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柴油發電機的裂紋探傷檢測原理與步驟

 

摘要：在柴油發電機修理過程中，對于重要零件需要檢驗它的裂紋情況，若不及時發現，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現裂紋，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現裂紋。

 

曲軸SW模型渲染圖

 

 

一、磁力探傷原理與檢測方法

 

      磁力探傷法具有設備簡單、測量準確、迅速等優點，在柴油發電機修理企業中被廣泛地采用。

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目少，裂紋的兩邊不會發生磁極，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，電磁鐵產生磁通，經過零件形成封閉的磁路，在零件內產生平行零件軸線的縱向磁場，這樣便可以發現橫向裂紋。

（2）橫向磁化

      電流直接通過零件，則零件圓周表面產生環形磁力線，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，因而可以發現隱傷所在部位。

      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，而不致發生觸電事故。交流磁力探傷應用較多。因為它只需降壓變壓器，設備簡單。但是它有集膚效應，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，軸的兩端電磁感應比中部大得多，不易在中部發現隱傷，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發光的原理來顯現零件表面缺陷的一種探傷方法。

1、熒光探傷原理

      熒光物質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，這就是可以見到的熒光。在裂紋處的熒光物質可以發出明亮的光，因此，可以很容易地發現裂紋。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，經過一段時間以后，將零件表面的熒光溶液洗去，但缺陷內仍保留有熒光液，在紫外線的照射下而發光，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技術條件的要求和經濟性的效果來考慮。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。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，應注意氣霧劑噴孔距零件表面的距離以20~30cm為宜。

 

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