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轮机维护与修理重庆交通大学航海学院1ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日Chapter5船机零件的缺陷检验与故障诊断FlawDetectionandFaultDiagnosis轮机维护与修理重庆交通大学航海学院2ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日课程目标1重点•无损检验概念2难点•船机故障诊断3知识点•零件缺陷一般检验•零件无损检验（方法、使用范围）轮机维护与修理重庆交通大学航海学院3ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日1.什么是零件缺陷？为什么船机零件会有缺陷？？零件使用过程：零件产生过程：上述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……这些缺陷随时间t↑→加剧。只能减缓，难以避免！所以零件有使用寿命。Chapter5船机零件缺陷检验与故障诊断缺陷轮机维护与修理重庆交通大学航海学院4ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日Chapter5船机零件的缺陷检验与故障诊断？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。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院5ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日实例佐证：船舶动力装置如何保证其运转可靠性？1.船机在制造和安装中，需严格质量检验，并通过船级社检验，获取船级证书。2.在航船舶需保持船级。即保持其入级的良好技术状态，要进行各种技术检验，如年度检验、中间检验、坞内检验和特别检验等。3.船机在使用过程中，轮机员要对其进行日常维护管理。对零件进行各种检查与测量，对有缺陷的设备进行有计划地维修，严重缺陷需进厂维修，以防止故障发生。综上可看出：检验在严把船舶质量关方面，起着重要作用。引言轮机维护与修理重庆交通大学航海学院6ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日引言•机器检测方法，是从医学的检查、诊断方法中学习、模仿得来的。•检查、诊断方法和原理与目前采用的疾病诊断方法类似。两者对比如下轮机维护与修理重庆交通大学航海学院7ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日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轮机维护与修理重庆交通大学航海学院8ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日本章重点1.掌握各种缺陷的检测方法、特点及其适应范围，达到能够正确选用的目的；2.了解无损检验的基本原理、特点；3.了解常用的故障诊断方法（振动与噪声监测、油液监测、性能趋势监测、温度监测）、基本原理及在船舶机械中的应用。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院9ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日本章内容§5-1船机零件的缺陷检验（FlawDetection）§5-2船机故障诊断技术（FaultDiagnosis）☆思考题轮机维护与修理重庆交通大学航海学院10ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日§5-1船机零件的缺陷检验（FlawDetection）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：一般在船舶航行条件下，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。⊕轮机维护与修理重庆交通大学航海学院11ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日一、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、液压试验法轮机维护与修理重庆交通大学航海学院12ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日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。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院13ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日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。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院14ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日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。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院15ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日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。（是一种无损检验方法）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）。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院16ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日二、船机零件缺陷的无损检验（Non-Destructive-Testing=NDT）缺陷（特别是内部缺陷）的两种检测方法：1）破坏法•即破开被检测对象，检查内部的质量。虽然可靠，但对零件的检验是行不通的。2）无损检验•在不破坏零件的条件下，探测零件表面及内部缺陷的方法,称为无损探伤。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院17ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日二、船机零件缺陷的无损检验•目前国外，常使用下列3个名词：1）无损检测（NondestructiveTesting=NDT）2）无损检验（NondestructiveInspection=NDI）3）无损评价（NondestructiveEvaluation=NDE）NDT：•泛指材料和设备各种场合中使用的检测方法；NDI：•指设备验收和在役情况下的检验；（NDT与NDI意思相近）NDE：•是无损检测更高层次的发展，着重对缺陷的危险程度进行评价。•我国无损检测技术从50年代开始，目前几乎所有方法都有实际应用。中国机械工程学会无损检测学会，目前挂靠在上海材料研究所。⊕轮机维护与修理重庆交通大学航海学院18ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日二、船机零件缺陷的无损检验无损探伤的种类：常规检测方法1.渗透探伤2.磁粉探伤3.超声波探伤4.射线探伤5.涡流探伤无损检测新技术1.声发射技术2.激光全息检测技术3.红外检测技术4.微波检测技术等‥‥‥轮机维护与修理重庆交通大学航海学院19ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日1、渗透探伤（PenetrateTesting=PT）1）概述•方法：将渗透剂涂于构件被测表面，当表面有开口性缺陷时，渗透剂就渗透到缺陷中，去除表面多余部分，再涂显象剂，在合适光线下观察缺陷痕迹，判断缺陷种类和大小。此法称为~。•——是最简单、最古老无损检测方法，用于检测金属与非金属材料的表面裂纹。•原理：利用液体流动性、渗透性，借助表面裂纹的毛细管作用，将表面细微裂纹显示出来。•优点：成本最低，设备简单，操作方便，适用于所有材料，显示直观，灵敏度比眼看高5～10倍。•缺点：仅适用于表面开口型缺陷类型，灵敏度不太高，不便于实现自动化，无深度显示。思考：灵敏度与什么因素有关？未焊透的焊缝，能否用渗透探伤检查？轮机维护与修理重庆交通大学航海学院20ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日渗透探伤的类别方法1：煤油白粉法操作：将洗后零件浸入煤油中或涂抹煤油于零件表面，经15～30min，擦干涂白粉，干燥后适当敲击或加热零件，渗入缺陷的煤油会复渗于白粉上，出现黑色痕迹。缺点：太小裂纹不易显示(裂纹宽度≮0.01mm，裂纹深度≮0.03mm)。方法2：着色探伤DyePenetrationInspection原理同上。区别：渗透剂(Penetration)是有颜色(如红色)溶液，显象剂(Developer)白色液体，便于观察。方法3：荧光探伤FluorescentPenetrationCrackTesting渗透剂为荧光物质，用（水银石英灯）紫外线照射，缺陷内渗透剂发出荧光，显示出表面裂纹。缺点：需紫外线发射装置，暗室中进行，对人体有害。方法4渗透检漏常用煤油检漏。容易观察一面涂白粉，另一面涂煤油轮机维护与修理重庆交通大学航海学院21ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日渗透探伤的类别煤油白粉、着色、荧光探伤的比较：荧光探伤着色探伤煤油白粉法灵敏度＜简单容易度荧光探伤着色探伤煤油白粉法＞＞＜轮机维护与修理重庆交通大学航海学院22ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日2、磁粉探伤（MagneticParticleTesting=MT）•或称磁力探伤。国外已有50年的历史，国内也有30多年。•1）磁粉探伤原理•铁磁性材料构件的表面或近表层有缺陷时磁阻大，一旦被磁化，则会有部分磁力线外溢而形成漏磁场，它对施加到构件表面的磁粉会产生吸附作用，因而显示出缺陷的痕迹，根据磁粉的痕迹来判断缺陷的大小、取向和位置等。•漏磁场的强度和分布：•取决于缺陷的长度、取向、位置（近表层）和被测表面的磁化强度。当缺陷垂直于磁化方向时，灵敏度最高；当缺陷平行于磁化方向时，则无磁粉痕迹显示。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院23ChongQingJiaoTongUniversity2020年2月9日2）磁粉探伤方法按分类方法不同有：•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、湿粉法和荧光磁粉法等；•按磁化方法分为：直接通电法、局部磁化支杆法、心轴法、线圈法和铁轭法等。•按磁场方向分为：•①纵向磁化磁化后零件有平行零件轴线磁力线，可探测与轴线垂直或成一定角度缺陷。采用直流电或交流电通过线圈或铁轭磁化，如图5-3。•②周向磁化零件内产生垂直零件轴线磁力线，探测轴向缺陷，即平行或近平行零件轴线的缺陷，如图5-4。•③复合磁化零件上同时产生纵向和周向磁力线，可探测零件上任意方向上的缺陷，如图5-5。轮机维护与修理重庆交通大学航海学院24ChongQingJiaoTong