起重機(jī)車輪鍛件超聲波檢測(cè)方法
起重機(jī)車輪鍛件的超聲波檢測(cè)（UT）需針對(duì)其高承載、循環(huán)應(yīng)力的使用特點(diǎn)，重點(diǎn)檢測(cè)內(nèi)部夾雜、裂紋、白點(diǎn)等缺陷。以下是系統(tǒng)化的檢測(cè)方法及技術(shù)要點(diǎn)：
1. 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
通用標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測(cè)方法》
ASTM A388/A388M（大型鍛件UT）
JB/T 5000.15-2007《重型機(jī)械通用技術(shù)條件 鍛鋼件無損檢測(cè)》
行業(yè)特殊要求
FEM 1.001（歐洲起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范）
ISO 4306（起重機(jī)車輪制造要求）
2. 檢測(cè)區(qū)域優(yōu)先級(jí)
區(qū)域高風(fēng)險(xiǎn)缺陷類型檢測(cè)重點(diǎn)
輪緣踏面 接觸疲勞裂紋、表層缺陷 斜探頭橫波檢測(cè)（近表面）
輪輻過渡區(qū) 應(yīng)力集中裂紋、折疊 縱波+橫波復(fù)合掃查
輪轂孔周邊 周向夾雜、疏松 相控陣全聚焦（TFM）技術(shù)
內(nèi)部芯部區(qū)域 白點(diǎn)、偏析 低頻縱波直探頭穿透檢測(cè)
3. 檢測(cè)方法選擇
(1) 縱波直探頭檢測(cè)（芯部缺陷）
探頭參數(shù)
頻率：2~2.5MHz（碳鋼）或1~1.5MHz（合金鋼粗晶）
晶片尺寸：Φ20~30mm（車輪厚度通常≥100mm）
靈敏度校準(zhǔn)
使用CS-2試塊，以Φ4mm平底孔為基準(zhǔn)（輪厚≤150mm時(shí)）
輪厚＞150mm時(shí)，增加二次底波監(jiān)控（衰減系數(shù)≤0.05dB/mm）
(2) 橫波斜探頭檢測(cè)（輪緣與輪輻）
探頭參數(shù)
角度：45°（K1）檢測(cè)橫向缺陷，60°（K2）檢測(cè)徑向缺陷
頻率：2MHz（兼顧穿透力和信噪比）
掃查方式
輪緣踏面：沿圓周螺旋掃查（步進(jìn)≤15mm）
過渡區(qū)：45°交叉掃查（覆蓋R角應(yīng)力集中區(qū)）
(3) 相控陣超聲檢測(cè)（PAUT）
優(yōu)勢(shì)：適用于異形輪輻和輪轂孔檢測(cè)
參數(shù)設(shè)置
陣元數(shù)：64~128（輪轂區(qū)域需高密度掃查）
扇形掃描：角度范圍35°~70°，步進(jìn)0.5°
成像模式
S掃描：實(shí)時(shí)顯示缺陷三維取向
DAC曲線：動(dòng)態(tài)校正衰減影響
4. 耦合與校準(zhǔn)
耦合劑：高粘度耦合劑（防止車輪曲面耦合不良）
曲面適配：
輪緣區(qū)域使用柔性楔塊（曲率半徑匹配±5%）
輪轂孔采用專用導(dǎo)波探頭（如EMAT無需耦合）
試塊選擇：
自制仿形試塊（含Φ2/Φ4/Φ6mm平底孔）
對(duì)比試塊材質(zhì)需與車輪一致（如42CrMo）
5. 缺陷評(píng)定與驗(yàn)收
缺陷定量
當(dāng)量法：對(duì)比試塊平底孔回波幅度（≤Φ4mm可接受）
測(cè)長(zhǎng)法：20dB降落法（裂紋類缺陷）
驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（以JB/T 5000.15為例）
缺陷類型允許極限
單個(gè)缺陷 ≤輪厚5%且≤Φ6mm
密集缺陷 間距＜30mm且總面積＞2cm2拒收
線性缺陷 任何長(zhǎng)度均拒收
6. 特殊問題處理
粗晶組織（如35CrMoV）
改用低頻雙晶探頭（0.5~1MHz）
增加時(shí)基增益補(bǔ)償（TCG）
表面淬火層檢測(cè)
采用表面波探頭（頻率5MHz）檢測(cè)淬火層深度（0.5~3mm）
硬化層與基體結(jié)合區(qū)需100%覆蓋掃查
7. 報(bào)告與記錄
必備內(nèi)容
車輪分區(qū)檢測(cè)示意圖（標(biāo)注輪緣、輪輻、輪轂檢測(cè)范圍）
缺陷參數(shù)（最大當(dāng)量尺寸、埋深、與應(yīng)力區(qū)距離）
儀器型號(hào)（如奧林巴斯OmniScan MX2）
數(shù)據(jù)存檔
相控陣全矩陣捕獲（FMC）原始數(shù)據(jù)
關(guān)鍵區(qū)域的B/C掃描圖像（含坐標(biāo)標(biāo)記）
8. 案例參考
某港口起重機(jī)車輪（材質(zhì)34CrNiMo6，直徑Φ1200mm）檢測(cè)
方法：縱波（2MHz）+ PAUT（128陣元）
發(fā)現(xiàn)缺陷：輪輻過渡區(qū)Φ5.1mm夾雜群（距表面80mm）
判定：按FEM標(biāo)準(zhǔn)允許修復(fù)（鉆孔去除后復(fù)檢合格）
9. 補(bǔ)充技術(shù)（可選）
TOFD技術(shù)：用于精確測(cè)量裂紋高度（如輪緣疲勞裂紋）
激光超聲：適用于高溫在線檢測(cè)（如熱處理后車輪鍛件）
通過定制化UT方案，可有效保障起重機(jī)車輪在重載、沖擊工況下的安全性。對(duì)于特大型車輪（直徑＞2m），建議采用自動(dòng)化掃查系統(tǒng)（如機(jī)械臂搭載PAUT）提高檢測(cè)效率。
