2011年，机场货运站工程部的一位工程师打电话来问我们：有什么办法在不拆卸齿轮箱直齿轮轴的情况下检测裂纹？

我要求他先给我看看以前曾经出现断裂的图片，他很快就电邮来了几张图片。

看到这些图片后，让我想起很多年前旧机场货运站也在拆卸后对所有的直齿轮轴做过超声和磁粉检测，当时的直齿轮轴表面的齿纹很多都有纵向变形和破损，没有出现横向裂纹的，工人只是将变形的齿纹用锉刀修复后再继续使用，也就是说纵向齿纹变形是不需要理会的。 

纵向的变形我们从端头用直探头也是看不到的，因为它与声波是平行的，只有产生横向裂纹时才会出现齿轮轴断裂，我们只要找出横向裂纹就行了。

想到这里，我觉得不拆卸的情况下只能做超声波检测，而且局限在只有一个可接触探伤的端面，用传统的超声波直探头对于这种出现在直齿身的横向(环向)裂纹，因为你不知道横向裂纹出现的位置，即使可行也可能要定做很多不同角度的纵波斜探头，也有人认为利用直探头的扩散角扫查也能探测到，但是，根据我的经验，用直探头的扩散角是不可靠的，即费时又不可靠，那怎么办？

正好我们公司有一台相控阵超声波探伤仪，我想到它有扇形扫描功能，将它设置在横波30°至70°扇形扫描范围，沿着径向由轴心向外径扫描，应该是可行的。

我按1:1的比例作图，来一个“三看四换”的“纸上谈兵”，很好，这个角度可以将整个需要检测的范围全部覆盖，如果有横向裂纹应该可以很轻易地扫查出来，多条不同深度的裂纹也可以同时显示出来。(见 图1)

（图 1 相控阵的扇形扫描示意图）

我打电话去问他：“有没有一条有裂纹的齿轮轴让我试一下？”

他说：“有你的！你快点来试下看您这个相控阵方法行不行，我们急着要检测其它所有的齿轮轴。”

原来客户很头痛的是这些全自动化的机械把货物送到楼上时，可能突然发生齿轮轴断裂事故，由于运作空间有限，笨重的齿轮箱很难拆卸，同时又堵住其它货物的提取，将严重影响整个机场的货运工作，他们想尽快地解决这个问题，所以催促我尽快前往。

我带着仪器到了现场，他们把那条已经有裂纹的齿轮轴和一条全新的齿轮轴同时放在车间的地上，并且用不透明的胶纸包上只露出齿轮轴的一个端面。

看到这情景，我心想他们是在考验我啊！

他也很直爽地对我说：“我们模拟现场不拆除的情况，看你是否能检测出来？”

我说：“好！我们就开始检测吧！”

我马上调校仪器进行扫查检测，很简单，在有裂纹的齿轮轴上很快就找到了几条横向裂纹，做上标志和记录其不同的深度，而那条没有裂纹的新齿轮轴则完全没有一点回波信号。

客户打开胶纸，我们再用磁粉验证，横向裂纹清晰见到了，与我们之前检测的位置完全吻合。

看到这结果，客户很满意，非常高兴地谢谢我及时地帮他们解决了问题，立即把机场货运站所有的齿轮轴交给我们用相控阵检测。

现场检测很简单了，只需要打开齿轮箱轴的端头盖板，用5至10分钟就检测一个，没问题的就把盖板盖回即可，有问题的就记录下来等待拆除，几乎不影响工人的正常操作。

全部检测完后，我们还真的找出不少横向裂纹。(见图2和图3）

（图 2 相控阵检测出来的直齿轮轴横向裂纹）

（图 3 相控阵检测出来的直齿轮轴横向裂纹）

（图 4 找到裂纹的相控阵图片）

我还把相控阵技术用在火车轮轴的检测，货柜码头的齿轮箱轴检测，电厂的汽轮机外壳裂纹的监控检测，隧道通风系统风扇叶片螺栓检测等。

这个案例也是我感到满心欢喜的之一案例，我常说：“赚了人家的钱，人家还要多谢我！这就是我们做NDT人的最高境界！”

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