第五章缺陷检验与故障诊断

第五章船机零件

缺陷检验和缺点诊断

考试大纲:12%

5.1缺陷检验方法

3‘5.1.1察看法,听响法,丈量法与液压实验法的运用

3’5.1.2浸透探伤的原理与运用

5.2缺点诊断技术

3‘5.2.1形状监测与缺点诊断的特点,区别与运用

3’5.2.2性能参数监控等方法的运用

零件缺陷检验:察看法,听响法,丈量法与液压实验法,浸透探伤,磁粉探伤法、射线探伤法、超声波探伤法,涡流探伤法,声发射探伤

船机缺点诊断:工况监测,缺点诊断(性能参数分析法,油样监测,噪声监测,振动监测,红外监测)第一节船机零件的缺陷检验

船机零件，尤其是重要的零件无论是制造过程中，还是运用过程中，都要进展缺陷检验。检验是为了查清零件能否有缺陷，发现缺陷对零件运用性能的影响，及早消除隐患，以保证船舶动力安装运转可靠性和船舶航行的平安性。在航行条件下，轮机员运用量具丈量检查零件的尺寸和外形变化情况，用听响法、察看法和着色法等普通检验方法来断定零件的技术形状;船舶进厂修缮时，对一些重要零件采用无损检验方法更细致准确地进展缺陷检验。船机零件缺陷的普通检验普通检验主要是采用普通的、传统的简易方法对零件进展检验，是靠人的感官功能(视、听、触、嗅等)或再借助一些简单量具、常用工具进展监测和判别。简单而适用，为船上广泛采用。常用量具〔船上广泛采用〕内、外千分尺，拐档表，塞尺。普通检验：察看法、听响法、丈量法、液压实验法用液压或气压实验的方法：〔0.7MPa,1.5倍任务压力〕较符合任务条件,对于有较高密封性要求的零部件，检查裂纹与渗漏景象，有无内部缺陷。二、无损检验〔NDT〕无损检验是在不损坏检测对象的前提下，探测其内部或外表的缺陷(伤痕)的现代检测技术。许多重要设备的原资料、零部件、焊缝等必需进展必要的无损探伤，无损检验在船舶修造中也得到广泛运用，是产质量量控制和管理的重要技术手段。如对船体钢板、焊缝及重要船机零件进展浸透探伤、磁粉探伤、超声波探伤等。无损检验方法有：液体浸透法、磁粉探伤法、射线探伤法、超声波探伤法涡流探伤法。无损检验方法可以探测缺陷、给缺陷定量评价、定量丈量零件物、化性能。1、液体浸透探伤液体浸透探伤原理是利用液体的流动性和浸透性以及毛细作用景象，显示零件外表上开口性的缺陷。液体浸透探伤运用设备简单，操作方便灵敏，适宜现场作业，可检查各种资料和各种外形的零件，但液体浸透探伤只适于外表开口性的缺陷，不能检测零件内部的缺陷。液体浸透法的根本步骤清洗、浸透、清洗、显像和检验。按浸透剂的不同有3种煤油白粉法、着色探伤法,荧光探伤法等。着色探伤法:在船舶条件下或对大型零件部分进展浸透检验时，常运用便携式喷罐。一组便携式喷罐各装有清洗剂,浸透剂,显像剂.浸透剂含有红色颜料.显像剂由氧化锌、氧化镁、二氧化钛等白色粉末和有机溶剂组成，悬浮性好，显示缺陷明晰，易于区分。有一定的浸透时间，在10一20分钟，检验效果与浸透时间有很大关系。荧光探伤:是用紫外线照射残留在零件缺陷内的荧光物质，借助荧光物质发出的荧光使缺陷显现出来。采用紫外线照射下发出黄绿色荧光的显像剂〔含氧化镁、碳酸镁等〕。灵敏度较高，设备简单，操作方便，需在暗室中察看，长期在紫外线下任务有损安康。浸透探伤原理〔三〕荧光探伤表示图荧光探伤原理2．磁粉探伤磁粉探伤又称磁力探伤，利用工件外表缺陷处构成漏磁场原理，可探测零件外表或近外表的缺陷，不宜于检查任务内部的缺陷，只适用于铁磁性资料，不能用于有色金属和奥氏体不锈钢，工件磁化的磁场方向应尽能够与缺陷的方向垂直，磁力线与缺陷垂直时，漏磁场最强，最有利于缺陷的检出。磁粉探伤原理〔一〕磁粉探伤原理〔二〕磁粉探伤原理〔三〕磁粉探伤原理〔四〕磁场方向：可分为纵向磁化、周向磁化和复合磁化。磁化电流：选用低电压大电流，普通12V以下电压，直流电产生的磁场强度大，探测深度大，可达6mm，退磁困难，交流电由于趋肤效应，只能发现距外表2mm处缺陷，零件易退磁，且设备简单，磁力探伤的零件必需退磁处置，否那么会吸附铁屑加剧磨损，并影响周围仪表任务。纵向磁化周向磁化复合磁化3.超声波探伤超声波频率大于20千赫,(声波段16HZ-20KHZ)次声波小于16HZ利用超声波经过两种介质的界面时发生反射和折射特性,可以探测零件内部的缺陷,利用压电晶体逆压电效应产生超声波，利用压电晶体正压电效应接纳超声波(P62)适用于任何资料，适用于5mm—3000mm,近外表存在″盲区″:缺陷波与初始波难于区分。超声波探伤原理超声波探伤图形据CCS规定，船用大型柴油机须进展锻造曲轴—磁力探伤连杆—超声波探伤尾轴—超声波探伤船用锅炉钢管—超声波探伤3.射线探伤(类似医学照X光)主要有X射线、γ射线和中子射线3种射线易于穿透物体，在穿透物体的过程中遭到吸收和散射而本身强度衰减。缺陷处和周围物质对射线衰减程度有差别，使胶片感光程度不同，因此获得反映零件内部情况的底片。经过对底片的察看可以了解缺陷的种类、大小和分布情况等，射线探伤的原理适用于一切的资料，探测厚度范围广，检验费用高，设备昂贵，射线对人体有害，需加特殊防护，焊缝和铸件等的无损检验中广泛采用。4.涡流探伤(P60)涡流探伤是一种探测金属零件或部件外表和近外表缺陷的无损探伤方法(0.11-0.20mm)，能对零件性能多种参数作出反响，对零件、组合件或整个系统进展在线或在役检验，是一种多用途的检验方法。仅适用于导电资料，对缺陷显示不直观，不适于外形复杂件,可测涂层厚度。涡流探伤原理:当载有交变电流的检测线圈接近导电零件时,零件会感生涡流并产生次级反向磁场Hs.涡流的大小,相位及流动方式遭到零件导电性能的影响,而涡流产生的反向磁场又使检测线圈的阻抗发生变化.因此,经过测定检测线圈阻抗的变化,检查缺陷.5.声发射探伤声发射检验技术是一种动态无损检验方法,当资料或构件产生应变或者缺陷有开展时才有声发射产生，是经过缺陷的动态信息来评价构件运用的平安性的。几乎不受资料的限制，金属、非金属资料都会产生声发射。各种探伤法比较(1)被检零件的资料:磁粉探伤仅适用于铁磁性资料，而其他探伤法那么适用于各种资料。(2)探伤的深度:磁粉探伤、液体浸透探伤、涡流探伤和超声波外表波探伤适用于外表或近外表探伤;超声波脉冲反射法探伤、射线照相法和声发射适用于检测零件内部缺陷。(3)探伤的灵敏度:超声波脉冲反射法具有很高的灵敏度;X射线照相法、磁粉探伤、涡流探伤和荧光浸透探伤有比较高的灵敏度。(4)探测设备:射线照相法设备昂贵，检测费用高;液体着色浸透法最简单。三、缺点诊断技术缺点诊断是实现视情维修的先决条件。1.设备工况监测设备工况监测或称形状监测，它是经过测定机器某个较为单一的特征参数，例如温度、压力等信息，来探明机器任务形状正常与否。假设特征参数在允许范围之内那么形状正常，否那么异常。并且依异常程度确定维修对策。普通形状监测所采用的仪器较为简单，易于操作，对操作人员的技术素质要求也不高，所以是一种简易诊断，应该说，与缺点诊断技术还是有所不同的。船机形状变化必定会影响到与之相联络的各种信息。那些对缺点灵敏、稳定可靠的信息被称为缺点的特征参数，其能否被正确选用甚至决议诊断任务的成败。船机形状信息主要有以下3种类型:(1)机械信息主要有力、压力、转矩、弯矩、振动、声音、温度、转速等。(2)电磁信息主要有电流、电压、电磁感应密度、导磁等。(3)化学信息排烟、磨损产物、污染物等。2.缺点诊断根据缺点诊断技术特点不同有直观检查法、性能参数分析法、振动和噪声分析法和油液分析法等。缺点诊断过程包括以下3个阶段任务:(1)信息采集(2)信息分析处置(数据处置)(3)形状识别、判别和预测形状监测与缺点诊断形状监测是经过测定机器的特征参数来判别机器的任务形状船机缺点诊断是在船机运转形状下,利用其外部信息来判别,识别机器的技术形状.缺点诊断技术1).性能参数分析法性能参数分析法又称性能监控。利用传感器或仪器、仪表测定船机设备的各项性能参数(如温度、压力等)，经数据处置、比较和分析后判别其运转形状和趋势。轮机人员采用"听、摸、看、闻"等手段来了解船机设备的运转参数，如温度、油位、光滑情况等，进而经过人脑快速思想分析判别机器的运转情况和运转趋势。这种经过人的感官来了解、判别机器运转情况的方法可以说就是性能参数分析法。根据监控手段和数据处置方法的不同有以下两种:(1)图示法。(2)性能实时监控(SULERSIPWA)Sulzer柴油机活塞环磨损监控2)振动诊断船舶动力机械在运转中的振动与其运转形状之间有些亲密的关系，振动信号的变化反映了机器内部形状的变化。振动监测技术包括以下内容:(1)振动信号的测取对应于低、中、高频振动信号分别选用位移、速度、加速度传感器。高频信号往往包含了机器损坏的信息，所以加速度传感器的运用最为普遍。(2)信号处置，(3)形状识别，(4)诊断决策3).噪声监测机械运转时发出的噪声的变化也反映了机器形状的改动。采集噪声信号进展信号处置、形状识别，可以实现船机缺点诊断和预测。4)油液监测油液监测技术是经过对机器滑油采集的油样，利用各种手段进展检测，获得油样性能参数值和磨粒以及污染物的成分、尺寸、形貌和数量等信息，以定性和定量地判别设备的磨损形状及预测其开展趋势。光滑油监测技术包括滑油理化性能检测和油样磨粒分析。监测过程普通包括油样采集，理化性能检测和磨粒分析，获得数据，分析诊断等步骤。CCS规范中船机设备采用油液监测技术是指点性的意见。CCS规范中采用油液监测技术的船机设备有柴油机、尾轴等。CCS规范中入级船舶尾轴光滑油油样检验间隔期应不超越6个月。监测柴油机气缸套、活塞环磨损多项选择用油液监测技术。(1).理化性能分析P691)阅历法---轮机员日常管理中的检查光滑油的理化性能目的的定性分析方法,看颜色,闻气味。2)滤纸法---定性P693)常规化验法---对滑油进展定期定量的检测分析方法。船舶柴油机光滑油应每隔3-4个月取样化验。主要检验工程有:粘度、酸值、总碱值、闪点、水分、盐分和机械杂质等。根据化验目的的变化情况和油公司的规范，综合分析光滑油的质量，对摩擦副形状进展粗略判别。(2)油样磨粒分析经过对油样磨粒和污染物的分析，判别磨损部位和严重程度，预测缺点开展情况。常用的油样磨粒分析有:磁塞法、光谱分析法、铁谱分析法和颗粒计数器法。1)磁塞法磁塞法是将一种带有磁性探头的磨粒检测器，安装在光滑系统中适当部位(尽能够接近被监测零件)，探头吸附滑油中的铁磁性磨屑。运用光学、电子显微镜或者直接用人眼对采集到的磨屑进展察看，根据磨屑的大小、数量和形貌来判别缺点部位和程度。2)光谱分析法各种元素的原子和分子都具有本身特定波长的谱线，利用元素的特征谱线可以检测该种元素能否存在，而特征谱线的强度那么与该种元素的含量多少有关。经过对油样的光谱分析，可以检测出油样中金属磨粒和污染物微粒的成分和含量，推断产生磨损的部位和严重程度，并据此判别机器的形状。3)铁谱分析法铁谱分析法是利用铁谱仪用高梯度强磁场从油样中分别和检测出磨粒和污染物微粒，借助光学和电子显微镜对磨粒和污染物微粒的形貌、尺寸及分布进展定性、定量分析，从而判别机器运动副外表的磨损类型、程度和部位的技术。(5).红外监测自然界中任何高于-