成都东动车所对动车组轮辋进行相控阵超声波探伤

[摘 要]本文结合动车运用所动车组空心轴探伤实际作业，阐述了超声波技术在CRH380B/BL型动车组空心轴危害性疲劳裂纹等缺陷检测中的应用及其注意事项。

[关键词]CRH380B/BL；超声波探伤；空心车轴；动车组；辅助工

中图分陈类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0245-01

CRH380B/BL型动车组是在CRH3C型电力动车组基础上自主研发的CRH系列高速动车组，营运最高速度：380 km/h。CRH380B/BL型动车组采用的是空心轴，这样既可减轻动车组自重，又能提高动车组速度。因此对空心轴的探伤不容忽视，它关系到动车组能否安全运行。动车组空心轴超声波探伤是发现动车组空心车轴危害性疲劳裂纹的重要无损检测手段。

1、超声波简介

如果以频率f来表征声波，并以人的可感觉频率为分界线，这可以把声波分为次声波（f<20Hz），可闻声波（20Hz≤f≤20kHz）及超声波（f>20Hz）。超声波是频率高于20kHZ的声波。它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在密度较大的固体及液体中传播距离远，因此可用于测距、工业探伤等。在超声波检测中，最常使用的频率范围为0.5-10MHz。

2、探伤方法及缺陷判定与处理

按照铁道部要求，CRH380B/BL型动车组每运行10万±10%km需要对空心轴探伤。空心车轴的探伤，从空心车轴孔内侧进行斜角探伤，使探头进行旋转的同时沿轴方向进行扫描螺旋转动探伤。探伤扫查时，根据图像显示进行分析。发现疑似缺陷时，切换到手动控制方式，将探头移动到疑似缺陷位置查看该位置的A型显示图像，并通过调整螺距、探头转速等参数查找缺陷的最大反射当量；用手动控制方式进一步确认缺陷与对比试样轴上同类缺陷的反射当量，必要时使用空心车轴便携式超声波探伤仪进行手工核查。

内部缺陷判定与处理：当双晶片聚焦组合探头（或直探头）发现空心车轴材料内部有达到或超过闸门阈值的疑似内部缺陷反射波时，须使用深度补偿（纵波探头DAC曲线）对其当量直径进行判定，达到或超过Φ2mm平底孔当量时，车轴判废。

表面缺陷判定与处理：当横波斜探头发现空心车轴有达到或超过闸门阈值的横向表面缺陷反射波时，应采用不同的显示方式或其他探测手段进行进一步确认，最终判定为表面疲劳裂纹或判定反射当量达到或超过1mm深度当量时，车轴判废。

3、探伤的实际运用案例

2015年9月21日，虹桥动车运用所CRH380BL-3563动车组在空心轴探伤作业过程中，发现距01车3轴B端1926mm，防尘板座内部存在异常反射（图1、图2）。根据检查情况判断CRH380BL-3563动车组01车3轴防尘板座存在材质缺陷，材质缺陷当量大小为φ2mm+2.5dB。为确保动车组安全稳定运行，根据《和谐系列动车组空心车轴超声波探伤规程》（铁总运[2013]100号），对CRH380BL-3563动车组进行扣车换轮处理，换下轮对送厂做进一步分析。

4、探伤后辅助工应注意的事项

由于空心轴探伤前需要将轴端拆卸，探伤后辅助工需要将轴端安装复位，如果安装不到位将会影响的行车安全，所以探伤结束后的工作是十分重要的。CRH380B/BL型动车组有4类轴端安装形式分别为D、A/E、B、F，其中D型为普通轴端，A/E型为防滑传感器轴端，B、F型为回流接地轴端。

因回流接地轴端安装相对其他轴端更为复杂，所以探伤后尤其要对接地轴端的安装细心。（图3为回流接地轴端分解图，图4为轴端盖）

（1）因为适配器（序号6） 和测速齿轮（序号5）的螺栓孔未对齐也可以和摩擦盘（序号2）一起安装，在未完全安装到位的情况下，车轮高速运转下极易引发轴端松动甚至脱落。因此在安装适配器（序号6）及测速齿轮（序号5）时，探伤辅助工一定要细心对好螺栓孔进行安装。

（2）辅助工应用手电仔细查看轴端盖内碳刷接线是否断裂，紧固螺栓是否松动，紧固螺栓附近安装基座是否出现裂纹。

（3）辅助工应检查轴端盖内圈的内六角螺栓是否出现松动甚至脱出磨损摩擦盘（序号2）。

（4）轴端盖螺栓安装顺序如图4，按顺时针对角紧固法先用8N.m的扭矩扳手预紧，再用扭矩扳手紧固，紧固力矩为16N.m，紧固顺序如图4所示。

参考文献

[1] 中国铁路总公司.《铁路动车组运用维修规程》[M].北京：中国铁道出版社，2013.

[2] 中国机械工程学会无损检测分会.《超声波探伤》[M].北京：机械工业出版社，2000.

[3] 中国铁路总公司运输局.《和谐系列动车组空心车轴超声波探伤规程》铁总运[2013]100号文件.

[4] 中国铁路总公司运输局.《CRH380BL型动车组动车空心车轴超声波探伤作业指导书》文件.

作者简介

林政晶（1986-04），男，江西，上海铁路局上海动车段，200000，本科。