朱慶

摘 要：本文介紹了火車車輪超聲波A掃描和C掃描探傷，并對(duì)C掃描探傷的原理、方法和過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。對(duì)于C掃描探傷的直接接觸法與水浸法兩種方法進(jìn)行了比較，水浸法探傷在探測(cè)不同取向缺陷、較薄試件、靈敏度、分辨率、探頭壽命和可靠性方面具有較大優(yōu)勢(shì)。對(duì)于超聲波A掃描和C掃描探傷的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：火車車輪 超聲波探傷 C掃描

中圖分類號(hào)：U26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（c）-0062-02

常規(guī)車輪檢測(cè)主要是以A掃描為主，A掃描探傷是基本的探傷方式，其采用脈沖反射幅度法檢測(cè)缺陷。A掃描只能反應(yīng)基本信息且與技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)有極大關(guān)系。常規(guī)超聲波檢驗(yàn)主要分為在線檢測(cè)和離線檢測(cè)兩種。

自動(dòng)車輪探傷工序如圖1所示。設(shè)備采用耦合接觸法超聲波探傷，車輪內(nèi)側(cè)面和踏面分別布置一組組合式耦合接觸式雙晶探頭，聲束覆蓋各掃查面寬度。工件經(jīng)過拋丸處理后由輥道進(jìn)入檢測(cè)托輥，穩(wěn)定后工件轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)探頭對(duì)工件軸向和徑向的掃查，檢測(cè)人員觀察屏幕及各通道指示燈，發(fā)現(xiàn)有缺陷紅燈指示時(shí)切換屏幕顯示，轉(zhuǎn)動(dòng)工件仔細(xì)確認(rèn)缺陷，并填寫檢驗(yàn)結(jié)果，檢查完畢，車輪經(jīng)輥道進(jìn)入下一檢測(cè)工序。

1 車輪超聲C掃描探傷

C掃描實(shí)現(xiàn)了材料檢測(cè)的自動(dòng)化，使檢測(cè)結(jié)果呈直觀的圖像顯示；超聲C掃描具有良好的穿透性，對(duì)缺陷具有較高的靈敏度和可靠性；C掃描可以獲得材質(zhì)內(nèi)部缺陷、損傷的大量信息，甚至可以對(duì)工件的整體品質(zhì)做一定的質(zhì)量評(píng)估[1～2]。1956年在美國(guó)的加里福尼亞的派拉蒙研究出世界上第一臺(tái)超聲波C掃描檢測(cè)儀器，C掃描技術(shù)很快推廣應(yīng)用到材料內(nèi)部缺陷的檢測(cè)上。

超聲波C掃描提取垂直于聲束指定截面（即橫向截面像）的回波信息合成二維圖像，可獲取不同截面的信息，因此被廣泛應(yīng)用[3～4]，超聲C掃描過程如圖2所示。在水浸式C掃描成像中，超聲探頭得移動(dòng)是二維掃描即要沿x方向掃描，又要沿z方向掃描。為獲得某一與聲束軸線垂直的斷面在y=y0的圖像，掃描聲束應(yīng)聚焦與該平面，并從換能器接收到的散射信號(hào)中選取對(duì)應(yīng)于y=y0處的信號(hào)幅度，調(diào)制圖像中與物體坐標(biāo)（x，z）相應(yīng)像素的亮度，以獲得y=y0截面的圖像。改變掃描聲束聚焦的平面，即可獲得物體不同深度的C掃描截面圖像[5]。

超聲C掃描技術(shù)是將超聲檢測(cè)與電腦控制系統(tǒng)相連接，利用電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存貯、處理、圖像顯示集合在一起的技術(shù)。超聲波C掃描系統(tǒng)使用電腦控制探頭在工件上掃查，把工件內(nèi)部C掃描的反射波強(qiáng)度作為輝度變化并連續(xù)顯示出來，可繪制工件內(nèi)部缺陷的橫截面圖形。超聲波C掃描系統(tǒng)由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、C掃描控制器、超聲波C掃描檢測(cè)儀以及PC微機(jī)系統(tǒng)四部分組成。檢測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取、處理、存貯與評(píng)價(jià)都是在每一次掃描的同時(shí)，由電腦在線實(shí)時(shí)進(jìn)行。共有兩個(gè)信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)處理：一個(gè)是探頭所處位置的信號(hào)，一個(gè)是來自超聲波檢測(cè)儀描述超聲波振幅的模擬信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后輸入電腦，然后由掃描模式產(chǎn)生一個(gè)確定其尺寸的數(shù)據(jù)陣列，圖形顯示這個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)陣列里每個(gè)點(diǎn)在顯示器上顯示為一個(gè)像素。圖形可以有多種顏色分級(jí)顯示，代表不同的dB數(shù)，在每次掃描結(jié)束時(shí)，計(jì)算機(jī)可通過軟件自動(dòng)完成對(duì)每一種顏色和顯示的面積的像素?cái)?shù)的統(tǒng)計(jì)。對(duì)顯示的掃描圖像作相應(yīng)的解釋，對(duì)缺陷進(jìn)行評(píng)定[6～7]。

超聲波C掃描是記錄來自“A掃描”的數(shù)據(jù)和信息的二維平面圖。在C掃描上所示的所有信息首先在示波器上顯示，而后由C掃描顯示器上顯示出來。在示波器上有控制輸出信號(hào)的閘門電路，檢測(cè)人員確定采集所需信號(hào)，可轉(zhuǎn)化成為衡量材料質(zhì)量的信息，并將其顯示在C掃描記錄上[8]。

超聲波C掃描檢測(cè)系統(tǒng)，其系統(tǒng)配置主要包括以下四個(gè)模塊：（1）機(jī)械掃查結(jié)構(gòu)；（2）運(yùn)動(dòng)控制硬件和軟件；（3）數(shù)據(jù)采集分析硬件和軟件；（4）其他相關(guān)儀器。

超聲波C掃描檢測(cè)系統(tǒng)主要由傳感器、檢測(cè)儀、機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)、信號(hào)采集單元、控制系統(tǒng)以及成像顯示單元組成，如圖3所示。

其工作原理是：當(dāng)被檢物體內(nèi)部的均勻性發(fā)生變化時(shí)（例如車輪內(nèi)部存在夾雜等缺陷），聲波將會(huì)改變其原有的傳播規(guī)律，這種變化被換能器接收，其信號(hào)以回波形式通過A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。通過提取其中與缺陷有關(guān)的特征參量，建立缺陷識(shí)別模式，將被檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果以不同顏色顯示出來。超聲波自動(dòng)C掃描成像檢測(cè)通過設(shè)計(jì)專門的掃描機(jī)構(gòu)，在控制系統(tǒng)的作用下，自動(dòng)地完成對(duì)被檢測(cè)材料或績(jī)構(gòu)上每二點(diǎn)的覆蓋掃描、同時(shí)以波形和圖像實(shí)時(shí)顯示被檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部質(zhì)量[9]。

超聲波C掃描探傷技術(shù)，由于其具有自動(dòng)化程度高，檢測(cè)結(jié)果直觀可靠，檢測(cè)結(jié)果便于永久保存，這都為缺陷的定量、定性、定位的最終判定提供了有利的判定依據(jù)。利用高頻超聲波具有波長(zhǎng)短、方向性好及分辨率高等特點(diǎn)對(duì)車輪進(jìn)行C掃描實(shí)驗(yàn)，可對(duì)微小缺陷（例如非金屬夾雜物）進(jìn)行檢測(cè)。利用A掃描中缺陷波的深度位置及C掃描中缺陷距試樣邊界距離進(jìn)行定位，同時(shí)，C掃描圖像可再現(xiàn)單個(gè)大顆粒夾雜物或小夾雜物團(tuán)重疊的形貌。此外，利用超聲波C掃描功能可獲得車輪試樣的超聲層析成像，進(jìn)而獲得缺陷的具體形狀和精確尺寸，這就為車輪的安全評(píng)定，壽命評(píng)估和有限元應(yīng)力計(jì)算等提供了準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)依據(jù)。

對(duì)于車輪探傷，在掃描方式上選擇水浸式，這樣與超聲波C掃描技術(shù)有利的結(jié)合起來。超聲波探傷有很多方法，按耦合方式分類可分為：直接接觸法與水浸法兩種。其中直接接觸法是最為常見的探傷方法，其具有方便靈活、耦合層薄、聲能損失少等優(yōu)點(diǎn)。然而，實(shí)際探傷時(shí)由于探頭上所施加壓力大小、耦合層厚度、接觸面積大小、工件表面情況均難以控制，因此，它們的綜合影響難以估量；再則，直接接觸法使探頭容易磨損，檢測(cè)速度慢，因此對(duì)于諸如車輪，宜采用水浸法探傷。其有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）探頭和試件不接觸，超聲波的發(fā)射和接收都比較穩(wěn)定。試塊表面粗糙度的影響在水浸法中也存在，但粗糙表面引起的聲能損失比接觸法小的多。endprint

（2）通過調(diào)節(jié)探頭角度，可方便地改變探頭發(fā)射的超聲束的方向，從而很容易地實(shí)現(xiàn)斜射聲束檢測(cè)，以及沿曲面或不規(guī)則表面進(jìn)行的掃查，對(duì)于獲得不同取向缺陷的最大回波高度也是有利的。

（3）由于表面回波寬度比發(fā)射脈沖寬度窄，可縮小檢測(cè)盲區(qū)，從而可檢測(cè)較薄的試件。

（4）由于探頭不直接接觸試件，探頭損壞的可能性較小，探頭壽命較長(zhǎng)。

（5）便于實(shí)現(xiàn)聚焦聲束檢測(cè)，滿足高靈敏度、高分辨率檢測(cè)的需要。

（6）探頭可以在機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，減少影響檢測(cè)可靠性的人為因素。

2 車輪探傷方法的比較

就當(dāng)前國(guó)內(nèi)的常規(guī)車輪超聲波探傷技術(shù)應(yīng)用情況來看，常規(guī)超聲波無損檢測(cè)技術(shù)雖然己經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于車輪檢測(cè)，對(duì)質(zhì)量控制和在線實(shí)時(shí)檢測(cè)都具有重要的作用和影響；但是常規(guī)波形檢測(cè)結(jié)果對(duì)檢測(cè)人員的依賴性都還很強(qiáng)，并且都還存在著一些難以克服的困難和缺陷，例如：

（1）通常要有熟練的技術(shù)技能，對(duì)結(jié)果做出說明及解釋。因此，在相互關(guān)系未經(jīng)證明的情況下，可能存在不同人員對(duì)結(jié)果看法不統(tǒng)一。

（2）外界環(huán)境的溫度、濕度、粉塵、振動(dòng)、噪音以及磁、電場(chǎng)和儀器本身內(nèi)部的各種干擾都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。

（3）超聲無損檢測(cè)還大部分是采用常規(guī)的A型脈沖反射法技術(shù)，存在不直觀、判傷難、無記錄、人為因素影響大等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響著超聲檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

通過上面對(duì)不同車輪超聲探傷方法的介紹，不難看出超聲波C掃描檢測(cè)技術(shù)巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，較之常規(guī)超聲探傷技術(shù)，高頻超聲波C掃描檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可總結(jié)如下：

（1）采用水浸式探傷方式，大大提到了自動(dòng)化檢測(cè)的程度，其檢測(cè)的精度、檢測(cè)的效率也大幅提高。

（2）利用高頻超聲波波長(zhǎng)短、方向性好及分辨率高等特點(diǎn)，可更好的再現(xiàn)缺陷的形貌以及缺陷在車輪中的分布情況。

（3）調(diào)節(jié)探頭入射角度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪關(guān)鍵部位的檢測(cè)，避免了常規(guī)超聲波探傷中的漏檢。

3 車輪探傷技術(shù)存在問題

在以往火車車輪探傷過程中，技術(shù)人員想要了解車輪中的缺陷（如夾雜物）的情況，通常采取金相等有損檢測(cè)辦法，但是金相檢驗(yàn)的辦法是無法對(duì)車輪整體的缺陷情況進(jìn)行檢測(cè)判斷，它的取樣面積小，并且是在二維平面上進(jìn)行檢查，所以檢查效率很低。采用超聲波探傷技術(shù)來研究車輪缺陷是目前出現(xiàn)的較新的無損評(píng)價(jià)（NDE）技術(shù)，通過采用高頻率聚焦超聲C掃描，結(jié)合對(duì)車輪樣品制備技術(shù)，在對(duì)車輪質(zhì)量的無損評(píng)價(jià)方法相關(guān)的靈敏度校準(zhǔn)和建立理想檢測(cè)條件的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)車輪質(zhì)量檢測(cè)的超聲結(jié)果和金相解剖結(jié)果進(jìn)行了分析和對(duì)比，來進(jìn)行車輪質(zhì)量的評(píng)估，具有極大意義。但同時(shí)超聲檢測(cè)技術(shù)也存在問題，具體問題如下：

（1）盲區(qū)的影響。不管是C掃描、S掃描，還是電磁超聲都存在著波形盲區(qū)的影響

（2）試樣表面質(zhì)量的影響。試樣表面質(zhì)量及傾斜度都會(huì)影響超聲波在介質(zhì)中的傳播，引起能量的衰減。超聲C、S掃描需要耦合介質(zhì)，試樣的表面粗糙度和傾斜度對(duì)靈敏度的影響較大。電磁超聲需要鐵磁性介質(zhì)，試樣表面潔凈度會(huì)產(chǎn)生一定影響。

（3）試樣加工問題。超聲無損探傷是一種對(duì)比探傷，是在一定標(biāo)準(zhǔn)試塊的基礎(chǔ)上探傷的。所謂的當(dāng)量法就是要求所探缺陷與標(biāo)準(zhǔn)試塊上的人工標(biāo)準(zhǔn)缺陷回波高度相同或者換算當(dāng)量大小相同。車輪中的自然缺陷是不可知的，所以人工制造的缺陷也不能完全反應(yīng)自然缺陷。

4 結(jié)論

（1）C掃描探傷的水浸法相對(duì)于直接接觸法在探測(cè)不同取向缺陷、較薄試件、靈敏度、分辨率、探頭壽命和可靠性方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

（2）C掃描檢測(cè)技術(shù)相對(duì)于A掃描探傷，其檢測(cè)的精度、檢測(cè)的效率和自動(dòng)化檢測(cè)的程度具有優(yōu)勢(shì)。

（3）車輪探傷在盲區(qū)的影響、試樣表面質(zhì)量和試樣加工等方面存在較多問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣危平.超聲檢測(cè)學(xué)[M].武漢：武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，1991：37-81.

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[3] 魏勤，尤建飛.超聲C掃描系統(tǒng)在超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003（10）：96-97.

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[5] 謝道平.超聲C掃描圖像處理技術(shù)的研究[D].西安：西安科技大學(xué)，2007.

[6] 魏勤，尤建飛.超聲C掃描成像系統(tǒng)在鋁基復(fù)合材料無損檢測(cè)中的應(yīng)用[J].華東工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，14（12）：31-34.

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[8] 鄧延.先進(jìn)復(fù)合材料超聲C掃描檢測(cè)技術(shù)研究[D].西安：西北工業(yè)大學(xué)，2007.

[9] 彭應(yīng)秋.超聲波檢測(cè)工藝[M].北京：航空工業(yè)出版社，1990.endprint

（2）通過調(diào)節(jié)探頭角度，可方便地改變探頭發(fā)射的超聲束的方向，從而很容易地實(shí)現(xiàn)斜射聲束檢測(cè)，以及沿曲面或不規(guī)則表面進(jìn)行的掃查，對(duì)于獲得不同取向缺陷的最大回波高度也是有利的。

（3）由于表面回波寬度比發(fā)射脈沖寬度窄，可縮小檢測(cè)盲區(qū)，從而可檢測(cè)較薄的試件。

（4）由于探頭不直接接觸試件，探頭損壞的可能性較小，探頭壽命較長(zhǎng)。

（5）便于實(shí)現(xiàn)聚焦聲束檢測(cè)，滿足高靈敏度、高分辨率檢測(cè)的需要。

（6）探頭可以在機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，減少影響檢測(cè)可靠性的人為因素。

2 車輪探傷方法的比較

就當(dāng)前國(guó)內(nèi)的常規(guī)車輪超聲波探傷技術(shù)應(yīng)用情況來看，常規(guī)超聲波無損檢測(cè)技術(shù)雖然己經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于車輪檢測(cè)，對(duì)質(zhì)量控制和在線實(shí)時(shí)檢測(cè)都具有重要的作用和影響；但是常規(guī)波形檢測(cè)結(jié)果對(duì)檢測(cè)人員的依賴性都還很強(qiáng)，并且都還存在著一些難以克服的困難和缺陷，例如：

（1）通常要有熟練的技術(shù)技能，對(duì)結(jié)果做出說明及解釋。因此，在相互關(guān)系未經(jīng)證明的情況下，可能存在不同人員對(duì)結(jié)果看法不統(tǒng)一。

（2）外界環(huán)境的溫度、濕度、粉塵、振動(dòng)、噪音以及磁、電場(chǎng)和儀器本身內(nèi)部的各種干擾都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。

（3）超聲無損檢測(cè)還大部分是采用常規(guī)的A型脈沖反射法技術(shù)，存在不直觀、判傷難、無記錄、人為因素影響大等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響著超聲檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

通過上面對(duì)不同車輪超聲探傷方法的介紹，不難看出超聲波C掃描檢測(cè)技術(shù)巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，較之常規(guī)超聲探傷技術(shù)，高頻超聲波C掃描檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可總結(jié)如下：

（1）采用水浸式探傷方式，大大提到了自動(dòng)化檢測(cè)的程度，其檢測(cè)的精度、檢測(cè)的效率也大幅提高。

（2）利用高頻超聲波波長(zhǎng)短、方向性好及分辨率高等特點(diǎn)，可更好的再現(xiàn)缺陷的形貌以及缺陷在車輪中的分布情況。

（3）調(diào)節(jié)探頭入射角度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪關(guān)鍵部位的檢測(cè)，避免了常規(guī)超聲波探傷中的漏檢。

3 車輪探傷技術(shù)存在問題

在以往火車車輪探傷過程中，技術(shù)人員想要了解車輪中的缺陷（如夾雜物）的情況，通常采取金相等有損檢測(cè)辦法，但是金相檢驗(yàn)的辦法是無法對(duì)車輪整體的缺陷情況進(jìn)行檢測(cè)判斷，它的取樣面積小，并且是在二維平面上進(jìn)行檢查，所以檢查效率很低。采用超聲波探傷技術(shù)來研究車輪缺陷是目前出現(xiàn)的較新的無損評(píng)價(jià)（NDE）技術(shù)，通過采用高頻率聚焦超聲C掃描，結(jié)合對(duì)車輪樣品制備技術(shù)，在對(duì)車輪質(zhì)量的無損評(píng)價(jià)方法相關(guān)的靈敏度校準(zhǔn)和建立理想檢測(cè)條件的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)車輪質(zhì)量檢測(cè)的超聲結(jié)果和金相解剖結(jié)果進(jìn)行了分析和對(duì)比，來進(jìn)行車輪質(zhì)量的評(píng)估，具有極大意義。但同時(shí)超聲檢測(cè)技術(shù)也存在問題，具體問題如下：

（1）盲區(qū)的影響。不管是C掃描、S掃描，還是電磁超聲都存在著波形盲區(qū)的影響

（2）試樣表面質(zhì)量的影響。試樣表面質(zhì)量及傾斜度都會(huì)影響超聲波在介質(zhì)中的傳播，引起能量的衰減。超聲C、S掃描需要耦合介質(zhì)，試樣的表面粗糙度和傾斜度對(duì)靈敏度的影響較大。電磁超聲需要鐵磁性介質(zhì)，試樣表面潔凈度會(huì)產(chǎn)生一定影響。

（3）試樣加工問題。超聲無損探傷是一種對(duì)比探傷，是在一定標(biāo)準(zhǔn)試塊的基礎(chǔ)上探傷的。所謂的當(dāng)量法就是要求所探缺陷與標(biāo)準(zhǔn)試塊上的人工標(biāo)準(zhǔn)缺陷回波高度相同或者換算當(dāng)量大小相同。車輪中的自然缺陷是不可知的，所以人工制造的缺陷也不能完全反應(yīng)自然缺陷。

4 結(jié)論

（1）C掃描探傷的水浸法相對(duì)于直接接觸法在探測(cè)不同取向缺陷、較薄試件、靈敏度、分辨率、探頭壽命和可靠性方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

（2）C掃描檢測(cè)技術(shù)相對(duì)于A掃描探傷，其檢測(cè)的精度、檢測(cè)的效率和自動(dòng)化檢測(cè)的程度具有優(yōu)勢(shì)。

（3）車輪探傷在盲區(qū)的影響、試樣表面質(zhì)量和試樣加工等方面存在較多問題。

參考文獻(xiàn)

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[9] 彭應(yīng)秋.超聲波檢測(cè)工藝[M].北京：航空工業(yè)出版社，1990.endprint

（2）通過調(diào)節(jié)探頭角度，可方便地改變探頭發(fā)射的超聲束的方向，從而很容易地實(shí)現(xiàn)斜射聲束檢測(cè)，以及沿曲面或不規(guī)則表面進(jìn)行的掃查，對(duì)于獲得不同取向缺陷的最大回波高度也是有利的。

（3）由于表面回波寬度比發(fā)射脈沖寬度窄，可縮小檢測(cè)盲區(qū)，從而可檢測(cè)較薄的試件。

（4）由于探頭不直接接觸試件，探頭損壞的可能性較小，探頭壽命較長(zhǎng)。

（5）便于實(shí)現(xiàn)聚焦聲束檢測(cè)，滿足高靈敏度、高分辨率檢測(cè)的需要。

（6）探頭可以在機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，減少影響檢測(cè)可靠性的人為因素。

2 車輪探傷方法的比較

就當(dāng)前國(guó)內(nèi)的常規(guī)車輪超聲波探傷技術(shù)應(yīng)用情況來看，常規(guī)超聲波無損檢測(cè)技術(shù)雖然己經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于車輪檢測(cè)，對(duì)質(zhì)量控制和在線實(shí)時(shí)檢測(cè)都具有重要的作用和影響；但是常規(guī)波形檢測(cè)結(jié)果對(duì)檢測(cè)人員的依賴性都還很強(qiáng)，并且都還存在著一些難以克服的困難和缺陷，例如：

（1）通常要有熟練的技術(shù)技能，對(duì)結(jié)果做出說明及解釋。因此，在相互關(guān)系未經(jīng)證明的情況下，可能存在不同人員對(duì)結(jié)果看法不統(tǒng)一。

（2）外界環(huán)境的溫度、濕度、粉塵、振動(dòng)、噪音以及磁、電場(chǎng)和儀器本身內(nèi)部的各種干擾都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。

（3）超聲無損檢測(cè)還大部分是采用常規(guī)的A型脈沖反射法技術(shù)，存在不直觀、判傷難、無記錄、人為因素影響大等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響著超聲檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

通過上面對(duì)不同車輪超聲探傷方法的介紹，不難看出超聲波C掃描檢測(cè)技術(shù)巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，較之常規(guī)超聲探傷技術(shù)，高頻超聲波C掃描檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可總結(jié)如下：

（1）采用水浸式探傷方式，大大提到了自動(dòng)化檢測(cè)的程度，其檢測(cè)的精度、檢測(cè)的效率也大幅提高。

（2）利用高頻超聲波波長(zhǎng)短、方向性好及分辨率高等特點(diǎn)，可更好的再現(xiàn)缺陷的形貌以及缺陷在車輪中的分布情況。

（3）調(diào)節(jié)探頭入射角度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪關(guān)鍵部位的檢測(cè)，避免了常規(guī)超聲波探傷中的漏檢。

3 車輪探傷技術(shù)存在問題

在以往火車車輪探傷過程中，技術(shù)人員想要了解車輪中的缺陷（如夾雜物）的情況，通常采取金相等有損檢測(cè)辦法，但是金相檢驗(yàn)的辦法是無法對(duì)車輪整體的缺陷情況進(jìn)行檢測(cè)判斷，它的取樣面積小，并且是在二維平面上進(jìn)行檢查，所以檢查效率很低。采用超聲波探傷技術(shù)來研究車輪缺陷是目前出現(xiàn)的較新的無損評(píng)價(jià)（NDE）技術(shù)，通過采用高頻率聚焦超聲C掃描，結(jié)合對(duì)車輪樣品制備技術(shù)，在對(duì)車輪質(zhì)量的無損評(píng)價(jià)方法相關(guān)的靈敏度校準(zhǔn)和建立理想檢測(cè)條件的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)車輪質(zhì)量檢測(cè)的超聲結(jié)果和金相解剖結(jié)果進(jìn)行了分析和對(duì)比，來進(jìn)行車輪質(zhì)量的評(píng)估，具有極大意義。但同時(shí)超聲檢測(cè)技術(shù)也存在問題，具體問題如下：

（1）盲區(qū)的影響。不管是C掃描、S掃描，還是電磁超聲都存在著波形盲區(qū)的影響

（2）試樣表面質(zhì)量的影響。試樣表面質(zhì)量及傾斜度都會(huì)影響超聲波在介質(zhì)中的傳播，引起能量的衰減。超聲C、S掃描需要耦合介質(zhì)，試樣的表面粗糙度和傾斜度對(duì)靈敏度的影響較大。電磁超聲需要鐵磁性介質(zhì)，試樣表面潔凈度會(huì)產(chǎn)生一定影響。

（3）試樣加工問題。超聲無損探傷是一種對(duì)比探傷，是在一定標(biāo)準(zhǔn)試塊的基礎(chǔ)上探傷的。所謂的當(dāng)量法就是要求所探缺陷與標(biāo)準(zhǔn)試塊上的人工標(biāo)準(zhǔn)缺陷回波高度相同或者換算當(dāng)量大小相同。車輪中的自然缺陷是不可知的，所以人工制造的缺陷也不能完全反應(yīng)自然缺陷。

4 結(jié)論

（1）C掃描探傷的水浸法相對(duì)于直接接觸法在探測(cè)不同取向缺陷、較薄試件、靈敏度、分辨率、探頭壽命和可靠性方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

（2）C掃描檢測(cè)技術(shù)相對(duì)于A掃描探傷，其檢測(cè)的精度、檢測(cè)的效率和自動(dòng)化檢測(cè)的程度具有優(yōu)勢(shì)。

（3）車輪探傷在盲區(qū)的影響、試樣表面質(zhì)量和試樣加工等方面存在較多問題。

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