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柴油發(fā)電機的裂紋探傷檢測原理與步驟

 

摘要：在柴油發(fā)電機修理過程中，對于重要零件需要檢驗它的裂紋情況，若不及時發(fā)現(xiàn)，有可能引起零件斷裂，造成嚴重的事故，檢驗零件裂紋的方法分別有磁力探傷、熒光探傷及氣霧劑探傷法等。另外也可以采用對水冷式氣缸體、氣缸蓋等鑄造零件，常用水壓試驗方法發(fā)現(xiàn)裂紋，對于一些軸類零件（如曲軸）表面的隱蔽裂紋也可用浸油敲擊法發(fā)現(xiàn)裂紋。

 

曲軸SW模型渲染圖

 

 

一、磁力探傷原理與檢測方法

 

      磁力探傷法具有設(shè)備簡單、測量準確、迅速等優(yōu)點，在柴油發(fā)電機修理企業(yè)中被廣泛地采用。

1、磁力探傷的原理

      當磁力線通過被檢驗的零件時，零件被磁化。如果零件表面有裂紋，在裂紋部位的磁力線就會因裂紋不導磁而被中斷，使磁力線偏散而形成磁極。此時，在零件表面撒以磁性鐵粉或鐵粉液，鐵粉便被磁化并吸附在裂紋處，從而顯現(xiàn)出裂紋的部位和大小。當裂紋方向與磁場方向平行時，裂紋切斷磁力線的數(shù)目少，裂紋的兩邊不會發(fā)生磁極，不能吸附鐵粉。所以，利用磁力探傷時，必須使裂紋垂直于磁場方向。因此，在檢驗時，要估計裂紋可能產(chǎn)生的位置和方向，而采用不同的磁化方法∶橫向裂紋要使零件縱向磁化，縱向裂紋要使零件橫向磁化（或稱環(huán)形磁化）。

（1）縱向磁化

      將被檢驗的零件置于馬蹄形電磁鐵的兩極之間，當線圈繞組通入電流時，電磁鐵產(chǎn)生磁通，經(jīng)過零件形成封閉的磁路，在零件內(nèi)產(chǎn)生平行零件軸線的縱向磁場，這樣便可以發(fā)現(xiàn)橫向裂紋。

（2）橫向磁化

      電流直接通過零件，則零件圓周表面產(chǎn)生環(huán)形磁力線，當裂紋平行于零件軸線方向時，便可形成磁極，吸附磁性鐵粉，因而可以發(fā)現(xiàn)隱傷所在部位。

      對于這兩種磁化方向都成一定角度的裂紋，最好采用聯(lián)合磁化法。磁化電流可以采用直流或交流，主要采用低壓高強度電流，這樣可以獲得強力的磁場，而不致發(fā)生觸電事故。交流磁力探傷應(yīng)用較多。因為它只需降壓變壓器，設(shè)備簡單。但是它有集膚效應(yīng)，只能檢驗表面或接近表面的裂紋，適用于檢驗疲勞裂紋。

2、磁力探傷的檢測方法

（1）零件的外形對磁力線分布均勻性有很大影響。如果對直徑均勻的長軸作縱向磁化時，軸的兩端電磁感應(yīng)比中部大得多，不易在中部發(fā)現(xiàn)隱傷，因此，對很長的軸要進行逐段磁化檢驗。

（2）對于外形不規(guī)則的零件，磁化時磁力線極不均勻。所以，在檢查曲軸的縱向裂紋時，需用強大的電流（大約4000 A）作環(huán)形磁化，而在檢驗徑向裂紋時，需要分段作縱向磁化。

（3）零件經(jīng)磁化檢驗后，會多少留下一部分剩磁，因此必須進行退磁。否則，零件在使用時會吸引鐵屑，造成磨料磨損。最簡單的退磁方法是將零件從交流的磁場中慢慢地退出，或直接向零件通以交流電并逐漸減小電流強度到零為止。但是采用交流電退磁時，僅在零件表面有效，因此，對于用直流電磁化的零件最好仍用直流電退磁。向零件通以直流電退磁時，應(yīng)不斷改變磁場的極性，同時將電流逐漸減小到零。

（4）磁力探傷采用的鐵粉，可用2~5μm的氧化鐵粉（Fe304）。鐵粉可以干用，但配成氧化鐵懸浮液更靈敏，即在一升的變壓器油或低黏度的柴油或煤油中加入20~30g的氧化鐵粉。

 

磁力探傷示意圖

 

二、熒光探傷原理與檢測步驟

 

      熒光探傷是利用紫外線的照射使熒光物質(zhì)發(fā)光的原理來顯現(xiàn)零件表面缺陷的一種探傷方法。

1、熒光探傷原理

      熒光物質(zhì)的分子可以吸收和放出光能，當其在紫外線照射時，每個分子都吸收一定的光能。如果分子所吸收的光能較正常情況時多，則分子可以放出一定的光能，以恢復到它的平衡狀態(tài)，這就是可以見到的熒光。在裂紋處的熒光物質(zhì)可以發(fā)出明亮的光，因此，可以很容易地發(fā)現(xiàn)裂紋。為了檢驗零件表面的缺陷，在零件表面涂上一層滲透性好的熒光乳化液，它能滲透到最細的裂紋中去，經(jīng)過一段時間以后，將零件表面的熒光溶液洗去，但缺陷內(nèi)仍保留有熒光液，在紫外線的照射下而發(fā)光，從而可以確定缺陷的位置、形狀和大小。

2、熒光探傷的檢驗步驟

（1）探傷前

      要除去零件表面的油污、銹斑，在水溫20~40℃的溫度下清洗烘干，水分蒸發(fā)后便于滲透。

（2）滲透處理時

      小零件可以浸入熒光液中10~20min，大零件可用毛刷涂敷，然后待滲透液流盡。用水沖洗，通常水壓為1. 5Pa，水溫20~40℃，然后進行低溫烘干；85℃以下經(jīng)1~2min。

（3）顯像處理時

      在零件表面涂一層氧化鎂（干粉）顯像粉，它有良好的吸收性能，從而可將浸入裂紋中的滲透劑吸附出來，并擴散一定的寬度，對裂紋有放大作用。粉末覆蓋10~15min后用空氣吹掉多余的粉末。

（4）紫外線照射時

      用紫外線燈照射零件表面，則缺陷的位置和形狀能明顯地顯示出來，其中微細的傷痕也能用肉眼觀察到。熒光探傷法適用性廣，主要用于磁粉法不能檢驗的材料，如不銹鋼、銅、鋁及非金屬材料。其熒光液的配方可以根據(jù)技術(shù)條件的要求和經(jīng)濟性的效果來考慮。熒光溶液是用0.25L的變壓器油和0.5L的煤油，以及0.25L的汽油的混合劑，再加入0.25g金黃帶綠色的染料制成。

 

熒光探傷示意圖

 

三、氣霧劑探傷原理與檢測方法

 

      氣霧劑由滲透氣霧劑、清洗氣霧劑和顯相氣霧劑三個部分組成，分裝在不同的罐內(nèi)。它適用于各種金屬和非金屬等零件表面探傷。

1、探傷的工作原理

      當滲透氣霧劑噴射在被檢驗零部件上時，如零件有表面缺陷，滲透藥物便會滲入到缺陷里，然后用清洗劑洗去表面多余藥物，最后噴射上顯相氣霧劑，缺陷中的滲透劑便被吸出，在顯相藥物中顯出缺陷的輪廓。

2、氣霧探傷的使用方法

（1）清洗處理

      先用清洗氣霧劑將被檢零件表面的灰塵、油污洗凈，然后烘干或晾干。

（2）滲透處理

      向清洗后的零件表面上噴射滲透氣霧劑，一般情況下保持10~30min。也可將零件預(yù)先加熱至40~50℃，然后進行滲透處理，這樣可提高其滲透效果。

（3）除去表面藥劑

      用清洗氣霧劑噴射被檢零件表面，然后用清水洗掉多余的滲透物，并用干凈布擦拭干零件表面。

（4）顯像處理

      零件經(jīng)過上述處理后，將顯相氣霧劑均勻地噴在零件表面上，其厚度為0.05~0.07mm，經(jīng)10~20min作用后，零件表面的缺陷便會在白色的顯像劑上顯示出紅色的缺陷圖像。操作時，應(yīng)注意氣霧劑噴孔距零件表面的距離以20~30cm為宜。

 

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