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柴油发电机的裂纹探伤检测原理与步骤

 

摘要：在柴油发电机修理过程中，对于重要零件需要检验它的裂纹情况，若不及时发现，有可能引起零件断裂，造成严重的事故，检验零件裂纹的方法分别有磁力探伤、荧光探伤及气雾剂探伤法等。另外也可以采用对水冷式气缸体、气缸盖等铸造零件，常用水压试验方法发现裂纹，对于一些轴类零件（如曲轴）表面的隐蔽裂纹也可用浸油敲击法发现裂纹。

 

曲轴SW模型渲染图

 

 

一、磁力探伤原理与检测方法

 

      磁力探伤法具有设备简单、测量准确、迅速等优点，在柴油发电机修理企业中被广泛地采用。

1、磁力探伤的原理

      当磁力线通过被检验的零件时，零件被磁化。如果零件表面有裂纹，在裂纹部位的磁力线就会因裂纹不导磁而被中断，使磁力线偏散而形成磁极。此时，在零件表面撒以磁性铁粉或铁粉液，铁粉便被磁化并吸附在裂纹处，从而显现出裂纹的部位和大小。当裂纹方向与磁场方向平行时，裂纹切断磁力线的数目少，裂纹的两边不会发生磁极，不能吸附铁粉。所以，利用磁力探伤时，必须使裂纹垂直于磁场方向。因此，在检验时，要估计裂纹可能产生的位置和方向，而采用不同的磁化方法∶横向裂纹要使零件纵向磁化，纵向裂纹要使零件横向磁化（或称环形磁化）。

（1）纵向磁化

      将被检验的零件置于马蹄形电磁铁的两极之间，当线圈绕组通入电流时，电磁铁产生磁通，经过零件形成封闭的磁路，在零件内产生平行零件轴线的纵向磁场，这样便可以发现横向裂纹。

（2）横向磁化

      电流直接通过零件，则零件圆周表面产生环形磁力线，当裂纹平行于零件轴线方向时，便可形成磁极，吸附磁性铁粉，因而可以发现隐伤所在部位。

      对于这两种磁化方向都成一定角度的裂纹，最好采用联合磁化法。磁化电流可以采用直流或交流，主要采用低压高强度电流，这样可以获得强力的磁场，而不致发生触电事故。交流磁力探伤应用较多。因为它只需降压变压器，设备简单。但是它有集肤效应，只能检验表面或接近表面的裂纹，适用于检验疲劳裂纹。

2、磁力探伤的检测方法

（1）零件的外形对磁力线分布均匀性有很大影响。如果对直径均匀的长轴作纵向磁化时，轴的两端电磁感应比中部大得多，不易在中部发现隐伤，因此，对很长的轴要进行逐段磁化检验。

（2）对于外形不规则的零件，磁化时磁力线极不均匀。所以，在检查曲轴的纵向裂纹时，需用强大的电流（大约4000 A）作环形磁化，而在检验径向裂纹时，需要分段作纵向磁化。

（3）零件经磁化检验后，会多少留下一部分剩磁，因此必须进行退磁。否则，零件在使用时会吸引铁屑，造成磨料磨损。最简单的退磁方法是将零件从交流的磁场中慢慢地退出，或直接向零件通以交流电并逐渐减小电流强度到零为止。但是采用交流电退磁时，仅在零件表面有效，因此，对于用直流电磁化的零件最好仍用直流电退磁。向零件通以直流电退磁时，应不断改变磁场的极性，同时将电流逐渐减小到零。

（4）磁力探伤采用的铁粉，可用2~5μm的氧化铁粉（Fe304）。铁粉可以干用，但配成氧化铁悬浮液更灵敏，即在一升的变压器油或低黏度的柴油或煤油中加入20~30g的氧化铁粉。

 

磁力探伤示意图

 

二、荧光探伤原理与检测步骤

 

      荧光探伤是利用紫外线的照射使荧光物质发光的原理来显现零件表面缺陷的一种探伤方法。

1、荧光探伤原理

      荧光物质的分子可以吸收和放出光能，当其在紫外线照射时，每个分子都吸收一定的光能。如果分子所吸收的光能较正常情况时多，则分子可以放出一定的光能，以恢复到它的平衡状态，这就是可以见到的荧光。在裂纹处的荧光物质可以发出明亮的光，因此，可以很容易地发现裂纹。为了检验零件表面的缺陷，在零件表面涂上一层渗透性好的荧光乳化液，它能渗透到最细的裂纹中去，经过一段时间以后，将零件表面的荧光溶液洗去，但缺陷内仍保留有荧光液，在紫外线的照射下而发光，从而可以确定缺陷的位置、形状和大小。

2、荧光探伤的检验步骤

（1）探伤前

      要除去零件表面的油污、锈斑，在水温20~40℃的温度下清洗烘干，水分蒸发后便于渗透。

（2）渗透处理时

      小零件可以浸入荧光液中10~20min，大零件可用毛刷涂敷，然后待渗透液流尽。用水冲洗，通常水压为1. 5Pa，水温20~40℃，然后进行低温烘干；85℃以下经1~2min。

（3）显像处理时

      在零件表面涂一层氧化镁（干粉）显像粉，它有良好的吸收性能，从而可将浸入裂纹中的渗透剂吸附出来，并扩散一定的宽度，对裂纹有放大作用。粉末覆盖10~15min后用空气吹掉多余的粉末。

（4）紫外线照射时

      用紫外线灯照射零件表面，则缺陷的位置和形状能明显地显示出来，其中微细的伤痕也能用肉眼观察到。荧光探伤法适用性广，主要用于磁粉法不能检验的材料，如不锈钢、铜、铝及非金属材料。其荧光液的配方可以根据技术条件的要求和经济性的效果来考虑。荧光溶液是用0.25L的变压器油和0.5L的煤油，以及0.25L的汽油的混合剂，再加入0.25g金黄带绿色的染料制成。

 

荧光探伤示意图

 

三、气雾剂探伤原理与检测方法

 

      气雾剂由渗透气雾剂、清洗气雾剂和显相气雾剂三个部分组成，分装在不同的罐内。它适用于各种金属和非金属等零件表面探伤。

1、探伤的工作原理

      当渗透气雾剂喷射在被检验零部件上时，如零件有表面缺陷，渗透药物便会渗入到缺陷里，然后用清洗剂洗去表面多余药物，最后喷射上显相气雾剂，缺陷中的渗透剂便被吸出，在显相药物中显出缺陷的轮廓。

2、气雾探伤的使用方法

（1）清洗处理

      先用清洗气雾剂将被检零件表面的灰尘、油污洗净，然后烘干或晾干。

（2）渗透处理

      向清洗后的零件表面上喷射渗透气雾剂，一般情况下保持10~30min。也可将零件预先加热至40~50℃，然后进行渗透处理，这样可提高其渗透效果。

（3）除去表面药剂

      用清洗气雾剂喷射被检零件表面，然后用清水洗掉多余的渗透物，并用干净布擦拭干零件表面。

（4）显像处理

      零件经过上述处理后，将显相气雾剂均匀地喷在零件表面上，其厚度为0.05~0.07mm，经10~20min作用后，零件表面的缺陷便会在白色的显像剂上显示出红色的缺陷图像。操作时，应注意气雾剂喷孔距零件表面的距离以20~30cm为宜。

 

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