車輪的超聲波探傷方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種利用陣列探頭對車輪的凸緣側(cè)輪輞面進行探傷的超聲波探傷方法，其中，能夠降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度，以便能夠識別傷痕回波。在超聲波探傷方法中使用的超聲波探傷裝置包括與車輪（1）的凸緣側(cè)輪輞面（16）相對地配置的陣列探頭（3）。另外，該超聲波探傷裝置包括：陣列探傷器，其發(fā)揮向陣列探頭（3）發(fā)送收發(fā)控制信號等功能；以及個人計算機，其發(fā)揮對陣列探傷器進行各種參數(shù)設(shè)定或接收來自陣列探傷器的信號而制作A示波器、B示波器等的圖像等的功能。在進行探傷時，以使振子面與凸緣側(cè)輪輞面（16）相對的方式配置陣列探頭（3）。此時，以使自軸向看時的陣列探頭（3）的振子排列方向與車輪（1）的徑向所成的角度為20°～60°的方式進行探傷。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】【專利摘要】本專利技術(shù)提供一種利用陣列探頭對車輪的凸緣側(cè)輪輞面進行探傷的超聲波探傷方法，其中，能夠降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度，以便能夠識別傷痕回波。在超聲波探傷方法中使用的超聲波探傷裝置包括與車輪（1）的凸緣側(cè)輪輞面（16）相對地配置的陣列探頭（3）。另外，該超聲波探傷裝置包括：陣列探傷器，其發(fā)揮向陣列探頭（3）發(fā)送收發(fā)控制信號等功能；以及個人計算機，其發(fā)揮對陣列探傷器進行各種參數(shù)設(shè)定或接收來自陣列探傷器的信號而制作A示波器、B示波器等的圖像等的功能。在進行探傷時，以使振子面與凸緣側(cè)輪輞面（16）相對的方式配置陣列探頭（3）。此時，以使自軸向看時的陣列探頭（3）的振子排列方向與車輪（1）的徑向所成的角度為20°～60°的方式進行探傷。【專利說明】
本專利技術(shù)涉及一種利用陣列探頭向車輪的凸緣側(cè)輪輞面發(fā)送超聲波而對輪輞部進行探傷的超聲波探傷方法。尤其是，涉及一種降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度以便能夠識別傷痕回波的超聲波探傷方法。
技術(shù)介紹
以往，為了檢測鐵道車輪等車輪的輪輞部的傷痕，公知有利用振子呈直線狀排列的陣列探頭自凸緣側(cè)輪輞面發(fā)送超聲波而進行探傷的超聲波探傷方法(在本說明書中，將輪輞部的、在與車輪的軸垂直的兩個側(cè)面中形成有凸緣的一側(cè)的側(cè)面稱作凸緣側(cè)輪輞面)。在該方法中，將陣列探頭與凸緣側(cè)輪輞面相對地配置，一邊使車輪沿周向旋轉(zhuǎn)一邊進行超聲波探傷。此時，通常，為了在以使車輪旋轉(zhuǎn)的方式進行探傷時使超聲波入射到車輪的表面上的區(qū)域(以下，也稱作入射區(qū)域)的面積變大，使從軸向看時的陣列探頭的振子排列方向(以下，也稱作長度方向)與車輪的徑向所成的角度為0°。然而，在該超聲波探傷中，由于陣列探頭會接收到由凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的粗糙度等形狀產(chǎn)生的回波(以下，稱作表面質(zhì)地的形狀回波)，因此，即使在凸緣側(cè)輪輞面的附近具有傷痕，在該傷痕回波的強度小于等于表面質(zhì)地的形狀回波的強度時，難以檢測傷痕。因而，希望降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度。另外，公知有如下一種方法:在利用陣列探頭進行超聲波探傷的過程中，以不使進行探傷的區(qū)域以外的區(qū)域的形狀回波返回到陣列探頭的方式來決定超聲波向被探傷物入射的入射角度(例如，參照專利文獻I )。然而，即使采用這樣的方法，也不能降低來自與陣列探頭的振子面相對的被探傷物的表面質(zhì)地的形狀回波的強度。專利文獻1:日本國特開2007 — 93311號公報
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是為了解決該以往技術(shù)的問題而做成的，其目的在于提供一種超聲波探傷方法，在該方法中，利用陣列探頭向車輪的凸緣側(cè)輪輞面發(fā)送超聲波而對輪輞部進行探傷，其中，降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度，以便能夠識別傷痕回波。為了解決上述問題，本【專利技術(shù)者】進行了認真研究，結(jié)果得到了如下見解。車輪的凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地由表面加工時的刀具的刀刃所形成的較細的許多切削痕跡構(gòu)成，切削痕跡以車輪的軸為中心形成為圓周狀。并且，由于從軸向看時的陣列探頭的振子排列方向與車輪的徑向所成的角度(以下，也將該角度稱作探頭配置角度)為0°，因此自陣列探頭向車輪的徑向發(fā)送過來的超聲波被與車輪的徑向垂直交叉的切削痕跡反射而作為表面質(zhì)地的形狀回波返回到陣列探頭。因此，難以從凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地(以下，有時也將凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地簡稱為表面質(zhì)地)的形狀回波中識別來自凸緣側(cè)輪輞面的附近的傷痕回波。因此，研究了能否通過使探頭配置角度傾斜至不使切削痕跡的形狀回波返回到陣列探頭的程度而從表面質(zhì)地的形狀回波中識別來自凸緣側(cè)輪輞面的附近的傷痕回波，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了像上述那樣能夠識別該傷痕回波的探頭配置角度。本專利技術(shù)是基于上述本【專利技術(shù)者】的研究結(jié)果而完成的。即，為了解決上述問題，本專利技術(shù)提供一種超聲波探傷方法，在該方法中，利用陣列探頭向車輪的凸緣側(cè)輪輞面發(fā)送超聲波而對輪輞部進行探傷，其特征在于，使上述陣列探頭的振子面與上述凸緣側(cè)輪輞面相對，并以使從上述車輪的軸向看時的該陣列探頭的振子排列方向與該車輪的徑向所成的角度為20°?60°的方式進行探傷。采用本專利技術(shù)，由于使從車輪的軸向看時的陣列探頭的振子排列方向與車輪的徑向所成的角度、即探頭配置角度為20°以上，因此凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波不易向陣列探頭返回。因而，易于使表面質(zhì)地的形狀回波的強度低于傷痕回波的強度，從而易于從表面質(zhì)地的形狀回波中識別凸緣側(cè)輪輞面的附近的傷痕回波。另外，由于使探頭配置角度為60°以下，因此在一邊使車輪旋轉(zhuǎn)一邊進行探傷時的入射區(qū)域的面積成為探頭配置角度為0°時的入射區(qū)域的面積的1/2以上，并不會小于該面積的1/2。因而，通過使探頭配置角度為20°?60°，能夠降低表面質(zhì)地的形狀回波的強度而進行探傷。另外，有時在車輪上設(shè)有用于隔音的環(huán)形槽。環(huán)形槽以自輪輞部的內(nèi)側(cè)面朝向徑向外側(cè)的方式形成在整個周向上。在這樣的車輪中，當使探頭配置角度為0°時，向車輪的徑向內(nèi)側(cè)發(fā)送出的超聲波容易被與車輪的徑向垂直地交叉的環(huán)形槽反射而返回至陣列探頭，因此難以從環(huán)形槽的形狀回波中識別來自環(huán)形槽附近的傷痕回波。然而，可知:當使探頭配置角度為20°?60°時，環(huán)形槽的形狀回波不易向陣列探頭返回，因此易于使環(huán)形槽的形狀回波的強度低于傷痕回波的強度。由此，易于從環(huán)形槽的形狀回波中識別來自環(huán)形槽附近的傷痕回波。因而，為了檢測表面質(zhì)地附近和環(huán)形槽附近這兩個不同的區(qū)域的傷痕，只要將探頭配置角度設(shè)定為20°?60°，就能夠使表面質(zhì)地和環(huán)形槽的形狀回波的強度降低，從而能夠利用I個陣列探頭精度良好地檢測傷痕。另外，在探頭配置角度為0°，介于凸緣部的表面與踏面(輪輞部與導軌相接觸的面)之間的頸面的形狀回波容易返回到陣列探頭，因此難以從頸面的形狀回波中識別來自頸面附近的傷痕回波。因此，研究了能否通過使探頭配置角度傾斜至不使頸面的形狀回波返回到陣列探頭的程度而從頸面的形狀回波中識別來自頸面附近的傷痕回波，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了只要使探頭配置角度為40°?60°即可。因而，在不具有環(huán)形槽的車輪中，為了檢測凸緣側(cè)輪輞面附近和頸面附近這兩個不同的區(qū)域的傷痕，只要將探頭配置角度設(shè)定為40°?60°，就能夠降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度和頸面的形狀回波的強度，從而能夠利用I個陣列探頭精度良好地檢測傷痕。另外，在具有環(huán)形槽的車輪中，為了檢測凸緣側(cè)輪輞面附近、環(huán)形槽附近以及頸面附近這三個不同的區(qū)域的傷痕，只要將探頭配置角度設(shè)定為40°?60°，就能夠降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度、環(huán)形槽的形狀回波的強度以及頸面的形狀回波的強度，從而能夠利用I個陣列探頭精度良好地檢測傷痕。采用本專利技術(shù)，在利用陣列探頭向車輪的凸緣側(cè)輪輞面發(fā)送超聲波而對輪輞部進行探傷的超聲波探傷方法中，能夠降低凸緣側(cè)輪輞面的表面質(zhì)地的形狀回波的強度，以便能夠識別傷痕回波。【專利附圖】【附圖說明】圖1是表示適用本專利技術(shù)的實施方式的超聲波探傷方法的車輪的一個例子的車輪的徑向剖視圖。圖2是說明在該超聲波探傷方法中使用的超聲波探傷裝置的一個例子的圖。圖2的(a)是超聲波探傷裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2的(b)是超聲波探傷裝置所具有的陣列探頭的結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示以往的超聲波探傷方法中的陣列探頭的配置位置的立體圖。圖4是將探頭配置角度設(shè)為0°而進行探傷時的B示波器。圖4的(a)是B本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：村越仁，高橋健太，
申請(專利權(quán))人：新日鐵住金株式會社，
類型：
國別省市：