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专利名称：一种火车车轮超声波探伤用试块组件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于超声波探伤装备技术领域，更具体地说，是涉及一种火车车轮超声波探伤用试块组件。
背景技术：
A型超声波探伤以横坐标代表被探测物体的深度(时间轴)，纵坐标代表回波脉冲的幅度，故由探头(换能器)定点发射获得的回波所在的位置可测得工件的厚度、缺陷在工件中的深度以及缺陷的大小。C型超声波探伤是在B型的基础上发展起来的，它具有X射线拍片相类似的图像。采用单元线阵探头实现水平面上的X、y方向综合扫描，即在水平X方向和水平y方向上通过机械的方法使探头移动。S型数字超声波探伤即相控阵超声波无损检测技术，换能器由多个相互独立的压电晶片组成阵列，每个晶片称为一个单元，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个单元，使阵列中各单元发射的超声波叠加形成一个新的波阵面。同样，在反射波的接收过程中，按一定规则的时序控制接收单元的接收并进行信号合成，再将合成结果以适当形式显示。在发射端，通过时延可以形成发射聚焦、发射偏转等效果。但是在目前的车轮轮箍行业中，没有A、S、C超声波扫描技术的专用试块进行车轮超声检测中探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够配合A、S、C超声波扫描技术，完成火车车轮的探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定的火车车轮超声波探伤用试块。要解决以上所述的技术问题，本实用新型采取的技术方案为本实用新型为一种火车车轮超声波探伤用试块组件，所述的试块组件包括四组试块，四组试块为分别设置通孔的多个横通孔试块，分别设置矩形槽的多个矩形槽试块，分别设置平底孔的多个平底孔试块，分别设置斜通孔的多个斜通孔试块，所述的每组试块中的每个试块的外形均设置为与火车车轮的横截面形状相同的结构。所述的横通孔试块包括横通孔试块I，横通孔试块II，横通孔试块III，横通孔试块IV，横通孔试块V，横通孔试块VI，横通孔试块VL所述的矩形槽试块包括矩形槽试块I和矩形槽试块II，矩形槽试块III，矩形槽试块IV。所述的平底孔的平底孔试块包括平底孔试块I，平底孔试块II，平底孔试块III，平底孔试块IV，平底孔试块V，所述的斜通孔试块包括斜通孔试块I ,斜通孔试块II。所述的横通孔试块I和横通孔试块II上的多个通孔分别设置为呈倾斜布置的“一”字型结构，横通孔试块III和横通孔试块IV上的多个通孔分别设置为呈“L”型布置的结构，所述的横通孔试块III的右侧上部、右侧中部、右侧下部位置也分别设置通孔，所述的横通孔试块IV右侧上部、右侧中部、右侧下部位置也分别设置通孔。所述的横通孔试块V上设置呈两排布置的通孔，横通孔试块V上的两排通孔均设置为呈弧形布置的结构，所述的横通孔试块VI的中部、右侧上部和右侧下部位置各设置一个通孔，所述的横通孔试块νπ的中部、右侧上部和右侧下部位置各设置一个通孔。所述的矩形槽试块I的右上部、右中部、右下部各设置一个呈水平布置的矩形槽，矩形槽试块I的中心部设置呈垂直布置的矩形槽；矩形槽试块II的右上部、右中部，右下部、中部位置各设置一个呈水平布置的矩形槽，矩形槽试块III的右上部、右中部、右下部各设置一个呈45度倾斜布置的矩形槽；矩形槽试块IV的右上部、右中部、右下部、中心部各设置一个与矩形槽试块III上的矩形槽倾斜角度相反的矩形槽。所述的平底孔试块I和平底孔试块II上分别设置多道垂直布置的平底孔，平底孔试块III和平底孔试块IV分别设置多道水平布置的平底孔，平底孔试块V上的多个平底孔呈两排垂直布置。所述的斜通孔试块I上设置多个垂直布置的斜通孔，斜通孔试块II上设置两道呈 弧形的斜通孔，两道斜通孔再与垂直布置的另一道斜通孔交汇连接。采用本实用新型的技术方案，能得到以下的有益效果本实用新型所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，能够配合Α、S、C超声波扫描技术，完成火车车轮的探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定的，通过对试块组件上的各种人工缺陷进行全部检测，满足了实际车轮轮箍产品中裂纹、孔状及条状等常见缺陷校准要求。本发明的目的，在于克服现有火车车轮超声波探试块无法模拟实际车轮轮箍产品中裂纹、孔状及条状等常见缺陷等不足之处。为检测人员提供一种方便，简单，全面的火车车轮超声波探伤用的试块。设计了一套具有不同通孔径、矩形槽、平底孔径的试块，能够准确快速地检测出车轮轮箍辋面和踏面上裂纹、孔状及条状的各类缺陷。

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明图1为本实用新型所述的横通孔试块I的结构示意图；图2为本实用新型所述的横通孔试块II的结构示意图；图3为本实用新型所述的横通孔试块III的结构示意图；图4为本实用新型所述的横通孔试块IV的结构示意图；图5为本实用新型所述的横通孔试块V的结构示意图；图6为本实用新型所述的横通孔试块VI的结构示意图；图7为本实用新型所述的横通孔试块VII的结构示意图；图8为本实用新型所述的矩形槽试块I的结构示意图；图9为本实用新型所述的矩形槽试块II的结构示意图；图10为本实用新型所述的矩形槽试块III的结构示意图；图11为本实用新型所述的矩形槽试块IV的结构示意图；图12为本实用新型所述的平底孔试块I的结构示意图；图13为本实用新型所述的平底孔试块II的结构示意图；图14为本实用新型所述的平底孔试块III的结构示意图；图15为本实用新型所述的平底孔试块IV的结构示意图；图16为本实用新型所述的平底孔试块V的结构示意图；[0032]图17为本实用新型所述的斜通孔试块I的结构示意图；图18为本实用新型所述的斜通孔试块II的结构示意图；图中标记为1、通孔；2、横通孔试块；3、矩形槽试块；4、平底孔试块；5、斜通孔试块；6、横通孔试块I ;7、横通孔试块II ;8、横通孔试块III ;9、横通孔试块IV ;10、横通孔试块V ;11、横通孔试块vi;12、横通孔试块νπ;13、矩形槽试块I ;14、矩形槽试块II ;15、矩形槽试块III ;16、矩形槽试块IV ;17、平底孔试块I ;18、平底孔试块II ;19、平底孔试块III ;20、平底孔试块IV ;21、平底孔试块V ;22、斜通孔试块I ;23、斜通孔试块II ;24、矩形槽；25、平底孔；26、斜通孔。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明如附图1一附图18所示，本实用新型为一种火车车轮超声波探伤用试块组件，所述的试块组件包括四组试块，四组试块为分别设置通孔I的多个横通孔试块2，分别设置矩形槽24的多个矩形槽试块3，分别设置平底孔25的多个平底孔试块4，分别设置斜通孔26的多个斜通孔试块5，所述的每组试块中的每个试块的外形均设置为与火车车轮的横截面形状相同的结构。所述的横通孔试块2包括横通孔试块I 6，横通孔试块II 7，横通孔试块III 8，横通孔试块IV 9，横通孔试块V 10，横通孔试块VI 11，横通孔试块Vn 12，所述的矩形槽试块3包括矩形槽试块I 13和矩形槽试块II 14，矩形槽试块III 15，矩形槽试块IV 16。所述的平底孔的平底孔试块4包括平底孔试块I 17,平底孔试块II 18,平底孔试块III19，平底孔试块IV 20，平底孔试块V 21，所述的斜通孔试块5包括斜通孔试块I 22，斜通孔试块II 23。所述的横通孔试块I 6和横通孔试块II 7上的多个通孔I分别设置为呈倾斜布置的“一”字型结构，横通孔试块ΠΙ 8和横通孔试块IV 9上的多个通孔I分别设置为呈“L”型布置的结构，所述的横通孔试块III 8的右侧上部、右侧中部、右侧下部位置也分别设置通孔1，所述的横通孔试块IV 9右侧上部、右侧中部、右侧下部位置也分别设置通孔I。所述的横通孔试块V 10上设置呈两排布置的通孔1，横通孔试块V 10上的两排通孔I均设置为呈弧形布置的结构，所述的横通孔试块VI 11的中部、右侧上部和右侧下部位置各设置一个通孔1，所述的横通孔试块Vn 12的中部、右侧上部和右侧下部位置各设置一个通孔I。所述的矩形槽试块I 13的右上部、右中部、右下部各设置一个呈水平布置的矩形槽24，矩形槽试块I 13的中心部设置呈垂直布置的矩形槽24;矩形槽试块II 14的右上部、右中部，右下部、中部位置各设置一个呈水平布置的矩形槽24，矩形槽试块III 15的右上部、右中部、右下部各设置一个呈45度倾斜布置的矩形槽24 ;矩形槽试块IV 16的右上部、右中部、右下部、中心部各设置一个与矩形槽试块III 15上的矩形槽倾斜角度相反的矩形槽24。所述的平底孔试块I 17和平底孔试块II 18上分别设置多道垂直布置的平底孔，平底孔试块III19和平底孔试块IV 20分别设置多道水平布置的平底孔，平底孔试块V 21上的多个平底孔呈两排垂直布置。所述的斜通孔试块I 22上设置多个垂直布置的斜通孔26，斜通孔试块II 23上设置两道呈弧形的斜通孔26，所述的两道斜通孔26再与垂直布置的另一道斜通孔26交汇连接。在本实用新型的试块组件中，第一组的横通孔试块2，为检出不同位置的条状缺陷的专用试块，可以实现A、S扫描探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定；可以分辨水平间距、垂直间距相隔5_的水平、垂直及倾斜缺陷的检出能力；可以满足车轮的心部、踏面、轮缘的条状缺陷的调试。横通孔人工缺陷的形状特征为条状几何特点，其横通孔人工缺陷与条状缺陷的超声波反射特性及声压规律相同，因此，声学研究常用横通孔人工缺陷模拟条状缺陷。第二组的矩形槽试块3，为检出不同位置的裂纹状缺陷的专用试块，可以实现A、S扫描探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定；可以分辨心部、踏面、轮缘的水平、垂直及倾斜缺陷的检出能力；可以满足车轮的心部、踏面、轮缘的裂纹状缺陷的调试。矩形槽人工缺陷的形状特征为裂纹几何特点，其矩形槽人工缺陷与裂纹缺陷的超声波反射特性及声压规律相同，因此，声学研究常用矩形槽人工缺陷模拟裂纹缺陷。第三组的平底孔试块4，为检出不同位置的孔状缺陷的专用试块，可以实现AXH描探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定；可以分辨车轮心部缺陷的检出能力；可以满足车轮心部的孔状缺陷的调试。平底孔人工缺陷的形状特征为孔状几何特点，其平底孔人工缺陷与孔状缺陷的超声波反射特性及声压规律相同，因此，声学研究常用平底孔人工缺陷模拟孔状缺陷。第四组的斜通孔试块5，为检出不同倾斜位置的条状、孔状缺陷的专用试块，可以实现A、S、C扫描探伤零点、灵敏度的标定；可以分辨车轮的心部的倾斜缺陷的检出能力；可以满足车轮心部的条状、孔状缺陷的调试。斜通孔人工缺陷的形状特征为条状、孔状几何特点，其斜通孔人工缺陷与条状、孔状缺陷的超声波反射特性及声压规律相同，因此，声学研究常用斜通孔人工缺陷模拟条状、孔状缺陷。本实用新型所述的试块组件，以四组标准试块作为比较的依据，试块上具有特定尺寸的规则反射体，为所求量提供了一个固定声学特性，以此作为比较的基准。各试块上的缺陷的设计，主要依照车轮超声波探伤的相关技术标准，以及车轮各部位缺陷损伤的特点进行的。本实用新型中，对四组十八块(十三种类型)标准试块进行相应的超声波A、S、C扫描波形及图像的采集，目的是验证设计试块所达到的预期效果。通过设计的试块上四组人工缺陷的检测，确定了超声波A扫描技术、相控阵S扫描技术及C扫描技术,对不同缺陷类型的检出所具有的灵敏度能力。关于试块上各种人造缺陷的基本作用如下通过波形、图像的形式展示缺陷，可直观的显示缺陷的分辨率和灵敏度；不同缺陷的仿真作用描述了 A、S、C超声波扫描技术的检出能力，可获得最佳的检测效果；实现了 A、
S、C超声波扫描技术的零点、声速、灵敏度及盲区标定；实现了不同深度的缺陷的超声波声场的分布特征的研究；模拟实际不同角度缺陷(裂纹、孔状及条状等)的方向性反射特性。[0056]本实用新型所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，能够配合A、S、C超声波扫描技术，完成火车车轮的探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定的，通过对试块组件上的各种人工缺陷进行全部检测，满足了实际车轮轮箍产品中裂纹、孔状及条状等常见缺陷校准要求。本发明的目的，在于克服现有火车车轮超声波探试块无法模拟实际车轮轮箍产品中裂纹、孔状及条状等常见缺陷等不足之处。为检测人员提供一种方便，简单，全面的火车车轮超声波探伤用的试块。设计了一套具有不同通孔径、矩形槽、平底孔径的试块，能够准确快速地检测出车轮轮箍辋面和踏面上裂纹、孔状及条状的各类缺陷。上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的试块组件包括四组试块，四组试块为分别设置通孔(I)的多个横通孔试块(2)，分别设置矩形槽(24)的多个矩形槽试块(3)，分别设置平底孔(25)的多个平底孔试块(4)，分别设置斜通孔(26)的多个斜通孔试块(5)，每组试块中的各个试块的外形均设置为与火车车轮的横截面形状相同的结构。
2.根据权利要求1所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的横通孔试块(2)包括横通孔试块I (6)，横通孔试块II (7)，横通孔试块III (8)，横通孔试块IV(9),横通孔试块V (10)，横通孔试块VI (11)，横通孔试块VII (12)，所述的矩形槽试块(3)包括矩形槽试块I (13)和矩形槽试块II (14)，矩形槽试块III (15)，矩形槽试块IV (16)。
3.根据权利要求1所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的平底孔的平底孔试块(4)包括平底孔试块I (17),平底孔试块II (18),平底孔试块III (19),平底孔试块IV (20)，平底孔试块V (21)，所述的斜通孔试块(5)包括斜通孔试块I (22)，斜通孔试块 II (23)。
4.根据权利要求2所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的横通孔试块I (6)和横通孔试块II (7)上的多个通孔(I)分别设置为呈倾斜布置的“一”字型结构，横通孔试块111(8)和横通孔试块IV(9)上的多个通孔(I)分别设置为呈“L”型布置的结构，所述的横通孔试块III (8)的右侧上部、右侧中部、右侧下部位置也分别设置通孔(1)，所述的横通孔试块IV(9)右侧上部、右侧中部、右侧下部位置也分别设置通孔(I)。
5.根据权利要求2所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的横通孔试块V (10)上设置呈两排布置的通孔(1)，横通孔试块V (10)上的两排通孔(I)均设置为呈弧形布置的结构，所述的横通孔试块VI(Il)的中部、右侧上部和右侧下部位置各设置一个通孔(1)，所述的横通孔试块vn(i2)的中部、右侧上部和右侧下部位置各设置一个通孔⑴。
6.根据权利要求2所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的矩形槽试块I (13)的右上部、右中部、右下部各设置一个呈水平布置的矩形槽(24)，矩形槽试块I (13)的中心部设置呈垂直布置的矩形槽(24);所述的矩形槽试块II (14)的右上部、右中部，右下部、中部位置各设置一个呈水平布置的矩形槽(24)，所述的矩形槽试块IIK 15)的右上部、右中部、右下部各设置一个呈45度倾斜布置的矩形槽(24);所述的矩形槽试块IV (16)的右上部、右中部、右下部、中心部各设置一个与矩形槽试块IIK15)上的矩形槽倾斜角度相反的矩形槽(24)。
7.根据权利要求3所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的平底孔试块I (17)和平底孔试块II (18)上分别设置多道垂直布置的平底孔，平底孔试块III(19)和平底孔试块IV(20)分别设置多道水平布置的平底孔，平底孔试块V (21)上的多个平底孔呈两排垂直布置。
8.根据权利要求3所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，其特征在于所述的斜通孔试块I (22)上设置多个垂直布置的斜通孔(26)，斜通孔试块II (23)上设置两道呈弧形的斜通孔(26)，所述的两道斜通孔(26)再与垂直布置的另一道斜通孔(26)交汇连接。
专利摘要本实用新型提供一种应用于超声波探伤装备技术领域的火车车轮超声波探伤用试块组件，所述的试块组件包括四组试块，四组试块为(1)分别设置通孔的多个横通孔试块；(2)，分别设置矩形槽的多个矩形槽试块；(3)，分别设置平底孔的多个平底孔试块；(4)，分别设置斜通孔的多个斜通孔试块；(5)，所述的每组试块中的每个试块的外形均设置为与火车车轮的横截面形状相同的结构，本实用新型所述的火车车轮超声波探伤用试块组件，能够配合A、S、C超声波扫描技术，完成火车车轮的探伤零点、声速、灵敏度及盲区的标定的，通过对试块组件上的各种人工缺陷进行全部检测，满足了实际车轮轮箍产品中裂纹、孔状及条状等常见缺陷校准要求。
文档编号G01N29/30GK202837253SQ20122045945
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者陈昌华, 汤志贵, 陈能进, 祝宝芹, 肖峰, 黄亚强 申请人:马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司