最近香港发生了一件电梯坠下造成多人受伤的严重事故，引起全港市民高度重视，报章电视大肆报导和严厉遣责肇事的电梯公司，事后这家负责维修保养的公司被政府取消其公司资格，这也是香港政府首次采用的最严厉的惩罚措施，大有杀一警百之效。

全港的电梯保养维修公司都不敢怠慢，立即大量增加人手维修和巡查的密度。

在香港所有的高楼大厦中几乎都设有电梯，电梯的机械传动轴如果运行中突然断裂，就有可能出现电梯急速坠下造成人命伤亡事故。

香港有家信誉较好的大型电梯公司，一向都有做超声波检测，也是香港唯一有对电梯轴进行超声波检测的公司，前线的超声波检验员在例行的定期检测中，发现在某大厦其中一个电梯轴「有可疑的裂纹回波」，为了慎重起见负责检测的工程师打电话来向我请教，想叫我帮他们确定下这条轴是否真的有裂纹。(见图1)

（图1 标准的5张波形图 ）

我要求他先提供这条轴的详细图纸和有可疑裂纹信号波形图，我详细分析了波形图纸后，感觉是有可疑但无法从他们提供的波形图上清楚分辨，因为左右两侧的回波无论重叠在同一位置。

我立即打电话给她问是否可以带我到现场看看，她说可以，然后马上安排我前去。

到达现场后我亲演示一次，用他们的USM35型超声波仪器，详细步骤如下：

我先用直径20mm 2.5MHz 0°直探头，量程设置在1000mm，先从T侧扫查找到底波，调到回波80%FSH，再用P-Delay键功能调校到860mm，然后存档记录。

当我看到底波80%FSH时要用42dB时就感觉这条轴有问题了。

根据我的经验这种轴类零件1000mm以下长度，用直径20mm 2.5MHz 0°直探头时，底波80%FSH时其dB值正常情况下不超过30dB，若超过50dB表示有两种状况：

(1)这条轴已经有金属疲劳现象了；

(2)这条轴可能是未经调质处理的材料。

因为在香港很多时候更换修理时，一些山寨厂只是从五金商店买条高强度钢的棒材，照图机加工后不做任何热处工序就装上去使用，这种未经调质处理的材料超声波衰加减较大，也是不适合使用在轴类零件中的，如果机加工时键销槽有粗糙刀痕和锐角，那么就很容易产生金属疲劳断裂，如果有这两种情况我们都建议客户及早更换。或者定期检测时间缩短些。

观察底波80%FSH时dB值我称之为被检材料的「透声性能」。

而今次这条轴底波80%FSH时是42dB，在大于30dB和小于50dB之间是否也有问题呢？

心存疑惑地重视起来。

然后按步骤先在T侧，直接对LT1键销端角扫查找出其215mm处的反射回波，调到80%FSH，存档记录。

这也是我们做电梯轴常用的一种灵敏调校方法，电梯轴种类繁多尺寸又不一样，不可能每一种电梯轴都做一个含有人工缺陷的对比试块，用键销就最实在，因为每一个电梯轴都会有键销。

由于键销端头是反向圆弧形的，超声波打上去时只有少部分声波反射回来，把它调校到80%FSH时基本上灵敏度是可以的了。(这也是我的绝技呵！)

我在观察215mm键销端头回波时已经看到在387.7mm至390mm范围也有一个反射回波，将探头垂直键销轴线向下移动时215mm回波慢慢消失，387.8mm至390mm范围反射回波更清晰，上下左右旋转找出其最高反射回波调到80%FSH和387.7mm与215mm键销端头回波比较相差了20dB，说明裂纹远大于键销端头，存档记录。

我们查看图纸分析从T侧量度键销端头是215mm，键销槽全长是180mm，两者相加即395mm。

现在只是387.7mm至390mm范围，正常情况下从T侧扫查时这个LT2位置的键销槽是不会有任何反射回波的，出现反射回波是不正常的，这个位置也是最常见裂纹出现的位置。

我立即走到对面G侧扫查这个位置，找到对应的反射回波在465至470mm范围，而且多数在469至470mm范围。

正常情况下从G侧扫查应该得到LT2键销端头回波是465mm，现在465mm端头回波反而不容易看到，为什么呢?

(1)因为键销端头尺寸小而且是圆弧形，声波打到上面大多数能量反射跑掉了，裂纹的回波远大于键销端头；

(2)从轴的结构图上可以看到从小直径轴端面用0°直探头要让声束直接打到键销端头上也不容易，只是声束的扩散角部分扫查到键销端头，所以反射回波小，除非用小角度探头。

现在直探头从两端都能清楚地看到反射回波，而且相20dB以上，说明裂纹的尺寸已经很大，远比键销端头大很多了，而且裂纹是垂直于声的束面状缺陷，裂纹反射回波经过计算正好两边数据相加少于860mm(387.7+469.5=857.2mm)。(见图2)

（图2 从G和T左右两侧发现的裂纹回波 ）

由于465mm键销端角反射回波与裂纹回相差只有5mm，前线检测人员平时幷不注重精确调准量程的习惯，再加上用3°纵波斜探头，声程肯定大于实际尺寸，这也是造成他们没有信心的原因之一。

(这方面其实可以改善下，直接用仪器的角度设置就好了，保证没有偏差。)

我用的是直探头没有角度影响，实测声程数据就是实际尺寸1:1对应很准确。

我再用直径20mm 2.5MHz 3.5度纵波斜探头针对这个位置扫查，结果一样计算出来，我相信是裂纹了，而且还有个特点只是对准键销方向时反射回波很强烈，反向时消失，说明裂纹源头是从键销槽方向开始。

为了更有把握，我叫他们的检测员在旁边另一台刚更换新轴对比下，用这个同一型号、同一形状、同一材质对比是最好的方法。

分别从两侧T和G再做一次，在这个我们怀疑有裂纹的位置，没有任何反射回波。

真是「不怕不识货就怕货比货」，一对比马上就知结果了。

这样我们就已经可以肯定有裂纹了，我叫他们立即停止使用和尽快拆卸这条轴出来。

她马上安排拆卸并告诉我说拆下来后会送交给我们公司再做一次磁粉检测给予确认和出第三方的检测报告。

几天后她把拆下来电梯轴送来我们做磁粉探伤，清晰可见而且裂纹出现的位置与超声没检测的数据准确吻合。(见步骤11、12图)成功地避免了一次电梯下坠的意外。

为了让前线的检测人员在日后的检测工作中准确无误地进行检测。

我将正确的「电梯轴检测的检测步骤」在此写下。

详细步骤如下：

仪器USM35型直径22mm ，4.0MHz，0°直探头和配3°小角度纵波斜探头楔块。先用手指摸下两端轴面是否光滑不得有锈蚀，如果不平整必须打磨处理和用砂布擦净除锈。

有些轴两端面有一面很光滑另一面却是较深的锯齿槽条纹，测量底波时肯定要用很高的dB值才能得到80%FSH，这时测量透声性能时只需要记录光面的一端dB值即可，键销端头灵敏度也是以光面一端为准。

耦合剂一定要用手指涂抹均匀在轴的整个端面，让其充分湿润才有好的透声效果。

1.用直径22mm 4.0MHz 0°直探头，量程设置在1000mm。在一个标准钢材的圆棒上，(直径约25mm长100mm)先测试下声程和仪器的水平线性。

2.用直径22mm 4.0MHz 0°直探头，量程设置在1000mm，先从T侧扫查找到底波，调到回波80%FSH，再用P-Delay键功能调校到860mm，然后存档记录。对应地在G侧也做一次，情况一样就不必做存档记录。

3.用3°小角度纵波斜探头，设置角度功能键3°调出水平距离在萤幕上方位置，设量程为500mm从G侧扫查先找出156mm处的键销端头LW1回波，调校回波高度80%FSH，存档记录。

然后在键销端头回波高度80%FSH基础上再加9dB灵敏度扫查。

重点在三个位置以键销轴线设为0°顺时针方向120°和240°扫查，最后整圈扫查。

4.用3°小角度纵波斜探头，设量程为1000mm从G侧扫查再找出465mm处的键销端头LT2回波，调校回波高度80%FSH，存档记录。

然后在两键销端头回波高度80%FSH基础上再加9dB灵敏度扫查。重点在三个位置以键销轴线设为0°顺时针方向120°和240°扫查，最后整圈扫查。

5.用3°小角度纵波斜探头，设量程为500mm从T侧扫查找出215mm处的键销端头LT1回波，调校回波高度80%FSH，存档记录。

然后在两键销端头回波高度80%FSH基础上再加9dB灵敏度扫查。

重点在三个位置以键销轴线设为0°顺时针方向120°和240°扫查，最后整圈扫查。

6.用3º小角度纵波斜探头，设量程为1000mm从T侧扫查再找出586mm处的键销端头LW2回波，调校回波高度80%FSH，存档记录。

然后在两键销端头回波高度80%FSH基础上再加9dB灵敏度扫查。

重点在三个位置以键销轴线设为0°顺时针方向120°和240°扫查，最后整圈扫查。

7.正常没有发现裂纹时根据原厂提供的检验程序存档记录以上5张波形图就可以了。

4个键销回波探头必垂直于键销槽找最高反射回波80%FSH记录存档。

8.发现裂纹时找到最高反射回波80%FSH存档记录，留意dB值与键销对比多数比键销端大，而且裂纹出现在键销槽内，裂纹的源头从键销开始，多数是单边，因为电梯在上升和下降时受力不一样，长期一边受力就会形成单边裂纹。

正常情况下这个真实裂纹应该从G和T两侧都能发现而且位置重叠吻合。除非同时有二个以上的裂纹。

9.注意：在扫查时外国人用「cultivate」这个英文字而不用「scanning」，是有其独特的意义的。

我的理解意思一定要慢慢地移动探头，上下、左右、摆动、旋转、弧行扫查等等手势，手持探头扫查的同时用眼睛看着萤幕，在我们预计会出现裂纹的位置要想尽一切办法把裂纹从中「挑剔」出来。

记住声波与裂纹垂直时才能得到最好的反射回波。

10.探伤前的准备如果有原厂设计图纸，我们要学会从中找出我们感兴趣的5个常用数据，先画出一个简易图将相关数据标志上简易图上，例如：

5个常用数据分别是：(1)电梯轴全长L；(2)LW1；(3)LW2；(4)LT1；(5)LT2的数据。

11.如果完全没有任何图纸或者实物时，我们可以通过超声波测量将以上5个数测量出来幷作出简易图。

12.现在的数字仪如果是用同一探头时只要储存上一次的数据即可再调出使用快捷方便。

13.最后提醒各位3点：

(1)不要以扩散角的概念来检测轴类零件，应该以主声束对准裂纹效果才最可靠。

(2)小心留意，这条轴从直径80向70mm方向有个R50mm的弧形面或者斜面，超声波打在上面有时会出现「波型转换」。

(3)探头不要超出轴径外扫查，特别是3°小角度纵波斜探头的扫查方向，不要向着侧面外壁，否则肯定产生很多难以解释的回波。

各位看官如果按我写的这个实战案例的步骤去检测同类型电梯轴时，我保证你能胜任。

详细的每一个步骤图解如下：

（步骤 1 从原装图纸上找出5个相关数据【如果没图纸就先做超声波测量】）

（步骤 2 根据5个相关数据作简单示意图）

（步骤 3 直探头扫查底波和记录存档）

（步骤 4 用3º纵波斜探头从左侧G扫查并记录存档LW1和LT2回波）

（步骤 5 用3º纵波斜探头从右侧T扫查并记录存档LT1和LW2回波）

（步骤 6 键销端头回波统一记录存档）

（步骤 7 常见裂纹出现的位置）

（步骤 8 常见裂纹出现的位置）

（步骤 9 探头扫查主要针对键销槽方向）

（步骤 10 将可疑有裂纹的电梯轴拆下做磁粉验证）

（步骤 11 真实裂纹清楚可见）

（步骤 12 与超声检测数据准确吻合(387.7mm)）

（步骤 13 仪器和探头资料）

2013-03-28

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