车辆检测技术——车辆维修探伤技术.doc

第九章车辆维修探伤技术为了及时发现车辆重要零部件的内部缺陷，防止事故的发生，衣检修时应对车辆重要零部 件备部位用探伤仪进行检杳忖前车辆重要零部件的探伤检杳基木上采用两种方法，即电磁 探伤与超声波探伤电磁探伤用于检杏车轴、钩尾框、制动梁、钩舌、侧架、摇枕等有无裂 纹；超声波探伤用于检杏已纟R装好车轮的车轴镶入部有无裂纹、接触不良以及透声不良这 两种方法均属于材料的无损检测方法第一节电磁探伤一电磁探伤的基本原理1基木原理电磁探伤是利用电磁原理来发现金属缺陷的检杏方法这种探伤方法是将铁磁材料的零 件磁化，零件缺陷处的磁阻就会增大，利用漏磁来发现缺陷如果有铁磁材料所制成的零件 组织均匀，没有任何缺陷，则各处的导磁率均相同，磁化后磁力线的分布也将是均匀的如 果零件中存在缺陷，由于缺陷（空气、其它气体、真空、非磁性材料等）的导磁率较低，则 磁力线通过这些地方时将遇到较大的磁阻，磁力线的分布发生变化如图9・1所示，在缺陷 部分磁力线会穿出零件的表面而外汕.，形成所谓的漏散磁场散逸的磁力线向外逸出，而示 乂重新穿入零件，因此在缺陷两侧磁力线出入处形成磁极，这些磁极吸引铁磁物质聚集而 没有缺陷的零件，则没有漏散磁场。

磁场2显示方法漏磁场存在的显示方法，一般是将磁粉均匀散布于零件表血，如有缺陷，则所产生的漏 磁通能吸引磁粉，造成磁粉的聚集由于裂纹的长度与深度不同，其磁力线的漏泄也不同, 磁粉聚集时各处的粗细就不一样因此从聚集的磁粉形状便可以大致判断出裂纹的深度和长 度用磁粉显示缺陷的方法有干法和湿法（磁悬液）两种干法是将干磁粉撒在被磁化的零 件上来发现缺陷；湿法是用磁粉和油、水、活性剂、防锈剂配置成磁悬液，把磁悬液喷撒在 被探伤零件的表面或把零件浸入磁悬液中进行探伤检查湿法对于小型零件或空心零件使用 比较方便湿法所用磁粉粒度较细，在液体中更易流动，其灵敏度也高湿法还有使用荧光 磁粉显不的，在暗室中用长波紫外线灯光照射，聚集在缺陷处的磁粉发生黄绿色的光带，更 易发现缺陷3磁粉裂纹或缺陷的显示是否清晰和作为媒质的磁粉有很大的关系如果磁粉没有良好的导磁 率，或者粒度过大，就不易或不能被漏磁通所吸引，因此，显示就不清晰所以对探伤的磁 粉要求是：导磁率高，质地纯净，粒度适中，不混合粘土和固定碳等非磁性氧化物质常用 磁粉的化学成分为可溶铁含量68.00%〜73.00%,化合碳含量小于0.20%干法探伤时，用 于车轴探伤的磁粉粒度为100〜200 H （使用标准铜丝筛筛选）。

湿法探伤是，用于车轴探伤 的磁粉粒度为小于320目4零件磁化在电磁探伤时，当磁力线的方向与裂纹或缺陷方向垂育时，最容易发现裂纹如果磁力 线的方向和裂纹的方向一致，那么裂纹并没有阻碍磁力线通过，因此磁力线不弯曲也不漏泄, 磁粉也不会集中，也没有探伤效果所以必须根据零件的受力情况，采用纵向的磁场或横向 的磁场，分别检验横裂纹和纵裂纹’向c"也中宀丙… 也切宀z丄(b)中心插入铜管后，当铜管上通过强I 车轴总是受到由弯1111而引起的拉就 纵向磁化的方法无论是纵向磁化』根据零件的磁化和探伤是否同时进行，把零件的磁化方法分为两类，即外加磁场法和剩 余磁场法外加磁场法是在对零件磁化的同时，把磁粉撒在零件上进行探伤车轴及其它大 型零件多用此法剩余磁场法是先加外磁场使零件磁化，撤销外磁场示，利用零件的剩磁进 行探伤剩余磁场法适用于矫顽力大的钢材制作的零件，其剩余磁感应强度必须大于0.8 T, 占则磁粉聚集所形成的磁痕不明显在用交流电建立磁场时，必须考虑到断电的相位，占则 不能保证剩磁的强度滚动轴承的探伤常用剩磁法轴承探伤机用交流电对零件充磁时，电 路中设有断电相位控制器，使充磁电流最麻的波形与充磁过程中电流波形一致，避免剩磁强度不稳定。

轴承零件探伤后必须退磁5电磁探伤的不足Z处对于金属内部较深的裂纹与缺陷，采川电磁探伤是不大容易发现的这时虽然磁力线遇 到缺陷而弯曲，但由于缺陷与外表的跖•离较远，磁力线不可能泄漏到外表曲，以致工件表面 备处的磁力线密度相差不大，磁粉不会集中但在离表面3〜4mm以内的裂纹，也有少许 磁力线外泄，因此有较微弱和不太清晰的磁粉集中，需要仔细辨认才能看出二电磁探伤器最常用的有两种，即闭合坏型和马蹄型I闭合环型电磁探伤器这种探伤器的构造比较简单，是由肓径4mm两根并排的裸铜线包以绝缘材料（白布带） 绕成，闭合环有•径为240〜300mm,圈数为10〜15圈，绕好以后扎紧，外面再包白布带， 浸以绝缘漆，然后烘干，装上一个手柄和两个接线铜螺丝而成如图9・3所示闭合环型电 磁探伤器可用肓流电源，也可用交流电源其输入电压为4.5v,电流为15（）〜160A,保证 车轴探伤的灵敏度闭合环型电磁探伤器的特点是轻便，使用时在距离探伤器中心两侧50mm范囤以内的 裂纹都可以清晰地显示出来它专门用以检查车轴轴颈这种探伤器由于采用纵向磁化法, 故只能检查横裂纹如检杳纵裂纹，需要用其它探伤器进行周向磁化法检杳；也可在闭合环 世探伤器沿车轴轴线移动时，将它绕成竖轴摆动，使磁场方向与车轴轴线成一夹角，以便发 现斜裂纹和纵裂纹。

但对于车轴来说纵裂纹对它的损伤并不严重，因此闭合环型探伤器使用 较为广泛例如在车辆段和车辆工厂，当车轴加工后，或轮对向车辆上安装时，采用这种探 伤器进行第二次复探，既简便又不会划伤轴颈2开合马蹄世电磁探伤器它是车辆部门常用的一种多用途电磁探伤器，如图9・4所不这种探伤器的外形既与卡 钳相似，又与马蹄相似是由两个圆弧形的铁臂组成，铁心断曲为20X30平方毫米，两臂 上均绕有线圈，系用2.3平方毫米的双砂包线绕120圈；臂的一端有一个支点（枢轴），臂 头制成与铅垂线成32的斜坡，使臂头与被探工件成58 ,电源为24v或36v,交、肓流 均可，电流约为15A,功率为300W；在探伤器上有的还装有24V照明灯及电源开关这 种探伤器可为局部纵向磁化探伤，也可为局部周向磁化探伤过去常用它检杏车轴、车轮、 拱板等，现在主要用它检查车钩零件和客车转向架的摇枕巾、摇枕巾轴及巾销等目前，轮 对的探伤已全部使用T YC -3000型荧光磁粉探伤机3 T YC - 3000型荧光磁粉探伤机它是一种车辆轮对车轴表血探伤的专用设备它设置了纵向和横向联合磁化装置，采用 磁悬液荧光磁粉显示，在操作机械化和探伤灵敏度等方面比较先进，并便于实现流水作业。

其主要部分工作原理如下：（1）磁化装置 其主要结构示意图如图9・5所示，铁心3设置在轮对上部，下部与轴端 对应处有探头4,磁化时探头与轴端夹紧，构成闭合的磁路，在铁心上部绕有直流纵向磁化 线圈1，可使车轴纵向磁化在铁心两侧设置了交流周向磁化变压器2铁心3和探头4既 是直流纵向磁化的磁冋路，也迅周向磁化的电流冋路，相当于交流周向磁化变压器2的次级 线圈当初极线圈接通交流电时，铁心、探头和车轴组成的冋路中产生强大的交流电流，使 车轴表面得到周向磁化在貞流和交流对应中各安设有退磁控制电路2）显示装置其主要结构示意图如图9・6所示显示装置和磁化装置都安设在暗幕里 面输液泵1将磁悬液槽8中的磁悬液经过管路3输送至换向阀7,再经管路到喷头5,向 车轴喷洒磁悬液，由车轴流下的磁悬液经轮对下部的冋收装置6流冋磁悬液槽暂时不向车 仲時洒就县沛H、卜可；甬X•唸生II垃国估姙血涮7变换位置，使输液泵来的磁悬液直接流冋贮液 丕设有运送轮对和使轮对定位回转的装置I-纵向磁化线圈2-周向磁化装胃9-饮心4-探•头 图9-6 TYC探伤机磁悬液喷洒、冋收装査1-2 ■搅扌半器9 ■输液管4-输液管(3) 操作过程 当轮对进入暗幕后，操作可分为三个步骤：第一步，使轮对定位回转, 同时喷液，使磁悬液均匀覆盖全车轴；第二步，停止车轮冋转，探头夹紧车轴通电磁化。

这 时如果车轴有裂纹等缺陷，产生的漏磁将把磁悬液中的磁粉吸引到缺陷的缝隙和表而，然麻 停止喷液，退磁，探头松开，这时磁粉仍吸附在缺陷处；第三步，轮对重新冋转，紫外线灯 照射车轴，操作者目视检查车轴表面的缺陷检查完毕后将轮对送出暗幕目前，现场还有 一-种HTK-T90型黑磁粉湿法探伤机，只在显示方式上与TYC-3000型不同，其他方面基木 相同三电磁探伤的操作方法电磁探伤时能否发现金属零件的缺陷，除了要求有灵敏度很高的探伤器及良好的显示媒 质外，在很大稈度上还取决于操作工艺方法不当，不仅探伤T作效率低，更重要的是容易 造成漏探即使有1/100()0的漏探，也往往会造成不可估量的损失轮对探伤的一般操作丿碰 按如下顺序进行：1毎H探伤之前，应先检杏探伤器的灵敏度及性能确认探伤器良好示，再进行探伤操 作1 进行常规检杳：全面检杳探伤器各部技术状态，须做到配件齐全电器连接线无破损、 折断、松动，电流、电压表鉴定不过期，灯光照度或辐射度符合规定标准，设备各部动作性 能良好无故障1 检验磁粉及磁悬液：干法探伤时须检查磁粉的干燥稈度，不得有潮湿现象，流动性 要好，磁粉烘干时的温度不得超过100 Co湿法探伤时须检查磁悬液的浓度，取样检查前 应先对磁悬液进行充分搅拌，然后用梨型沉淀管接取从喷嘴喷出的磁悬液100ml,进行沉淀 试验，时间不得少于30min.观察梨烈沉淀管中的磁粉，浓度不符合规定时必须重新调配， 荧光磁悬液浓度应为0.1 —0.6ml/100ml,非荧光磁悬液应为1.2〜2.4ml/100ml (采用体积浓 度)。

配制车轴荧光磁悬液时，还应按规定比例添加乳化剂、消泡剂、防腐剂和防锈剂，推 荐配制比例为:乳化剂(JFC) 5g/L；消泡剂(28号)0.5-1.0g / L；亚硝酸钠15g / L；三乙醇胺5g/Lo轮轴磁粉探伤所用磁粉，必须是经过铁道部认证的专业生产厂家的产 品，经检验合格后方可投入使用1 进行综合灵敏度校验:通常采用标准灵敏度试片来检验标准试片是川软铁等铁磁 材料制成为适应不同工件的形状和探伤灵敏度的要求，标准试片有不同的规格图9・7是 我国金江机械厂生产的Ala型试片试片刻有圆圈槽沟，试片右下脚刻有15/5()A字样, 其分母表示试片的厚度(pm)；分子表示圆圈槽深(pm)； A表示圆圈；槽中间有“+”沟 槽，图中其余尺寸单位为(mm)使用时须将车轴粘贴试片的部位擦拭干净，无锈蚀、油 污及灰尘，露出基木金属面并保持干燥；试片表面也要擦拭干净；粘贴试片时，应将试片带 沟槽面与车轴表面密贴，带有“ + ”沟槽的试片「+ ”线中须有一条与车轴轴线平行，并用 胶带纸将试片四周封闭，粘贴应平報、牢固，胶带纸不得遮盖试片沟槽部位对车轴进行磁 化，在试片上洒干磁粉或浇磁悬液如果车轴磁化强度符合要求时，试片上即可显示出刻槽的磁粉痕迹。

亥g槽的磁粉痕迹清晰就证明探伤器（机）灵敏度良好2必须将轮对表面的锈垢、油污、灰尘及水分清除干净，霜出基本金属血因为锈垢、 油污都是磁的不良导体，影响工作物磁化，使显示不够清晰，也不便于检查裂纹清理工作 物表面的同时和清理以示，m作外观检杏，找出肉眼可以看到的缺陷及可疑的地方，作为探 伤的重点根据一般的规律，锈迹较厚的地方容易产生裂纹目前统一要求轮对探伤必须配 备轮对冲洗除锈机；车轴探伤应配备专用除锈机3干法探伤时，必须使用洒粉器向车轴表面均匀抛洒磁粉，不宜过多或过少探伤器及 变压器的通电时间i般以不发烫为限湿法探伤时，须在全轴磁化前，对车轴被探测部位表 面（不退轴承内圈时包括内圈表面）喷洒磁悬液，进行充分湿润；严格控制磁悬液的喷洒压 力和覆盖面应做到缓流、均匀、全面探伤机探头夹紧轮对车轴时，磁觇与轴端面（或轴 承前盖、密封廉）接触必须严密磁化时，周向磁化电流一般为700。