Обнаружение неисправностей деталей машин

Обнаружение неисправностей деталей машин имеет свою специфику и свои методы, несколько отличные от методов обнаружения неисправностей в машине вообще. Наряду с рассмотренными для определения дефектов деталей машин используются ультразвуковой, магнитоакустический, рентгеновский, люминесцентный, электромагнитный, керосиновой пробы, цветной дефектоскопии, спектрального анализа и другие методы. Каждый из них имеет свою область применения.

Ультразвуковой метод служит для обнаружения в металлах, пластмассах и других материалах пустот, трещин, пороков литья и других дефектов на глубине от нескольких миллиметров до нескольких метров. Метод основан на свойстве ультразвуковых волн отражаться от границы двух сред различной плотности. Контроль осуществляется специальными аппаратами — ультразвуковыми дефектоскопами. Принцип действия их заключается в том, что вырабатываемые ими ультразвуковые импульсы направляют в деталь. При встрече с дефектом импульсы отражаются, улавливаются приемной головкой, усиливаются и подаются на осциллограф, где преобразуются в осциллограмму.

Магнитоакустический метод чаще всего применяют для определения качества сварочных швов. Сущность этого метода заключается в том, что через проверяемую деталь пропускают магнитный поток от катушки с электрическим током. При наличии в детали непроваров или трещин ее магнитная проницаемость будет не везде одинаковой. При перемещении катушки прибора над местами, имеющими дефекты, будет происходить резкое изменение наводимой в катушке электродвижущей силы. К катушке прибора через ламповый усилитель подключена телефонная трубка. По изменению звука в трубке обнаруживают места расположения дефектов.

Рентгеновский метод основан на просвечивании контролируемого места детали рентгеновскими лучами, которые различными веществами поглощаются не одинаково. В частности, воздухом рентгеновские лучи поглощаются значительно меньше, чем металлом. Поэтому, проходя через деталь, содержащую раковину, поток рентгеновских лучей ослабляется неравномерно и на участке дефекта экран или пленка будут освещены сильнее.

Рентгеновский метод применяется для контроля качества сварочных швов и отливок. Полученные данные дают лишь приближенные сведения о наличии внутренних дефектов в деталях, так как наличие небольших внутренних пустот обнаружь этим методом не всегда удается. 

Люминесцентный метод служит для определения ста расположения поверхностных трещин, раковин, пустот и расслоений в деталях. Деталь опускают на 5—10 мин в 10%-ный раствор трансформаторного или индустриального масла в керосине или наносят его на поверхность детали при помощи кисточки, затем промывают в воде или бензине, просушивают подогретым сжатым воздухом, опыляют белой пудрой (магнезией) и осматривают под ультрафиолетовыми лучами. Для облучения применяют ртутно-кварцевые лампы ПрК-2 или ПрК-4. Освещенные этими лампами детали приобретают темно-фиолетовую окраску, а дефектные места, благодаря раствору масла, который вытягивается магнезиевой пудрой на поверхность, ярко светятся.

Метод керосиновой пробы тоже применяется для обнаружения трещин в деталях. Деталь опускают на 10—20 мин в керосин, а на больших деталях внушающее подозрение место обильно смачивают керосином. Затем поверхность изделия протирают насухо и на нее наносят тонкий слой мела, разведенного в спирте. Спирт быстро испаряется, и на белой поверхности детали в местах, где имеются трещины, появляются темные полоски.

Метод керосиновой пробы широко применяют для проверки плотности сварочных, заклепочных и других соединений стенок различных емкостей. В этом случае швы снаружи смазывают раствором мела, а когда он просохнет, в емкость наливают керосин или смазывают им швы. В местах неплотностей мел потемнеет.

Метод цветной дефектоскопии заключается в нанесении на чистую обезжиренную поверхность цветной проникающей жидкости — пенетранта. Затем поверхность протирают насухо и наносят слой белой жидкости — проявителя. Когда поверхность подсохнет, ее осматривают. Если на поверхности детали имеются трещины шириной от 1 мкм и выше, то на белом фоне проявителя появляются четкие красные линии.

Если преследуется цель исследования процесса развития трещин, то результат дефектоскопии фотографируют или срисовывают, а деталь продолжает работать до следующего сеанса дефектоскопии.

Электромагнитный метод применяют для определения наличия трещин, внутренних пор и других дефектов в деталях, изготовленных из ферромагнитных материалов (стали, чугуна).

Исследуемую поверхность покрывают суспензией, состоящей из масла или керосина, в которой находятся во взвешенном состоянии частицы магнитного порошка. Под действием магнитного поля частицы порошка располагаются по направлению силовых линий, образуя узоры, расположение которых соответствует местам скрытых дефектов (раковин, волосовин и др.).

Электромагнитный метод применяют преимущественно для массового контроля однотипных деталей. Этот метод является относительным, так как не устанавливает размеров скрытого повреждения по глубине. Поэтому при испытании крупных и сложных деталей для установления формы и расположения повреждения целесообразно пользоваться этим методом в комбинации с другими, например ультразвуковым или рентгеновским методами.

Спектральный анализ применяют для определения наличия в металлах и сплавах различных химических элементов и их процентного содержания. Метод основан на анализе светового спектра электрической дуги (искры), искусственно возбуждаемой между испытываемой деталью и медным дисковым разрядником. Присутствие того или иного химического элемента сообщает световому спектру ряд особенностей, по которым этот элемент и обнаруживается.

Для проведения спектрального анализа в цеховых условиях применяют приборы, называемые стилоскопами. Применение их в ремонтных мастерских позволяет быстро выявить детали, непригодные к установке из-за низкого качества материала.