Việc kiểm tra phải kết nối các cơ chế mỏi, hình học ứng suất cao, trạng thái bề mặt, bằng chứng kích thước và phương pháp NDT chính xác. Quan trọng hơn, bất kỳ dấu hiệu đáng ngờ nào đều phải được đánh giá trong bối cảnh trước khi quyết định liệu trục có thể tiếp tục hoạt động hay không.
Kiểm tra các vị trí có nhiều khả năng bắt đầu mệt mỏi nhất
Độ mỏi của trục hàng hải phát triển khi các chu kỳ ứng suất lặp đi lặp lại bắt đầu một sự gián đoạn nhỏ và sau đó dần dần kéo dài nó. Trục đẩy chịu mô men xoắn truyền cùng với hiện tượng uốn cong, rung động, tải trọng liên quan đến căn chỉnh và thay đổi điều kiện vận hành. Ăn mòn, mài mòn, hư hỏng bề mặt, vết gia công hoặc nồng độ ứng suất hình học cục bộ có thể làm giảm số chu kỳ cần thiết để hình thành vết nứt.
Các vết nứt có thể bắt đầu xung quanh các góc rãnh then sắc, nơi ứng suất theo chu kỳ kết hợp với sự mài mòn, trong khi các khuyết tật vi mô liên quan đến gia công có thể tạo ra các vị trí ban đầu bổ sung. Khi vết nứt hình thành, tải trọng lặp đi lặp lại liên tục có thể mở rộng vết nứt cho đến khi phần còn lại không thể chịu được tải trọng vận hành nữa.
Vì lý do này, thanh tra viên không nên chia trục thành các khu vực kiểm tra bằng nhau. Đầu tiên hãy tập trung vào hình học và các mặt phân cách làm tăng ứng suất cục bộ. Các khu vực ưu tiên điển hình bao gồm rãnh then và đầu rãnh then, bán kính phi lê, vai, chuyển tiếp đường kính, giao diện khớp nối, gốc mặt bích, phần ren, cạnh tạp chí, khu vực tiếp xúc phốt, tính năng lắp chân vịt và các bề mặt có vết xước hoặc ăn mòn. Các khu vực đã được sửa chữa hoặc cải tạo cục bộ trước đây cần được chú ý thêm vì tình trạng bề mặt và hình dạng của chúng có thể khác với thiết kế ban đầu.
Không phải mọi trục đều có cấu trúc giống nhau. Việc lắp chân vịt không cần chìa khóa, các thiết kế khớp nối khác nhau và cách bố trí vòng bi khác nhau sẽ thay đổi các vị trí kiểm tra liên quan. Do đó, bản đồ kiểm tra phải tuân theo bản vẽ trục thực tế và cách bố trí vận hành thay vì danh sách kiểm tra chung.
Các bề mặt tiếp xúc giữa trục, vòng bi, khớp nối, vòng đệm và các bộ phận liên quan đến lực đẩy cũng rất quan trọng. Đang xem xét lân cận Các bộ phận đẩy của tàu biển có thể giúp xác định nơi tải trọng được đưa vào, nơi có thể xảy ra chuyển động tương đối và phần trục nào tiếp xúc với các hiệu ứng tiếp xúc hoặc căn chỉnh tập trung.
Thiết lập điều kiện bề mặt và kích thước trước NDT
Việc phát hiện vết nứt trục chân vịt tốt bắt đầu trước khi áp dụng chất thẩm thấu, hạt từ tính hoặc đầu dò siêu âm. Ô nhiễm bề mặt có thể che giấu vết nứt nhỏ hoặc tạo ra các dấu hiệu sai lệch, trong khi những bất thường về kích thước có thể khiến người kiểm tra hướng tới các khu vực chịu tải cơ học bất thường.
Bắt đầu bằng việc làm sạch có kiểm soát đủ cho kỹ thuật kiểm tra đang được sử dụng. Dầu, rỉ sét, cặn, cặn, lớp phủ lỏng lẻo và chất bẩn nặng không được phép tồn tại trong khu vực kiểm tra. Tuy nhiên, việc chuẩn bị bề mặt không được trở thành việc mài hoặc đánh bóng không kiểm soát được. Việc loại bỏ mạnh mẽ vật liệu khỏi vị trí đáng ngờ có thể xóa bằng chứng vết nứt, thay đổi bán kính cục bộ và giảm tiết diện trục trước khi dấu hiệu được ghi lại chính xác.
Kiểm tra bằng mắt phải ghi lại các vết trầy xước, vết lõm, vết lõm, vết lõm, mảnh vụn, ăn mòn, kiểu mòn bất thường và những thay đổi xung quanh rãnh then hoặc phần chuyển tiếp. Đặc biệt chú ý đến các dấu vết tuyến tính vì vết nứt mỏi ban đầu có thể giống với vết xước gia công hoặc dịch vụ. Ánh sáng và độ phóng đại tốt có thể giúp xác định xem một tính năng có tiếp tục trên bề mặt hay không, thay đổi hướng hay tuân theo hình học tập trung ứng suất.
Kiểm tra thứ nguyên cung cấp một phần khác của đường cơ sở. Đường kính trục, độ thẳng, độ đảo, tình trạng cổ trục, độ khớp khớp nối và các kích thước tiếp xúc liên quan phải được so sánh với các bản vẽ hiện hành, tiêu chí bảo dưỡng hoặc hồ sơ kiểm tra trước đó. MỘT Trục các đăng được gia công phụ thuộc vào các kích thước được kiểm soát, độ đồng trục, độ đảo, tình trạng bề mặt và các phần ăn khớp chính xác để tương tác với các khớp nối, vòng bi và vòng đệm.
Bằng chứng về độ lệch hoặc căn chỉnh có thể giúp xác định vị trí có thể tăng độ uốn theo chu kỳ, nhưng không phép đo nào có thể chứng minh rằng trục không có vết nứt. Trục thẳng có thể có vết nứt do mỏi, trong khi độ đảo quá mức có thể do các nguyên nhân khác ngoài vết nứt. Do đó, kiểm tra kích thước và NDT trả lời các câu hỏi khác nhau và nên được sử dụng cùng nhau thay vì được coi là thay thế.
Chọn MPI, PT hoặc UT theo vật liệu và độ sâu vết nứt
Phương pháp chính xác NDT trục phụ thuộc vào vật liệu trục, vị trí khuyết tật dự kiến, khả năng tiếp cận bề mặt, hình học và liệu việc kiểm tra có nhằm phát hiện các gián đoạn bề mặt hay gián đoạn sâu hơn hay không. Sử dụng phương pháp quen thuộc nhất ở mọi nơi có thể khiến các vùng quan trọng không được kiểm tra đầy đủ.
Kiểm tra hạt từ đặc biệt hữu ích đối với trục sắt từ vì nó có thể phát hiện sự gián đoạn bề mặt và gần bề mặt. Thử nghiệm thẩm thấu chất lỏng phát hiện những điểm không liên tục trên bề mặt và có thể áp dụng cho các vật liệu không xốp phù hợp, bao gồm cả trường hợp không áp dụng thử nghiệm hạt từ tính. Kiểm tra siêu âm đưa âm thanh vào thành phần và được sử dụng để điều tra sự gián đoạn bên trong hoặc dưới bề mặt.
| Kiểm tra | Cần phương pháp | ưu tiên Hạn chế chính cần xem xét |
|---|---|---|
| Các vết nứt bề mặt mịn hoặc gần bề mặt của thép trục sắt từ | MPI / MT | Yêu cầu vật liệu từ hóa và định hướng trường phù hợp |
| Các vết nứt vỡ bề mặt nơi MPI không phù hợp | PT | Không thể phát hiện các vết nứt không chạm tới bề mặt |
| Nghi ngờ có sự gián đoạn sâu hơn hoặc nội bộ | UT | Hình học và định hướng có thể làm phức tạp việc giải thích tín hiệu |
| Dấu hiệu tuyến tính đáng ngờ không xác định | Phương pháp bề mặt theo sau là xác minh mục tiêu | Chỉ một dấu hiệu thôi có thể không xác định được tầm quan trọng của độ sâu hoặc vết nứt |
Đối với việc kiểm tra trục kiểm tra hạt từ tính , hướng từ hóa rất quan trọng. Vết nứt dễ được phát hiện nhất khi nó làm gián đoạn đáng kể từ trường, do đó, một quy trình hoàn chỉnh có thể yêu cầu nhiều hơn một hướng từ trường. Vai, rãnh then và hình học đột ngột cũng có thể tạo ra sự tích tụ hạt không liên quan, khiến việc giải thích có kinh nghiệm trở nên cần thiết. Thử nghiệm hạt từ tính dành cho vật liệu sắt từ và không nên chọn chỉ vì thành phần là kim loại.
PT rất hữu ích trong việc xác nhận các điểm gián đoạn độ hở bề mặt nhỏ trên các bề mặt sạch, không xốp thích hợp. Nó ít hữu ích hơn khi cặn, lớp phủ, kim loại bị lem hoặc kết cấu bề mặt thô ráp ngăn cản chất thẩm thấu xâm nhập hoặc bị loại bỏ một cách chính xác. UT trở nên có giá trị hơn khi câu hỏi kiểm tra thay đổi từ 'Có vết nứt bề mặt không?' thành 'Sự gián đoạn có mở rộng bên dưới bề mặt có thể tiếp cận được không?' Tuy nhiên, vai trục, côn, lỗ và hình dạng khác có thể tạo ra tiếng vang đòi hỏi quy trình đủ tiêu chuẩn và cách diễn giải thành thạo.
của TOTEM trục trung gian rèn được thiết kế cho trục đẩy hàng hải, trong đó việc kiểm soát kích thước, tình trạng bề mặt, độ đảo và kiểm tra không phá hủy là những phần quan trọng trong quản lý chất lượng trục.
Đánh giá mọi dấu hiệu trước khi chỉ định nguy cơ gãy xương
Việc tìm ra dấu hiệu không phải là kết thúc việc kiểm tra vết nứt mỏi trục chân vịt hàng hải . Nhiệm vụ tiếp theo là quyết định xem dấu hiệu đó có phù hợp hay không, liệu nó có đại diện cho một vết nứt thực sự hay không và vị trí của nó ảnh hưởng như thế nào đến nguy cơ gãy xương.
Đầu tiên, ghi lại dấu hiệu trước khi thay đổi bề mặt. Ghi lại vị trí của nó so với rãnh then, vai, phi lê, khớp nối, tạp chí hoặc dữ liệu có thể nhận dạng khác. Lưu ý hướng của nó, phạm vi nhìn thấy gần đúng, phương pháp kiểm tra, tình trạng bề mặt và mọi vết xước, ăn mòn, vết xước hoặc biến dạng liên quan. Lặp lại việc kiểm tra nếu tín hiệu không nhất quán và sử dụng phương pháp phù hợp về mặt kỹ thuật khác khi cần xác nhận hoặc thông tin độ sâu.
Không nên đánh giá chỉ thị tuyến tính giống vết nứt tại điểm chuyển tiếp có ứng suất cao theo cách tương tự như chỉ thị tuyến tính không liên quan bị cô lập do hình học gây ra. Tương tự, chỉ độ dài vết nứt là không đủ để xếp hạng rủi ro. Vị trí, hướng liên quan đến ứng suất chính, vật liệu, đường kính phần, dây chằng còn lại, tải trọng vận hành, bằng chứng về sự phát triển, môi trường ăn mòn, tình trạng căn chỉnh và lịch sử hư hỏng trước đó đều có thể ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của khuyết tật.
Do đó, một khung rủi ro thực tế có thể sử dụng ba cấp độ mà không cần phát minh ra các giới hạn chiều phổ quát. Một dấu hiệu cho thấy là không liên quan sau khi kiểm tra lại có thể trở lại trạng thái kiểm soát kiểm tra thông thường. Chỉ báo tuyến tính chưa được giải quyết sẽ kích hoạt việc xem xét kỹ thuật và NDT bổ sung thay vì tiếp tục vận hành chỉ dựa vào hình thức bên ngoài. Một vết nứt đã được xác nhận ở phần chịu tải quan trọng phải được coi là nguy cơ gãy xương tiềm ẩn cho đến khi đánh giá kỹ thuật được phê duyệt xác định hành động được phép.
Thông tin xu hướng bổ sung thêm bối cảnh quan trọng. Nếu cùng một khu vực xuất hiện các chỉ báo lặp đi lặp lại, hiện tượng băn khoăn trở nên rõ ràng hơn, thay đổi độ đảo hoặc độ rung khi vận hành tăng lên, thì bức tranh rủi ro sẽ thay đổi ngay cả khi một phép đo duy nhất vẫn nằm trong giới hạn lịch sử. Sự phát triển và tái phát thường tiết lộ nhiều điều về cơ chế gây tổn hại hơn là một kết quả kiểm tra riêng biệt.
Nguyên tắc này cũng áp dụng cho các trục quay chịu tải nặng khác. MỘT Trục đẩy 38CrNi3MoVA dựa trên vật liệu rèn được kiểm soát, độ chính xác gia công, độ thẳng, độ đồng trục và chất lượng bề mặt trong dịch vụ truyền tải tải cao. Do đó, các quyết định kiểm tra phải xem xét cả tính toàn vẹn và hình học của vật liệu thay vì coi NDT như một hoạt động kiểm tra chất lượng riêng biệt.
Đưa ra quyết định loại bỏ và sửa chữa xung quanh nguyên nhân, không chỉ vết nứt
Một vết nứt mỏi được xác nhận sẽ không tự động dẫn đến mài mòn cục bộ, sau đó sẽ đưa nó trở lại sử dụng ngay lập tức. Việc loại bỏ vật liệu có vết nứt nhìn thấy được không khắc phục được cơ chế đã tạo ra vết nứt đó và việc loại bỏ vật liệu không được kiểm soát có thể làm thay đổi bán kính góc lượn, giảm đường kính trục hoặc tạo ra các vết gia công mới.
Quyết định đầu tiên là liệu phần trục bị ảnh hưởng có thể tiếp tục hoạt động an toàn trong khi thực hiện đánh giá thêm hay không. Đối với một vết nứt đã được xác nhận ở vùng chịu mô men xoắn hoặc uốn tới hạn, việc ngừng sử dụng trong khi chờ đánh giá kỹ thuật nói chung là cách tiếp cận thận trọng. Giới hạn chấp nhận chính xác không thể được khái quát hóa vì chúng phụ thuộc vào thiết kế trục, vật liệu, kích thước, tải trọng, quy trình kiểm tra, yêu cầu phân loại hiện hành và tiêu chí sửa chữa được phê duyệt.
Sau đó, tính khả thi của việc sửa chữa nên xem xét liệu vết nứt hoàn toàn có thể được loại bỏ hay không, liệu phần còn lại có đủ hay không, liệu hình dạng ban đầu và tình trạng bề mặt có thể được khôi phục hay không và liệu quá trình sửa chữa có ảnh hưởng đến luyện kim hoặc ứng suất dư hay không. Không bao giờ nên chọn hàn, gia công, xử lý nhiệt hoặc phục hồi kích thước chỉ vì chúng có thể đóng hoặc loại bỏ dấu hiệu về mặt vật lý. Trục được sửa chữa vẫn phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về chức năng chịu tải của nó.
Phòng ngừa cần giải quyết cơ chế khởi đầu được xác định trong quá trình kiểm tra. Độ khít của rãnh then, bán kính chuyển tiếp, độ hoàn thiện bề mặt, tình trạng khớp nối, ổ trục, căn chỉnh, bôi trơn, bịt kín, chống ăn mòn và thực hành lắp ráp đều có thể ảnh hưởng đến độ mỏi của trục hàng hải . Các hiện tượng bất thường như tác động của cánh quạt, tiếp đất, vướng víu nghiêm trọng hoặc thay đổi độ rung đột ngột cũng có thể cần phải tiến hành kiểm tra mục tiêu trước khoảng thời gian thông thường.
Lịch sử kiểm tra đặc biệt có giá trị. Lưu giữ bản đồ NDT, phép đo kích thước, ảnh chụp, dữ liệu sai lệch và quan sát bảo trì để cuộc khảo sát tiếp theo có thể phân biệt đặc điểm bề mặt ổn định với khuyết tật đang phát triển. Việc quản lý rủi ro mệt mỏi trở nên mạnh mẽ hơn nhiều khi mỗi cuộc kiểm tra được so sánh với đường cơ sở thay vì được coi là một sự kiện đạt hoặc không đạt độc lập.
Phần kết luận
đáng tin cậy Kiểm tra vết nứt mỏi trục chân vịt hàng hải kết hợp kiểm tra dựa trên vị trí, kiểm tra bề mặt và kích thước cẩn thận, NDT thích hợp, xác minh chỉ dẫn và đánh giá kỹ thuật. Câu hỏi quan trọng không chỉ đơn giản là liệu dấu hiệu có tồn tại hay không mà là liệu vị trí, độ sâu, hành vi phát triển và điều kiện vận hành của nó có tạo ra đường đứt gãy đáng tin cậy hay không.
Shanghai TOTEM Machinery Co., Ltd. là nhà sản xuất linh kiện cơ khí chính xác với khả năng sản xuất và gia công trục. Kiểm soát kích thước hiệu quả, quản lý bề mặt và kiểm tra tính toàn vẹn của vật liệu giúp hỗ trợ các yêu cầu quan trọng trong suốt thời gian sử dụng của trục động cơ.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Tần suất kiểm tra vết nứt mỏi trục chân vịt hàng hải phải được thực hiện như thế nào?
Trả lời: Khoảng thời gian kiểm tra phụ thuộc vào thiết kế trục, lịch sử dịch vụ, yêu cầu phân loại, điều kiện vận hành, các dấu hiệu trước đó và các sự kiện bất thường. Những phát hiện có nguy cơ cao hơn có thể biện minh cho việc kiểm tra trước khoảng thời gian dự kiến thông thường.
Hỏi: Việc kiểm tra hạt từ có phù hợp với mọi trục hàng hải không?
Đáp: Không. MPI yêu cầu vật liệu sắt từ. Đối với các trục phù hợp, nó phát hiện các điểm không liên tục trên bề mặt và gần bề mặt, trong khi PT hoặc UT có thể được yêu cầu đối với các vật liệu khác hoặc các vị trí khuyết tật.
Hỏi: Kiểm tra bằng mắt có thể xác nhận rằng trục các đăng không có vết nứt do mỏi không?
Trả lời: Không. Kiểm tra bằng mắt có thể xác định hư hỏng bề mặt và các khu vực đáng ngờ, nhưng vết nứt nhỏ hoặc dưới bề mặt có thể yêu cầu MPI, PT, UT hoặc kỹ thuật kiểm tra không phá hủy được phê duyệt khác.
Câu hỏi: Có nên loại bỏ dấu hiệu đáng ngờ của trục trước NDT không?
Đáp: Không phải trước khi nó được ghi lại và đánh giá. Việc mài sớm có thể loại bỏ bằng chứng, thay đổi hình học cục bộ, giảm độ dày của mặt cắt và làm cho cơ chế hư hỏng ban đầu khó xác định hơn.
Câu hỏi: Vị trí nào được ưu tiên trong quá trình phát hiện vết nứt trục chân vịt?
Trả lời: Các khu vực ưu tiên thường bao gồm rãnh then, góc lượn, vai, chuyển tiếp đường kính, giao diện khớp nối, cạnh tạp chí, vùng ren, bề mặt bị hư hỏng, hố ăn mòn và các vị trí có dấu hiệu bị mài mòn hoặc đã được sửa chữa trước đó.
Hỏi: Có phải việc tìm thấy vết nứt luôn có nghĩa là trục phải được thay thế không?
Đáp: Không tự động. Quyết định này phụ thuộc vào vị trí vết nứt, mức độ, vật liệu, hình dạng trục, tải trọng, tính khả thi của việc sửa chữa và các yêu cầu nghiệm thu hiện hành, nhưng các vết nứt nghiêm trọng được xác nhận cần phải có đánh giá kỹ thuật chính thức.
