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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(fù)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(jìn)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(jìn)行檢測，并使用編碼器進(jìn)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(yuǎn)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(yuǎn)端（軸外側(cè)）
2號缺陷，58度角發(fā)現(xiàn)，說明缺陷在遠(yuǎn)端（軸外側(cè)）
3號缺陷，58度角發(fā)現(xiàn)，說明缺陷在遠(yuǎn)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(biāo)數(shù)字657標(biāo)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(biāo)數(shù)字808標(biāo)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。