4. Методы обнаружения дефектов

Различают визуальные и инструментально-приборные методы дефектации.

Визуальным осмотром выявляют макродефекты в виде трещин, задиров, царапин и т.п. Для повышения эффективности визуальных осмотров применяют оптические стекла (лупы). Такая дефектация дает общее представление о наличии дефекта без количественных показателей.

Инструментальные методы дефектации предполагают использование универсальных и специальных измерительных средств. К ним относятся линейки, штангенциркули, микрометры, индикаторные скобы и нутрометры, специальные зеркально-оптические приборы, калибры и т.п.

Физические методы дефектации с использованием специальных дефектоскопов применяются для выявления микроскопических поверхностных, подповерхностных и внутренних дефектов без разрушения деталей. По этому признаку их относят к методам неразрушающего контроля качества деталей.

В судоремонте используют следующие методы неразрушающего контроля: капиллярные, вихретоковые, магнитные, ультразвуковые, рентгеновские, гидравлические и воздушные.

Наиболее распространенными методами, которые можно использовать в судовых испытаниях для обнаружения дефектов поршня считаются способ капиллярный гидравлический и воздушный.

Гидравлический и воздушный метод позволяет узнать есть ли трещина и надежность всех уплотнений. С помощью специальных заглушек, устанавливаемых на пятку поршня, создаем герметичный сосуд. Далее подаем жидкость или воздух под давлением. Затем нужно выждать время и следить не падает ли давление внутри. Если давление удерживается, то поршень можно эксплуатировать. В случае, когда давление падает, находим место прорыва.

Для магнитно-порошкового метода контроля приме­няются универсальные стационарные магнитные дефектоскопы ма­рок УМДЭ-ЮОООМ, УМДЭ-2500М и передвижной магнитный де­фектоскоп ДМП-2.

Люминисцентный метод дефектоскопии изделий осуществляется путем усиления видимости дефектов при облучении их ультрафиолетовыми лучами; при этом используется эффект свечения некоторых облучаемых жидкостей (минеральных масел, некоторых солей и др.). При люминесцентной дефектоскопии на поверхность контролируемого изделия наносят флуоресцирующую жидкость с высокой способностью проникновения в полость дефектов. Излишки жидкости удаляют, затем поверхность посыпают мелкодисперсным порошком, обладающим высокой поглотит, способностью (окись магния, тальк, силикагель). Порошок извлекает флуоресцирующую жидкость из полости дефектов, его излишки удаляют обдувкой воздухом. Дефекты устанавливают по свечению смоченного жидкостью порошка при облучении изделия ультрафиолетовыми лучами. Для повышения чувствительности и сокращения времени контакта изделия с флуоресцирующей жидкостью применяется вакуумный метод. Сущность метода заключается в том, что изделие с нанесенной на ее поверхность флуоресцирующей жидкостью помещают в камеру, из которой откачивают воздух. Одновременно с этим удаляется и воздух, находящийся в полостях дефектов, в результате чего облегчается заполнение этих полостей флуоресцирующей жидкостью. Ультразвуковой метод люминесцентной дефектоскопии основан на воздействии интенсивных ультразвуковых колебаний на погруженное в флуоресцирующую жидкость контролируемое изделие, в результате чего улучшается заполнение полости дефектов жидкостью, и чувствительность люминесцентного метода повышается.

На рабочем месте дефектоскопа должен находиться респиратор на случай аварийной уборки пролитых составов. Прием пищи в помещении цветной дефектоскопии запрещается.

В помещении цветной дефектоскопии периодически должны проверяться газоанализаторами фактические концентрации вредных паров в воздухе.

На судне мы можем пользоваться капиллярным методом, мелокеросиновым, цветным (с добавлением специального красителя), люминисцентным (с добавлением люминосфора). Эти методы по сущности похожи. Они могут показать трещину, её место, размер и форму. В данном методе в начале поверхность тщательно очищается и продувается от грязи, пыли и жировой/масленой пленки. Затем покрывает керосином, вытираем его и после наносим меловодяную смесь.

Метод цветной капиллярной дефектоскопии (ЦКД) широко применяют для контроля качества сварных соединений, выявления усталостной трещины, коррозий и других поверхностных повреждений конструкций. Он состоит в заполнении полостей поверхностных микродефектов ярко окрашенной проникающей жидкостью - “пенетрантом”, очистке контролируемой поверхности от избытка пенетранта и извлечении ( сорбции) пенетранта из полостей микродефектов “ проявителем”. В результате на белом фоне проявителя формируются окрашенные “ следы” дефектов, регистрируемые оператором визуально.

Метод ЦКД прост, удобен, не требует специального оборудования и позволяет выявлять поверхностные микродефекты шириной более 1 мкм, что соответствует II классу чувствительности по ГОСТ 18442-80.

В Институте физической химии. Л.В. Писаржевського НАН Украины разработан набор материалов “ ИФХ-КОЛОР”, отличающийся полным отсутствием токсических компонентов и экологической чистотой. Пенетрант “ИФХ-КОЛОР” смывается водой, что позволяет выявлять дефекты на грубо обработанных поверхностях (R z 30:40). Диапазон рабочих температур: от минус 10 оС до 120 о С. Расход материалов: 1 набор на 2,5 м 2 контролируемой поверхности.

Набор может быть укомплектован метролигически аттестованными эталонами поверхностных дефектов. Технология цветного капиллярного контроля включает стадии:

- нанесение цветного пенетранта на контролируемую поверхность;

- удаление избытка пенертанта (через 5-10 минут) с помощью х/б салфеток;

- нанесение проявителя;

- визуальное обнаружение мест дефектов по цветным “следам”.

Полное время контроля не превышает 15 минут.

Пенетрант может поставляться в упаковке типа “фломастер”, которая позволяет снизить расход материала и сделать контроль более экологически чистым, и в аэрозольной упаковке.

Материалы набора “ИФХ-КОЛОР” включены в Унифицированную методику контроля АЭУ (ПНАЭ Г 018-89) и ОСТ 26-5-88 “Контроль неразрушающий. Цветной метод контроля”. Поверхностные и подповерхностные трещины целесообразно выявлять с помощью магнитопорошкового или других методов неразрушающего контроля. Изгибы штоков и шатунов круглого сечения определяют в центрах токарного станка, а штоков и шатунов некруглого сечения - на призмах с помощью индикаторов часового типа и специальных оправок.

Принцип работы ультразвуковой дефектоскопии. (рис. 4) Звуковые волны не изменяют траектории движения в однородном материале. Отражение акустических волн происходит от раздела сред с различными удельными акустическими сопротивлениями. Чем больше различаются акустические сопротивления, тем большая часть звуковых волн отражается от границы раздела сред.

Р азрешающая способность акустического исследования, то есть способность выявлять мелкие дефекты раздельно друг от друга, определяется длиной звуковой волны, которая в свою очередь зависит от частоты ввода акустических колебаний. Чем больше частота, тем меньше длина волны. Эффект возникает из-за того, что при размере препятствия меньше четверти длины волны, отражения колебаний практически не происходит, а доминирует их дифракция. Поэтому, как правило, частоту ультразвука стремятся повышать. С другой стороны, при повышении частоты колебаний быстро растет их затухание, что сокращает возможную область контроля. Практическим компромиссом стали частоты в диапазоне от 0,5 до 10 МГц.

Разрушения, трещины, сквозные раковины или выкрашивания в деталях остова (рамах, картерах, блоках, цилиндровых втулках, станинах и параллелях) обнаруживают при осмотре с помощью лупы с 5-кратным увеличением или капиллярными и токовихревыми методами. В последнем случае используют специальные приборы.

Задир и заклинивание поршня можно выявить по некоторым признакам: появление на тронке и головке поршня глубоких продольных рисок и борозд, местных уплотнений и наплывов металла, трещин в районе бобышек и следов нагрева в виде цветов побежалости; потемнение всей направляющей части поршня; глухой постепенно усиливающийся и равномерно чередующийся звук, появляющийся при каждой перемене хода поршня; падение числа оборотов; подрывы предохранительного клапана; выделение дыма из картера.

О трещинах в головке поршня и на направляющей в районе бобышек, обгорание кромок головки поршня и прогорание донышка нам могут сообщить шрорыв газов в картер; повышение температуры жидкости, охлаждающе поршень, прерывистый характер струи, выходящей из головки.

Поломка поршневых уплотнительных и маслосъемных колец судят из прорывов газов в картер; темная или синяя окраска газов, увеличение расхода масла.

Проблемы с поршневым пальцем выявляют по характерному стуку и местному перегреву.