在使用时，其探头与连杆销表面接触的地方，而实际上超声波探伤检测的实际检测面位 于探伤扫查面对应连杆销的内部，以便通过该检测面而检测连杆销的裂纹。在探伤检测操 作时，超声波探头沿圆周方向移动轨迹为360°，移动速度为150mm/s ;沿轴向移动轨迹在0 mm?43 mm范围内，移动速度为150mm/s，这个范围值的选定是根据超声波与裂纹的大小和 深度来确定的一个有效范围值。
[0027] 作为优选的技术方案，当人工裂纹的深度为1-3. 5mm，与连杆销本体1中轴线所成 夹角为20° -45°时，探伤灵敏度最为快捷、准确、有效，超声波探伤检测效果良好。
[0028] 超声波探伤检测用对比试块进行连杆销探伤检测的使用方法如下： 第一步，将连杆销的内孔作为超声波探伤检测区域和检测深度的校定基础，即测距校 定。首先，采用连杆销专用超声波探头置于检测试块检测面上，分别检测出超声波入射点反 射波及直径为1〇_的内孔反射波，调整超声波装置，按一定比列将入射点反射波及直径为 10mm的内孔反射波进行测距校定。
[0029] 同时连杆销的内孔反射波也作为超声波探伤检测过程中工作系统综合性能状态 的标定依据； 第二步，采用有自然裂纹及人工裂纹的连杆销，作为超声波探伤检测灵敏度和超声波 探伤扫查灵敏度检测试块；首先对该检测试块进行超声波探伤检测，得出一次检测结果。
[0030] 通过对连杆销裂纹的超声波、磁粉探伤检测及裂纹解剖、对比分析，选择了一件有 自然裂纹缺陷的连杆销，并在其无裂纹的不同圆周方位，制作了深度为1mm?3. 5mm，倾斜 角度为20°?45°的人工裂纹； 首先，采用测距已校定的斜入射超声波探头置于检测试块1mm人工裂纹处(检测其 他人工裂纹缺陷的方法与此类同)，调整超声波装置，使其反射波高最大，再将其调整到基 准波高(如显示屏幅度的80%)，以此确定的超声波探伤灵敏度，均可检出检测试块1mm? 3. 5mm及其他范围的人工裂纹缺陷和自然裂纹缺陷，此时超声波装置灵敏度时值即为连杆 销超声波探伤检测灵敏度。在实际的超声波探伤检测作业中，在超声波探伤检测灵敏度基 础上再提高6dB?8dB，作为超声波探伤扫查灵敏度。如发现异常时应调节扫查灵敏度至探 伤检测灵敏度进行判定。
[0031] 用对被检测连杆销进行探伤扫查，在进行超声波探伤检测时，以连杆销圆锥面为 探伤扫查面；当连杆销在直径为74mm的圆柱面完全裸露时，既能以连杆销圆锥面为探伤扫 查面，也能以直径为74mm的圆柱面为探伤扫查面；在探伤检测操作时，超声波探头沿圆周 方向移动轨迹为360°，移动速度为150mm/s;沿轴向移动轨迹在0 mm?43 mm范围内，移 动速度为150mm/s ;在该探伤检测过程中：保持超声波探头与扫查面保持良好的耦合状态。
[0032] 第三步，分析超声波装置中的检测结果。
[0033] 按照探伤检测灵敏度对连杆销超声波探伤检测作业中，如在测距标定的范围发现 异常时，应调节扫查灵敏度至探伤检测灵敏度进行判定。
[0034] 按照探伤检测灵敏度，在测距标定的范围内： 1) 当反射波大于基准波高时，连杆销予以报废； 2) 当反射波小于基准波高时，连杆销专用超声探头应在沿圆周360°方向，沿轴向 0mm?40mm范围内进行复探，如复核探伤均出现该波，应通知相关人员处理并详细记录，对 其进行跟踪监控。
[0035] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种超声波探伤检测用对比试块，包括带自然裂纹的连杆销本体（1 )，连杆销本体 (1)的中部设有沿着中轴线而贯穿的内孔（3)，其特征在于：还包括设置于连杆销本体（1) 上的人工裂纹，所述人工裂纹分布在检测面（2)的圆周面上，人工裂纹的深度为0.5-5mm， 与连杆销本体（1)中轴线所成夹角为0-90°。
2. 如权利要求1所述的超声波探伤检测用对比试块，其特征在于：人工裂纹的深度为 1-3. 5mm，与连杆销本体（1)中轴线所成夹角为20° -45°。
3. 如权利要求2所述的超声波探伤检测用对比试块，其特征在于：人工裂纹的深度为 lmm、2mm、3mm、3. 5mm〇
4. 如权利要求2所述的超声波探伤检测用对比试块，其特征在于：人工裂纹连杆销本 体（1)中轴线所成夹角为20°、25°、30°、35°或者45°。
5. 如权利要求1所述的超声波探伤检测用对比试块，其特征在于：所述人工裂纹分布 在检测面圆周面的0°、90°、180°、270°、360°所对应位置处。
6. -种应用如权利要求1所述对比试块的超声波探伤检测方法，其特征在于： 第一步，选用带自然裂纹的连杆销本体，在其无裂纹的圆周方位上制作深度为1mm? 3. 5mm，倾斜角度为20°?45°的人工线性缺陷，即人工裂纹； 第二步，将连杆销本体的内孔作为超声波探伤检测区域和检测深度的校定基础，测距 校定；连杆销的内孔反射波作为超声波探伤检测过程中工作系统综合性能状态标定的依 据； 第三步，首先，对连杆销本体进行超声波探伤扫查，在进行超声波探伤检测时，以连杆 销圆锥面为探伤扫查面； 其次，进行超声波探伤检测，超声波探头沿圆周方向移动轨迹为360°，移动速度为 150mm/s ;沿轴向移动轨迹为0 mm?43 mm,移动速度为150mm/s ;在该探伤检测过程中，保 持超声波探头与扫查面良好的耦合状态； 然后，采用测距已校定的斜入射超声波探头置于检测试块的人工裂纹处，调整超声波 装置，使其反射波高达到波峰位置时，再将其调整到基准波高，以此确定超声波探伤灵敏 度，检出检测试块该处的人工裂纹，此时超声波装置的扫查灵敏度时值即为连杆销超声波 探伤检测灵敏度； 在上述检测过程中，如发现异常，调节扫查灵敏度至超声波探伤灵敏度进行判定； 第四步，分析超声波装置中的检测结果，按照探伤检测灵敏度，在测距标定的范围内： 1) 当反射波大于基准波高时，连杆销予以报废； 2) 当反射波小于基准波高时，连杆销专用超声探头应在沿圆周360°方向，沿轴向 0mm?43mm范围内进行复探，如复核探伤均出现该波，应通知相关人员处理并详细记录，对 其进行跟踪监控。
7. 如权利要求6所述的对比试块的超声波探伤检测方法，其特征在于：在第一步中，所 述测距校定的方法为：采用连杆销超声波探头置于对比试块检测面上，分别检测出超声波 入射点反射波及内孔反射波，调整超声波装置，按1-3:1的比例将入射点反射波及内孔反 射波进行测距校定。
8. 如权利要求7所述的对比试块的超声波探伤检测方法，其特征在于：在第三步中，在 超声波探伤检测灵敏度基础上再提高6dB?8dB，作为超声波探伤扫查灵敏度。
9. 如权利要求8所述的对比试块的超声波探伤检测方法，其特征在于：在第三步中，当 连杆销在直径为74mm的圆柱面完全裸露时，既能以连杆销圆锥面为探伤扫查面，也能以直 径为74mm的圆柱面为探伤扫查面。
10. 如权利要求9所述的对比试块的超声波探伤检测方法，其特征在于：在第三步中， 所述基准波高是指显示屏幅度的80%。
【文档编号】G01N29/30GK104155367SQ201410410131
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】王蔚明, 王瑶, 蔡明 , 周建, 孔琦 申请人:南车成都机车车辆有限公司