整体车轮专用磁粉探伤机的改造

　　一、概述

　　随着铁路运输的跨越式发展, 机车车辆向高速、重载发展成为当今铁路运输的主流，而作为机车车辆关键部件之一的整体车轮，近年来多次发生裂损，严重影响了列车的运行安全。

　　为了保证车轮运行质量，除了保证其制造质量外，还要求在使用过程中对车轮进行严格检查，为此南车株洲电力机车有限公司采购了一台整体车轮磁粉探伤机。该机在使用中显现出诸多不足，难以满足车轮探伤要求，为此公司联合盐城东车科技公司对该探伤机进行技术升级改造。

　　二、存在的不足

　　1. 经磁场强度测量仪测试显示其磁场分布不均：轮毂与辐板内侧区域磁场较强，轮辋与辐板外侧区域的磁场较弱，达不到ISO 6933标准和TB 2983标准规定的最低值2 000A/m的要求。

　　2. 探伤机采用白光照明，白光在工件表面的反光较强，作业人员视力易疲劳，且工件与背景对比度不够，影响探伤效果。

　　3. 磁悬液喷淋系统喷出的磁悬液，不能迅速充分地覆盖工件整个表面，影响磁化效果。

　　4. 原设备存在磁悬液泄漏现象。

　　三、分析

　　1. 原探伤机周向磁化采用穿棒法，因此必然存在磁场不均的问题，同时由于磁化功率不够，导致车轮磁场强度不足。由于车轮外径较大 (1 250mm)，如加大磁化功率，必将导致轮毂部分磁场强度过大，可能引起过度背景，影响探伤效果。

　　2. 原探伤机纵向磁化采用在车轮两侧各置一个线圈(线圈绕在铁芯上)，当线圈通交流电时，在铁芯上产生交变磁场，从而形成纵向磁场，用来进行车轮周向探伤。但由于车轮外径较大、线圈直径较小，因此无法满足轮辋部分的磁场强度要求。

　　四、改造方案

　　考虑到探伤效率和实际情况，首先确立车轮探伤时只能处于竖立状态，针对磁场强度不足和分布不均的问题，公司和东车科技公司经研究后决定对磁化装置进行以下内容的技术改造。

　　1. 周向磁化采用叉形线圈法 (见图1) 进行磁化。叉形线圈法是由电缆法演变而来，由左移动半线圈、右移动半线圈及闭合装置等组成，在工件外面绕上铜排，电流从铜排中通过进行磁化，此时产生的磁力线沿着工件的圆周方向均匀分布，消除了车轮各部分磁场强度强弱不均的问题。

　　2. 纵向磁化采用两只线圈与铁芯进行磁化。两只线圈布置在车轮两侧，构成线圈法。线圈中有铁芯，车轮内孔得到纵向磁化。采用以上两种磁化方法，可一次性在车轮上形成两个方向的均匀磁场，极大提高了探伤效率。