1、螺栓

螺栓連接是常用的一種機(jī)械連接方式，螺栓在栓接中主要是起到將兩物體連接、緊固、定位及密封等作用。

鋼結(jié)構(gòu)連接用螺栓性能等級分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個等級，其中8.8級及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理(淬火、回火)，通稱為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱為普通螺栓。

高強(qiáng)度螺栓的材質(zhì)通常為調(diào)質(zhì)處理的中碳鋼、中碳合金鋼及硼鋼等，由于螺栓生產(chǎn)中大都需要墩頭，也為了適應(yīng)大批量制造的需要，螺栓頭部成型通常采用冷墩工藝。

2、連接方式

按照螺栓受力情況可將連接方式分為：

①傳遞垂直于螺栓軸方向剪力的摩擦連接和承壓連接。

②傳遞沿螺栓軸方向拉力的受拉連接。

按照受力后兩連接物體的位移情況可將連接方式分為：剛性連接、半柔性連接和柔性連接。

3、螺栓裂紋的特點

由于螺栓的種類較多，使用方法不同，裂紋產(chǎn)生的部位也不盡相同，但也有一定的普遍規(guī)律。

通常剛性連接或半柔性連接的高強(qiáng)度螺栓，斷裂部位發(fā)生在螺栓緊固安裝的根部或旋進(jìn)螺紋的2、3齒部位。

軌道交通裝備中，超聲波檢測主要用于剛性連接和半柔性連接的高強(qiáng)度螺栓。

采用超聲波檢測時，需要充分了解螺栓的受力情況和斷裂特點，有針對性、有重點的實施檢測。

二、檢測方法概述

M48以上的螺栓通常以小角度縱波斜探頭和橫波斜探頭為主，直探頭為輔;

M48以下的螺栓通常采用縱波直探頭。

1、儀器

采用A型脈沖反射式宇時先鋒超聲波探傷儀

2、探頭

(1)直探頭

探頭頻率5MHz，直探頭直徑一般≤φ10mm，直探頭盲區(qū)應(yīng)≤5mm。

由于螺栓端部處在機(jī)加工造成的翻邊，所以對在端部檢測的直探頭、小角度縱波斜探頭的耦合會造成影響。

為提高耦合效果，可以采用有磁性外套或有磁性吸附裝置的專用螺栓探頭。

(2)橫波斜探頭選擇

K值一般取1.5-1.7，頻率為5MHz，晶片尺寸為8mm×12mm或9mm×13mm。

3、試塊

采用CSK-1A型及螺栓專用對比試塊。螺栓專用對比試塊應(yīng)采用和探傷工件材料相同、尺寸相近的材料制成。

該材料用直探頭檢測時，不得有大于φ2mm平底孔當(dāng)量直徑的缺陷。

專用試塊一般采用實物人工缺陷試塊，在重點檢測部位使用線切割加工人工鋸口，鋸口采用弦形，鋸口深度一般為1mm、2mm，如圖1所示。

在圖1中位置1為旋進(jìn)螺紋的2、3齒部位，位置2為螺栓緊固安裝的根部。

不同深度的人工缺陷可在不同的試塊上加工，也可在同一試塊的不同方位加工。

不論如何加工均需確保校準(zhǔn)靈敏度時能夠?qū)⒉煌疃鹊娜毕菝鞔_區(qū)分。

CSK-1A型試塊主要用于校正儀器、探頭和系統(tǒng)性能，調(diào)節(jié)儀器掃描比例。

4、探前準(zhǔn)備

探傷前應(yīng)了解被探螺栓的名稱、規(guī)格、材料、熱處理工藝及螺栓結(jié)構(gòu)形式等。

原則上可拆下螺栓進(jìn)行磁粉探傷，對不可拆卸的螺栓，應(yīng)對探測面進(jìn)行打磨，減少由于斷面的中心孔、端部螺紋加工翻邊對探頭耦合的影響，端面需平整且與軸線垂直。

5、耦合劑

耦合劑應(yīng)具有良好的透聲性能和浸濕能力，且不損傷工件表面，可選擇甘油、機(jī)油或化學(xué)漿糊等作為耦合劑。

6、檢測部位

(1)直探頭、縱波小角度探頭：檢測區(qū)域為螺栓外露部分的端面。

探傷面應(yīng)清除油污、銹蝕及其它外來雜質(zhì)，檢測表面應(yīng)平整光滑，便于探頭的自由掃查，其表面粗糙度不應(yīng)超過Ra=6.3μm。

對于因刻打鋼印、機(jī)械加工造成的端面不平滑應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ァ?/p>

由于檢測位置的限制，通常可將檢測部位分為對側(cè)檢測(見圖1中探頭的位置a)和本側(cè)檢測(見圖1中探頭的位置b)。

選擇檢測位置需要滿足裂紋位置位于近場區(qū)以外。

(2)橫波斜探頭：檢測區(qū)域為螺栓的外圓面，如圖2中位置c。

7、掃描線的調(diào)整

使用CSK-1A型試塊調(diào)整儀器的掃描線，對于螺栓檢測來說，由于螺栓較長，且檢測的重點部位較明確，所以為了將缺陷波與螺紋反射波進(jìn)行區(qū)分，通常需要對重點檢測部位在水平線上進(jìn)行局部放大。

此時，當(dāng)確定缺陷深度時應(yīng)注意修正。

例題：

在圖1中探頭位置a對螺栓進(jìn)行檢測，如：檢測范圍為350mm-510mm，此方法重點檢測區(qū)域的水平線，簡述將儀器水平線的范圍調(diào)整至深度300-600mm的方法。

如果檢測時在6.6大格處發(fā)現(xiàn)一缺陷，缺陷深度為多少?

解：

調(diào)整方法：

(1)將直探頭置于CSK-1A型試塊的100mm平面上，找出試塊100mm的6次底波，使用衰減器將6次底波調(diào)整到屏幕滿幅高度的50%。

(2)使用水平旋鈕將第3次底波前沿調(diào)整到水平刻度“0”位置上。

(3)使用深度旋鈕將第6次底波調(diào)整前沿的水平刻度的“10”位。

(4)重復(fù)第(2)、(3)步驟直至兩次底波均滿足要求。儀器的掃描線就調(diào)整好了，此時，儀器水平刻度表示深度比例為30mm/大格。

缺陷深度：

h=(300+n×30)mm=(300+6.6×30)=498mm

8、靈敏度調(diào)整

根據(jù)探測的需要，選擇不同深度的人工缺陷專用試塊調(diào)整儀器的探傷靈敏度。

將探頭置于螺栓端面，使探頭和工件表面接觸良好，調(diào)節(jié)衰減器找出人工缺陷反射波的最高點，使用衰減器將人工缺陷調(diào)整到滿幅波高的50%。

9、波形分析

以規(guī)定的探傷靈敏度進(jìn)行檢查，在儀器水平線上發(fā)現(xiàn)波高超過規(guī)定的檢測靈敏度的反射波時進(jìn)行評定(底波除外)。

檢測中，要注意識別螺栓螺紋根部的反射波與裂紋波。

當(dāng)超聲波遇到裂紋時，其后面的螺紋根部反射波會降低或消失。

沈陽宇時先鋒檢測儀器有限公司創(chuàng)建于1985年，前身為沈陽探傷機(jī)廠，是從事研發(fā)生產(chǎn)無損檢測儀器的制造企業(yè)。多年以來我們一直致力于新產(chǎn)品的研發(fā)、研制及系列產(chǎn)品的生產(chǎn)，自主的知識產(chǎn)權(quán)，獲得多項新產(chǎn)品獎項。YUT系列宇時先鋒超聲波探傷儀;以及UM系列超聲波測厚儀——宇時先鋒超聲波探傷儀、穿透涂層測厚儀、超聲波測厚儀、紫外線探傷燈VM系列、DM系列黑白密度計、LED高亮度觀片燈、里氏硬度計等都是我廠自己研制開發(fā)的新儀器，新設(shè)備。