船机零件缺陷检验

船机零件缺陷检验第一页，共46页。船机零件的缺陷：是指零件在制造和使用过程中产生的缺陷和损伤。（1）制造中的缺陷是零件材料和毛坯在冶炼、铸造、锻造、热处理和机械加工中所产生的气孔、缩孔、疏松、夹渣和微裂纹等缺陷;（2）使用中产生的损伤，如磨损、腐蚀和疲劳裂纹等。第一节船机零件的缺陷检验第二页，共46页。什么是零件缺陷？为什么船机零件会有缺陷？零件使用过程：零件产生过程：各环节可能导致零件出现的明显缺陷有：发纹、裂纹、折叠、夹层、缩松和未焊透等。磨损腐蚀疲劳、材料老化等通过不断进步的核心技术、优良设计、精益制造、严格质检，尽可能避免。设计选材毛坯机加工……随时间t↑→缺陷↑。只能减缓，难以避免！所以零件有使用寿命。5船机零件缺陷检验与故障诊断缺陷第三页，共46页。2.什么是零件的故障？零件缺陷与故障的关系？零件功能的丧失当缺陷发展到一定程度，可能引发零件丧失功能（故障）。零件缺陷是否导致？零件功能丧失判断缺陷的程度？需检验或监控判断是否引发故障？需诊断结论：零件缺陷对船机设备而言,既危险又难以避免，到一定时间总要出现。故需采用一定方法对缺陷进行检测和对机械故障进行诊断。第四页，共46页。医学诊断方法

设备诊断方法

原理及特征信息

X射线、超声波检测等无损检测直接观测内部的缺陷中医：望、闻、问、切西医：望、触、扣、听、嗅听、摸、看、嗅通过形貌、声音、温度、颜色、气味的变化来诊断。听心音、做心电图振动与噪声监测通过振动的大小和变化规律来诊断。量体温温度监测观测温度的变化验血验尿油液分析观测磨粒（细胞）的形态、成分等。问病史查阅技术档案资料找规律、原因、做判断等医学诊断与设备诊断的比较第五页，共46页。2023年4月17日§5-1船机零件的缺陷检验一、船机零件缺陷的简易检验方法二、船机零件缺陷的无损检验零件的缺陷检验说明：在船舶航行条件下，轮机员采用简易方法对缺陷零件进行检验，以判断零件的可使用性；船舶进厂修理时，对重要零件的缺陷，需进行无损检验。第六页，共46页。一、船机零件缺陷的简易检验方法缺陷简易检验方法1、观察法（直观检验）2、听响法3、测量法4、液压试验法第七页，共46页。1、观察法又称，（直观检验）DirectCheck检查人员用眼睛或借助放大镜等观测零件表面的裂纹、磨损、腐蚀等情况。其准确程度与检验人员的细心与经验有关。第八页，共46页。2、听响法适用范围：适用于小零件，只能进行定性分析，不能确定缺陷种类、大小和部位。准确度依赖于检验人员的经验。应用：在生活中应用较多，如买锅、买碗等。船机零件：用于检验轴瓦瓦壳与瓦衬结合情况。敲击零件发出声音判断零件缺陷原理：声音清脆表明零件完好或零件表面上的覆盖层结合良好声音沙哑表明零件内部或表面有缺陷，或其表面上的覆盖层结合不良、局部脱壳等。第九页，共46页。3、测量法原理：通过测量检测零件尺寸、配合间隙等，掌握零件磨损和腐蚀情况等。类别：直接测量和间接测量。量具：通用量具：内、外径千分尺、百分表、塞尺等。专用量具：如桥规（检查主轴承磨损情况）、样板（如检查活塞顶的烧蚀情况）等。应用：在船上用内径千分尺检查缸套的内径，计算圆度误差和圆柱度误差。测量精度取决于量具、量仪的精度和测量技术水平。第十页，共46页。4、液压（气压）试验法原理：通过检查表面有无渗漏现象，检查表面有无穿透性裂纹等。适用范围：适用于密封性要求较高零件。试验介质：水或油或空气，依有关要求定。试验压力：依零件工作条件而定。如柴油机气缸盖冷却水腔、缸套外缘水腔试验压力为：0.7MPa，保持5min；缸套上部(1/3气缸全长)燃烧室组成部分，试验压力为1.5pz（爆发压力）。

第十一页，共46页。无损检验：是在不破坏或基本不破坏零件、构件和材料，即不破坏零件、构件的形状、尺寸精度，表面质量和不改变材料的成分、性能及零件使用性能的前提下，采用物理、化学等方法探测零件材料内部和表面的缺陷及其某些物理性能。无损检验技术主要应用在以下三方面：监督和控制生产过程中的质量问题产品出厂前的成品检验和用户验收检验产品的使用过程中的维护检验二、船机零件的无损检验第十二页，共46页。无损检验方法:渗透探伤磁粉探伤涡流探伤

超声波探伤射线探伤

声发射探伤综合探伤法第十三页，共46页。原理:利用液体的流动性和渗透性，借助毛细管作用显示零料表面上开口性缺陷。原理简单，操作方便、灵活，适应性强，可检查各种材料和各种形状、尺寸的零件，对表面裂纹有很高的检测灵敏度。但不能检测表面非开口性缺陷和皮下缺陷。按照渗透剂的不同有三种方法：（渗透剂、显像剂、工艺过程）煤油白粉法着色探伤荧光探伤1.渗透探伤第十四页，共46页。（1）

浸渍法

浸渍法是将工件直接浸没在调配好的渗透液槽中，渗透效果好，省时省工，对小型批量的零件适用。（2）

刷涂法

刷涂法是用软毛刷把渗透液刷涂在被检验部位，适宜于大型工件的局部检验，特别是检验焊缝，工具简单，操作简易，耗用渗透液很少，不易造成浪费，故成本低廉。

（3）喷涂法

喷涂法是用气泵将渗透液雾化成微小的液体颗粒后，通过喷雾器喷洒在工件被检部位上。喷涂法应在敞开的环境或通风良好的场所中采用，特别是在容器内部操作时应更加注意。渗透方法的选择第十五页，共46页。§5.1渗透检测基本步骤1.预清洗2.渗透3.清洗4.显像5.观察渗透检测工件实物示例第十六页，共46页。渗透剂：煤油显像剂：石灰粉或白垩粉检验步骤如下:检验时，先将清洗干净的零件浸入煤油中或把煤油涂抹在零件待检表面上，依零件尺寸大小而定;15～30min后，煤油已充分掺入零件缺陷中，取出零件并擦干在零件待检表面上涂上一层白粉，干燥后适当敲击零件，使渗入缺陷中的煤油携缺陷中的锈、污等复渗于白粉上，现出黑色痕迹，将零件表面上缺陷的大小、部位或覆盖层脱壳情况显示出来。简便、实用、经济，但不精确，粗检。1）煤油白粉法第十七页，共46页。渗透液：红色颜料、溶剂和渗透剂等成分。显像剂：氧化锌、氧化镁或二氧化铁等白色粉末和有机溶剂组成。过程:检验时，先用清洗剂清洁零件待检表面，然后喷涂一层红色渗透剂并保持一定渗透时间（15～20min），清洗表面(去除渗透剂),再喷涂一层白色显像剂，凉干后在白色衬底上显示出红色缺陷痕迹。渗透剂渗透时间对检验效果影响很大。时间短，小缺陷难以发现，大缺陷显示不完全;时间长，难以清洗，且检验效率低。2)着色探伤第十八页，共46页。§4.3渗透检测设备第十九页，共46页。1-预清洗2-渗透3-去除4-显像5-观察第二十页，共46页。荧光探伤：是借助残留在零件缺陷内的荧光渗透液在紫外线照射下发出的荧光显示缺陷。荧光渗透液：荧光物质、溶剂和渗透剂组成。荧光物质是在紫外线照射下能够通过分子跃迁产生荧光的物质。通常采用在紫外线照射下发出黄绿色荧光的渗透液，这种颜色在暗处衬度高，人的视觉对其最敏锐。显像剂：氧化镁.碳酸镁3)荧光探伤第二十一页，共46页。§5.1渗透检测基本步骤第二十二页，共46页。

液体渗透检漏探伤用来探测容器或焊缝有无穿透性缺陷。通用于金属或非金属材料的容器。常用煤油渗透检漏。用煤油作为渗透剂进行检漏时：在容器或焊缝的容易观察的一面涂以白垩粉液，干燥后在另一面涂煤油，观察白垩粉上有无煤油渗透的痕迹。采用着色或荧光渗透检漏显示效果更好,检测灵敏度更高，但需较长的渗透时间。4)渗透检漏探伤第二十三页，共46页。2.磁粉探伤仅适用于铁磁性材料1)磁粉探伤原理

磁粉探伤：是基于铁磁性材料导磁率高的特性来检验缺陷，当表面或近表面存在缺陷的零件在磁场中被磁化后产生漏磁磁场，漏磁磁场吸附磁粉显示出零件表面或近表面缺陷的大小、形状和部位。第二十四页，共46页。磁粉探伤方法主要有：按磁化电流性质分为:交流电磁化法和直流电磁化法:按显示介质状态和性质分为:干粉法、湿粉法、荧光磁粉法;按磁化方法分为：直接通电法、局部支杆法、心轴法、线圈法和铁轭法;按磁场方向分为:2)磁粉探伤方法第二十五页，共46页。纵向磁化零件磁化后产生平行零件轴线的磁力线。可以探测与零件轴线垂直或成一定角度的缺陷。采用直流电或交流电通过线圈或铁轭磁化。周向磁化零件直接通电或使穿过零件的心轴通电，使在零件内产生垂直零件轴线的磁力线，可探测轴向缺陷，即平行或近于平行零件轴线的缺陷。复合磁化零件通电后同时产生纵向和周向磁力线,可以探测零件上任意方向上的缺陷。按磁场方向分:第二十六页，共46页。第二十七页，共46页。第二十八页，共46页。用于探伤的磁化电流可采用直流电或交流电。为了获得强磁场和安全工作,选用低压大电流，一般电压在l2V以下，电流则视零件大小校经验公式求得。采用交流电磁化可探测表面下2mm以内的缺陷，采用直流电磁化可探测表面下6mm以内的缺陷。3）磁化电流第二十九页，共46页。

原因:由于铁磁性材料的顽磁性使经探伤的零件内有剩磁,剩磁会使回转零件吸附铁屑而加剧磨损和使仪表工作不正常。经磁粉探伤的零件必须退磁.

退磁后可用袖珍式磁强汁检测剩磁。退磁操作:零件磁粉探伤后还要经700℃以上热处理，可不进行退磁。一般用交流电磁化的工件，用交流电退磁，退磁时电流强度应大于磁化电流强度，只要把磁化电流强度逐步减少到零工件就退磁了；而用直流电磁化的工件就用直流电退磁，退磁电流也要强过磁化电流，只要将退磁电流的方向不断来回改变，强度逐级减少到零，工件也就退磁了。把磁粉探伤后的零件从一个通交流电的螺线管中慢慢抽出，由于螺线管的磁极方向不断改变，所以工件也就退磁了。此法对用交流电磁化还是对直流电磁化的工件均适用。

4)退磁第三十页，共46页。原理：超声波是一种机械振动波,是超声振动在介质中的传播.实质是机械振动以波的形式在弹性介质中的传播。听觉范围:声波频率在l6Hz-2OkHz次声波:频率小于l6Hz的声波超声波:频率超过2OkHz的声波超声波具有频率高、波长短、传播能量大、穿透力强、指向性好的特点。超声波在均匀介质中沿直线传播，遇到界面时发生反射和折射.并且可以在任何弹性介质(固体、液体和气体)中传播。在工业超声波探伤中传播介质主要是固体，液体作为藕合剂以减少声能损失。超声波在介质中的传播方式随振源在介质上施力方向与声波传播方向不同分为纵波、横波和表面波。4、超声波探伤第三十一页，共46页。超声波探伤:是利用超声波通过两种介质的界面时发生反射和折射的特性来探测零件内部的缺陷。超声波探伤方法按波的传播方式分为脉冲反射波法和透射波法。脉冲反射波法是利用脉冲发生器发出的电脉冲激励探头晶体产生超声脉冲波。超声波以一定的速度向零件内部传播。遇到缺陷的波发生反射，得到缺陷波,其余的波则继续传播至零件底面后发生反射，得到底波。探头接收发射波、缺陷波和底波，放大后显示在荧光屏上。超声波探伤常用频率在0.4一5MHz之间。较低频率用于检测粗晶材料和衰减较大的材料较高频率用于检测细晶材料和要求高灵敏度处。特殊要求的检测频率可达10一5OMHz。超声波探伤原理

第三十二页，共46页。第三十三页，共46页。换能器主要由压电晶体组成。利用石英、钛酸钡的正压电效应产生超声披，逆压电效应接收超声波。压电晶体在交变电压作用下，在晶体厚度方向产生伸缩变形，产生与交变电压频率相同的机械振动，即产生超声波。当把高频振动(超声波)作用在晶体上，在晶体的两个电极之间产生与超声波频率相同、强度与超声波成正比的高频电压，即接收超声波。依结构和使用波型不同探头分为直探头、斜探头等。直探头为可发射和接收纵波的单探头。斜探头为可发射和接收横波的双探头。藕合剂多采用机油。换能器

第三十四页，共46页。厚度:探测5～3000mm厚的金属或非金属材料的构件。粗糙度:对零件表面粗糙度有一定要求。一般要求粗糙度等级高于Ra6.3，表面清洁光滑，与探头接触良好。盲区:零件表面一段距离内的缺陷波与初始波难于分辨，难以探测缺陷。盲区的大小因超声波探伤仪不同而异，一般为5～7mm。超声波探伤中对缺陷种类和性质的识别较为困难,需借助一定的方法和技术。（3）超声波探伤的特点第三十五页，共46页。

射线探伤是利用射线探测零件内部缺陷的无损探伤方法、利用x射线、γ射线和中子射线易于穿透物体和穿透物体后的衰减程度不同，使胶片感光程度的不同来探测物体内部的缺陷，对缺陷的种类、大小、位置等进行判断。

1)射线的特性

X射线和γ射线均为电磁波，波长范围均在0.001～lnm之间，比可见光的波长短、频率高、穿透力强。具有以下特性:(1)不可见，以直线传播;(2)不带电荷，不受电场和磁场的影响;(3)能穿透物体并被物质吸收而使自身强度衰减;(4)能产生光化学作用，使胶片感光;(5)能使物质电离，使某些物质产生荧光;(6)能产生生物效应，对生命细胞有杀伤作用。5．射线探伤第三十六页，共46页。射线探伤方法有照相法、透视法(荧屏显示)和工业射线电视法。目前生产中广泛应用射线照相法。射线照相法探伤:是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的吸收程度不同(即使射线的衰减程度不同),就会使零件下面的底片感光不同的原理，实现对材料或零件内部质量的照相探伤。当射线穿过密度大的物质，如金属或非金属材料时,射线被吸收得多，自身衰减的程度大,使底片感光轻;当射线穿过密度小的缺陷(空气)时。则被吸收得少,衰减小，底片感光重。这样就获得反映零件内部质量的射线底片。2)射线探伤原理第三十七页，共46页。第三十八页，共46页。可直接观察零件内部缺陷的影像，对缺陷进行定性、定量和定位分析;探测厚度范围大，从薄钢片到厚达500mm以内的钢板，但薄钢片的表面缺陷(如表面发纹、疲劳裂纹等)较难探测；设备复杂、昂费。检验费用高;射线有害人体健康，其设备应加防护措施。射线探伤适用于所有的材料，可检验金属、非金属材料内部质量，探测铸件、焊接件内郡的缺陷。如检测船体焊缝的质量。射线探伤的特点第三十九页，共46页。

利用电磁感应原理，通过检测被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为涡流检测。涡流检测是控制各种金属材料及少数非金属导电材料（如石墨）及其产品品质的主要手段之一。与其他无损检测方法相比，涡流检测更容易实现检测自动化，特别是对管材、棒材和线材有很高的检测效率。6．涡流探伤

第四十页，共46页。当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件（相当于次级线圈）时，由电磁感应理论可知，与涡流伴生的感应磁场与原磁场叠加，使得检测线圈的复阻抗发生改变。导电体内感生涡流的幅值大小、相位、流动形式及伴生磁场受到导电体的物理及制造工艺性能的影响。因此，通过测定检测线圈阻抗的