(10)申请公布号
(43)申请公布日 (21)申请号 201510344404.7
(22)申请日 2015.06.19
G01N 29/30(2006.01)
G01N 29/04(2006.01)
(71)申请人南车成都机车车辆有限公司
地址610057 四川省成都市成华区二仙桥北
路31号
(72)发明人王蔚明 王瑶
(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理
有限公司 51214
代理人
项霞
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种超声波探伤检测用对比试
线而贯穿的内孔，还包括设置于连杆销本体上的
若干人工裂纹，所述人工裂纹分布在连杆销本体
的R 部位，人工裂纹从外圆周向里的形态为：先与
连杆销本体轴向相垂直，然后再向着与轴向倾斜
相交的方向倾斜。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
的表面及内部裂纹缺陷，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。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图2页
(10)申请公布号CN 104880514 A (43)申请公布日2015.09.02
C N 104880514
A
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），还包括设置于连杆销本体（1）上的若干人工裂纹，其特征在于：所述人工裂纹分布在连杆销本体（1）的R部位，人工裂纹从外圆周向里的形态为：先与连杆销本体（1）轴向相垂直，然后再向着与轴向倾斜相交的方向倾斜。
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：人工裂纹从外圆周向里的形态具体为：与连杆销本体（1）轴向相垂直的裂纹深度为0.1mm-30mm，与轴向倾斜相交方向的裂纹相对垂直方向裂纹末端的深度为0.1mm -5mm。
3.如权利要求1或2所述的超声波探伤检测用对比试块，其特征在于：所述人工裂纹与轴向倾斜相交的倾斜角度为10°-80°。
4.如权利要求3所述的超声波探伤检测用对比试块，其特征在于：所述人工裂纹与轴向倾斜相交的倾斜角度为30°-60°。
5.如权利要求1或2或4所述的超声波探伤检测用对比试块，其特征在于：人工裂纹深度可为23mm或26mm或28 mm，与轴向方向倾斜相交的倾斜角度可为30°或45°或50°。
6.一种应用如权利要求1~5任一项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（1），加工人工裂纹，加工方法为：在连杆销本体（1）R部位，沿着与连杆销本体（1）轴向相垂直的方向加工，然后再沿着与轴向倾斜相交的方向加工；
第二步，将连杆销本体（1）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；连杆销本体（1）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（1）进行超声波探伤扫查，在进行超声波探伤检测时，以连杆销本体（1）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°，并同时沿着轴向规定轨迹范围内移动，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，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 ，沿轴向规定轨迹范围内进行复探，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1:1-3:1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6所述的对比试块的超声波探伤检测方法，其特征在于：若连杆销本体（1）圆柱面直径为74cm，在第三步中，当其直径74mm的圆柱面完全裸露时，既能以连杆销本体（1）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，在超声波探伤检测过程中，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；在第四步的复探过程中，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。
10.如权利要求6至9任一项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，与连杆销本体（1）轴向相垂直的方向加工深度为0.1mm-30mm，与轴向倾斜相交的方向加工深度为0.1mm-5
mm。
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。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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，对比试块表面加工有人工裂纹，这种人工裂纹深度较浅，无法探测较深的裂纹缺陷。
发明内容
[0005] 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新型对比试块及其使用方法，解决现有超声波探伤检测中，不能有效检出较深裂纹缺陷的技术问题。
[0006] 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若干人工裂纹，所述人工裂纹分布在连杆销本体的R部位，人工裂纹从外圆周向里的形态为：先与连杆销本体轴向相垂直，然后再向着与轴向倾斜相交的方向倾斜。
[0007] 进一步的，人工裂纹从外圆周向里的形态具体为：与连杆销本体轴向相垂直的裂纹深度为0.1mm-30mm，与轴向倾斜相交方向的裂纹相对垂直方向裂纹末端的深度为0.1mm -5mm。
[0008] 进一步的，所述人工裂纹与轴向倾斜相交的倾斜角度为10°-80°。
[0009] 进一步的，所述人工裂纹与轴向倾斜相交的倾斜角度为30°-60°。
[0010] 进一步的，人工裂纹深度可为23mm或26mm或28 mm，与轴向方向倾斜相交的倾斜角度可为30°或45°或50°。
[0011] 一种应用上述对比试块的超声波探伤检测方法如下;
第一步，选用带自然裂纹的连杆销本体，加工人工裂纹，加工方法为：在连杆销本体R部位，沿着与连杆销本体轴向相垂直的方向加工，然后再沿着与轴向倾斜相交的方向加工；
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；连杆销本体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，以连杆销本体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°，并同时沿着轴向规定轨迹范围内移动，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，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 ，沿轴向规定轨迹范围内进行复探，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。
[0012] 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1:1-3:1的比例将入射点反射波及内孔反射波进行测距校定。
[0013] 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。
[0014] 作为一种优选方式，在第三步中，若连杆销本体1圆柱面直径为74cm，在第三步中，当其直径74mm的圆柱面完全裸露时，既能以连杆销本体1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，在超声波探伤检测过程中，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；在第四步的复探过程中，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。
[0015] 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%。[0016] 进一步的，在第一步中，与连杆销本体1轴向相垂直的方向加工深度为0.1mm-30mm，与轴向倾斜相交的方向加工深度
为0.1mm -5mm。
[0017] 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，且人工裂纹深度较深，能接近连杆销中轴线位置。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表面及内部裂纹缺陷，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。[0018] 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，人工裂纹的特殊形态使得在超声波探伤检测中能够有效的检出各个方位的深层裂纹缺陷，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
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