大鍛件之轉(zhuǎn)子軸探傷

  三、大型鍛件的探傷 （1）軸類鍛件的探傷 軸類鍛件如發(fā)動機主軸，汽輪機及發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸以及柴油機曲軸等，在運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速很高，承受中、高載荷，為了保證軸類鍛件能正常工作，必須使用超聲波探傷儀探測其缺陷。探測方法一般用脈沖發(fā)射法，頻率通常用2.5兆赫。用直探頭在軸的周圍上探測時，利用直探頭的中心聲束來發(fā)現(xiàn)與軸徑向中心線垂直或接近垂直的缺陷，并依靠探頭的擴散聲束來發(fā)現(xiàn)與軸徑向中心線平行或接近平行的缺陷，如下圖所示a，用斜探頭沿軸的圓周方向探測時，可有效的發(fā)現(xiàn)徑向缺陷，特別是近于軸表面的裂紋，如圖b所示。橫向缺陷，可用直探頭在軸的兩端探測，但有的缺陷處于圓角近表面或缺陷較小距離又遠，而用直探頭探測難以發(fā)現(xiàn)時，可用斜探頭沿軸的長度方向探測，如圖2。

  1.轉(zhuǎn)子軸的探測 轉(zhuǎn)子軸一般應在鍛坯經(jīng)粗加工后，即進行全面探測，否則成品形狀復雜不易探測。轉(zhuǎn)自軸以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，即可做軸向連續(xù)探測。這時要區(qū)別固定波形和游動波形，即注意觀察缺陷波在熒光屏時間軸上的游動和幅度變化情況。當缺陷面積較大又處于軸中心孔附近時，容易產(chǎn)生游動波形，即探頭相對沿軸的圓周方向移動時，缺陷波在底波（中心孔反射波）前后游動且幅度變化。一般地說，切向缺陷的反射波是不游動的，稱固定波形，將向缺陷的反射波是游動的，稱游動波形。當探頭在有切向缺陷的轉(zhuǎn)子軸的圓周上相對移動時，熒光屏上可獲得位置較固定的缺陷波，缺陷波只在底波之前移動，其移動范圍甚小，只有一個波幅最高值，在最高值后波幅逐漸降低，直至消失。如下圖a所示，當探頭在有徑向缺陷的轉(zhuǎn)子軸的圓周上相對移動時，缺陷波在底波前后游動范圍較大，在底波之前和之后都有消失點，并有2個波幅最高值（二個最高值出現(xiàn)在熒光屏的同一位置上）如下圖b所示，探測時也可用直探頭和斜探頭同時測試。

  當轉(zhuǎn)子軸運轉(zhuǎn)一階段后需探測時，則要采用專門的中心孔探頭在軸的內(nèi)孔進行。用斜探頭來探測孔壁上的徑向及橫向缺陷。用探傷儀直探頭來探測縱向缺陷，還可用表面波探頭來探測軸孔表面上的徑向或橫向缺陷。用這種方法，可以監(jiān)視轉(zhuǎn)子軸內(nèi)部缺陷的發(fā)展。探頭可用機械傳動裝置旋轉(zhuǎn)送入孔內(nèi)，一般探傷儀探頭架上有兩個斜探頭以探測近內(nèi)孔的缺陷，并有二個直探頭以探測遠距離的缺陷以及監(jiān)視底波訊號。此法適用于探測內(nèi)孔直徑大于60毫米的轉(zhuǎn)子軸。

  對安裝完畢的電機轉(zhuǎn)子軸而言，因形狀復雜，若用通用的方法探測，則使探測范圍受到限制，有些區(qū)域內(nèi)的缺陷不能發(fā)現(xiàn)，因而可在電機轉(zhuǎn)子的大齒面上開四個半圓形的槽，將具有相應曲率的探頭放在此槽內(nèi)擺動，使聲束能掃查到所有截面，這樣，能探測到大部分區(qū)域，如下圖。