火车轮轴与轮箍的超声探伤工艺研究

摘要：随着铁路运输的快速发展，火车轮轴与轮箍的安全性能检测显得尤为重要。超声探伤技术作为一种无损检测方法，在火车轮轴与轮箍的内部缺陷检测中发挥着关键作用。本文基于对超声探伤工艺原理的了解，探究火车轮轴及轮箍的超声探伤工艺流程，旨在提高铁路运输的安全性能评估水平，为火车轮轴与轮箍的质量控制和安全保障提供技术支持。

关键词：火车轮轴；火车轮箍；超声探伤；无损检测；安全性能

引言：火车轮轴与轮箍作为铁路运输的关键部件，其质量直接关系到列车运行的安全。但目前而言，传统的检测方法可能存在效率低下、精度不高等问题，无法满足现代铁路运输对高性能、高效率检测的需求。因此，需要深入研究并应用先进的检测技术，以提高检测的准确性和效率。

一、超声探伤工艺原理

超声探伤工艺是一种先进的无损检测技术，其原理主要利用超声波在材料中传播的特性来检测内部缺陷。当超声波在材料中传播时，若遇到裂纹、气孔或其他内部缺陷，其传播路径会发生改变，如反射、折射或衰减[1]。此类变化可以被超声探头捕捉并转化为电信号，进而分析电信号来判断材料的内部情况。

二、火车轮轴的超声探伤工艺

火车轮轴是列车运行中的核心部件，承载着列车的重量并传递驱动力。由于其工作环境的复杂性和高负荷特性，轮轴容易出现疲劳裂纹、内部缺陷等问题，可能对列车的安全运行构成严重威胁。因此，对火车轮轴进行定期、准确的超声探伤至关重要。在进行超声探伤之前，轮轴表面需要进行彻底的清洁，以去除油污、锈迹等杂质，保证探头与轮轴表面能够紧密贴合，以获得准确的探伤结果。同时，根据轮轴的材料、尺寸和可能存在的缺陷类型，选择合适的超声探头和探伤参数。在超声探伤过程中，操作人员需根据对比试块或已知缺陷的轮轴进行校准而设定合适的探伤灵敏度，探头放置在轮轴表面，运用耦合剂确保声波能够有效传入轮轴内部。在扫查过程中，探头会沿着轮轴表面移动，同时设备会记录并分析反射回来的超声波信号[2]。扫查方式通常有全面扫查和重点区域扫查两种。全面扫查是对整个轮轴进行系统的检查，以确保不遗漏任何区域；而重点区域扫查则是对已知或疑似存在缺陷的部位进行更加细致的检查。在扫查过程中，操作人员需要密切关注探伤设备的显示屏幕，以便及时发现并记录异常信号。探伤完成后，需要对收集到的超声波信号进行详细分析，对信号波形的解读和识别，以确定是否存在缺陷及其位置、大小和性质。在判定探伤结果时，需要综合考虑多个因素，如信号的强度、形状、位置等。对于疑似缺陷的信号，还需要进行进一步的验证和确认，以避免误判或漏判。一旦确定存在缺陷，就需要根据缺陷的性质和严重程度来制定相应的处理措施。

三、火车轮箍的超声探伤工艺研究

火车轮箍与轮轴不同，其主要承受的是车轮与轨道之间的摩擦和冲击力，因此其内部可能产生的缺陷类型和位置也有所不同。在进行火车轮箍的超声探伤之前，轮箍表面需进行清洁，以确保探头与检测面之间有良好的声波传导。此外，由于轮箍的形状和结构特点，需要特制的探头或适配器来确保探伤的全面性和准确性，如异形探头、弯曲探头等。设备选择方面，除了常规的超声探伤仪和探头外，还需要根据轮箍的具体材质、尺寸和可能的缺陷类型，选择辅助设备如耦合剂、探头支架等。火车轮箍的超声探伤操作流程与轮轴类似，但也有一些特殊之处。由于轮箍的形状和结构，探头的放置和移动路径需要特别设计，以确保能够全面覆盖所有关键区域。在扫查过程中，操作人员需要密切关注探伤设备的显示，以及时捕捉任何异常信号[3]。同时，由于轮箍在使用过程中可能受到的冲击和磨损，因此需要特别注意对轮箍内外表面及近表面的检查。探伤完成后，轮箍的探伤结果也需要综合考虑信号的强度、形状和位置等因素但由于轮箍的特殊使用环境，还需要特别注意由摩擦和冲击引起的特殊缺陷类型，如表面裂纹、疲劳损伤等。对于发现的缺陷，需要根据其性质、大小和位置来评估其对轮箍安全性能的影响。必要时需要进行进一步的检查或维修，甚至更换轮箍。此外，轮箍的复杂形状和材质会导致声波传播的不均匀性，以影响探伤的准确性。轮箍在使用过程中受到的动态载荷和温度变化也可能对探伤结果产生影响。因此，为了优化探伤工艺，可以研究更先进的信号处理技术和算法，以提高缺陷检测的灵敏度和准确性，还可以开发更适应轮箍特殊形状和材质的探头和探伤方法。

结束语：

火车轮轴与轮箍的超声探伤，能够准确检测出轮轴与轮箍的内部缺陷，为预防性维护和故障预测提供有力支持，进而有效提高铁路运输的安全性和可靠性。未来，期望更多研究工作者能够继续致力于超声探伤技术的深入研究与应用拓展，推动火车轮轴与轮箍检测技术的持续创新，为铁路行业的安全稳定发展贡献力量。

参考文献：

[1]马占生，李璐.双轨式钢轨超声波探伤与表面图像监控集成检测研究[J].国防交通工程与技术，2023，21（06）：78-80+34.

[2]张曦.浅析超声波探伤技术在钢轨探伤中的应用[J].中国设备工程，2023，（05）：130-132.

[3]穆鑫.动车组车轮轮辋相控阵超声探伤成像优化研究[J].铁道学报，2021，43（11）：47-51.

曾玲霞 1997年12月 女 江西省南城县 汉 大学本科 助理工程师 火车轮轴轮箍探伤