17. Характеристики методов диагностирования

Метод диагностирования – совокупность приёмов и способов, позволяющих дать объективное заключение о состоянии ОД.

На практике используют три группы методов диагностирования машин и механизмов:

- по структурным параметрам (зазоры в сопряжениях, значение регулировочных параметров), непосредственно характери­зующих состояние узлов и агрегатов оборудования.

- по параметрам рабочих процессов (температура и давление в камере сгорания, динамика изменения давления впрыска в топливопроводе дизеля, процессы в системе зажигания и т.п.), непосредственно характеризую­щих состояние оборудования;

- по параметрам сопутствую­щих процессов (тепловое поле, шумы, виброакустические процессы и т.п.), косвенно характеризующих состояние оборудо­вания.

Первую группу методов относят к статическим, а две других группы - к динамическим методам.

Методы диагностирования СТС развиваются в 4-х направлениях:

- прямое диагностирование ме­тодами неразрушающего контроля;

- по виброакустическим сигналам;

- диагностирование по концентрации продуктов изнашивания в масле;

- по результа­там анализа выпускных газов.

17.1. Методы неразрушающего контроля.

- Магнитопорошковый метод

- Капиллярный ( люминесцентно-цветной)

- Электромагнитный (вихретоковый) метод

- Импульсный

- Ультразвуковой

- Акустический импедансный

- Радиационный

- Оптический

- Метод искусственных баз

Этими методами пользуют­ся для оценивания состояния узлов и деталей, являющихся составными частями машин и механизмов, а также трубопроводов и конструкций при неработающем оборудовании .

При этом решаются две задачи диагностирования: контроль работоспо­собности и поиск дефектов.

Одним из эффективных способов поддержания высокой надежно­сти конструкции является применение при производстве, использова­нии по назначению и ремонте диагностирования методами неразруша­ющего контроля магнито-порошковыми, капиллярными, электромагнитными (вихретоковыми), акустическими, радиационны­ми, оптическими.

Магнитопорошковым методом определяют состояние большин­ства стальных деталей, снятых или не снятых с машин и механизмов, к которым имеется доступ для намагничивания, нанесения суспензии и осмотра. На поверхность детали наносят ферромагнитные частицы, которые находятся во взвешенном состоянии в жидкости (минеральном масле, керосине, воде и т.п.) или в воздухе.

Деталь помещается в магнитное поле или пропускается ток по кабелю, проходящему через отверстие в детали. Вследствие взаимодействия образуется магнитный поток, неоднородный при наличии дефекта. В результате возникает сила, стремящаяся затянуть ферромагнитные частицы в место наибольшей плотности магнитных силовых линий, т.е. к месту дефекта. Информативным парамет­ром в этом случае является индикаторный ри­сунок в виде полосок или валиков осевшего на поверхности детали порошка. Размер и харак­тер дефекта можно оценить по количеству по­рошка и форме рисунка.

Капиллярный метод основан на исполь­зовании свойства смазывающих жидкостей, нанесенных на очищенную поверхность дета­ли, заполнять узкие полости. Лишнюю жид­кость с поверхности удаляют. На поверхность наносят проявитель в виде специальной белой краски или порошка, под действием которого выступающая из полостей жидкость окраши­вает проявитель и образует хорошо видимый на белом фоне индикаторный рисунок, являю­щийся информативным параметром о месте расположения, форме и протяженности де­фекта. При цветном методе используют жид­кость, окрашенную в красный цвет и образу­ющую рисунок, видимый при дневном свете, а при люминесцентном методе — жидкость, да­ющую рисунок, ярко светящийся в ультрафи­олетовых лучах. При люминесцентно-цветном методе рисунок виден как при дневном свете, так и в ультрафиолетовых лучах.

Электромагнитный (вихретоковый) метод основан на возбуждении в материале вихревых токов и оцени­вании их влияния на магнитный поток, создаваемый катушкой индуктивности преобразователя.

Под действием тока в катушке индуктивно­сти образуется переменный магнитный поток, проникающий в ме­талл. При этом в металле возникают вихревые токи, создающие свой магнитный поток, направленный навстречу возбуждающему по­току. За счет протекания вихревых токов происходит превращение электрической энергии в тепловую, что эквивалентно изменению индуктивности и активного сопротивления преобразователя. Их приращения, вызываемые вносимыми индуктивностью и сопротив­лением, можно измерить.

Трещина на поверхности приво­дит к перераспределению вихревых токов, уменьшению их плотно­сти, вследствие чего уменьшаются вносимые индуктивность и сопро­тивление, что может быть зарегистрировано ТСД.

Рис.1. Вихретоковый метод диагностики

Импульсный метод возбуждения вихревых токов в материале про­веряемых деталей позволяет выявлять дефекты на большой глубине.

Ультразвуковой метод основан на анализе процесса рас­пространения возбужденных ультразвуковых волн в магнитных и не­магнитных материалах, которые отражаются от дефектов в виде тре­щин, непроваров, газовых пор, шлака, неметаллических включений. Информацией о дефекте служат амплитуда и местоположение эхо-сиг­нала, просматриваемого на экране ТСД.

Рис.2. Диагностирование ультразвуковым методом:

1– начальный (зондирующий) импульс

2– стробимпульс, определяющий размеры контролируемой зоны

3– отраженный (информативный) импульс

4– отраженные неинформативные импульсы (помехи)

Акустический импедансный метод находит приме­нение при диагностировании многослойных конструкций. Он ос­нован на различии механических импедансов (сопротивлений) дефектного и безде­фектного участков детали. Бездефектная конструкция под действием преобразователя колеблется как единое целое, и меха­нический импеданс максимален. Если установить преобразова­тель в зону дефекта, то амплитуда силы реакции резко уменьшит­ся в связи с тем, что жесткость этого участка меньше жесткости всей конструкции. Это изменение можно зафиксировать с по­мощью стрелочного прибора.

Рис.3. Диагностирование акустическим методом

Радиационный метод основан на просвечивании изделий рентге­новскими, гамма- и бета-лучами, нейтронами и другими элементарны­ми частицами, что позволяет получить информацию о внутреннем их состоянии и зарегистрировать дефекты в виде несплошности, разрушения и ненормального расположения деталей.

В качестве регистраторов можно использовать рентгеновскую пленку, флюоресцирующий экран и др. Наиболее распространены рентгено- и гаммаграфический радиа­ционные методы. На снимках внутренней структуры узлов информа­тивным параметром является степень почернения различных участков рентгеновской пленки.

Оптический метод основан на прямом исследовании поверхностей уз­лов и деталей или непрямом осмотре труднодоступных мест с помощью лупы, микроскопа или эндоскопа — портативной телевизионной камеры на длинной штанге, с кото­рой изображение передается по кабелю, преобразовывается и выводится на экран монитора.

Метод искусственны баз позволяет определять износ любой части детали независимо от величины деформации. Величина линейного износа определяется по изменению размеров суживающейся лунки определенного профиля, сделанной на изнашиваемой поверхности. Линейный износ характеризует разность глубин лунки, определенных до и после испытаний. На дизелях этот метод применяется для оценки износа цилиндровых втулок. Он требует частичной разборки дизеля (например, для контроля износа втулки бывает достаточно снять крышку цилиндра) и непригоден там, где изнашиваемая поверхность пластически деформируется (например, вкладыши подшипников, шестерни и др.).