Metode nerazornog ispitivanja kuglaste matice

Ispitivanje bez razaranja, uobičajeno skraćeno kao NDT, koristi se za identifikaciju diskontinuiteta materijala bez rezanja ili činjenja pregledane komponente neupotrebljivom. Za kugličnu maticu moguće metode uključuju vizualno testiranje, ispitivanje magnetnim česticama, ispitivanje penetrantima tekućine, ispitivanje vrtložnim strujama i ultrazvučno ispitivanje.

Nije svaka metoda prikladna za svaku kuglastu maticu ili proizvodnu seriju. Materijal, geometrija, stanje termičke obrade, tip defekta, faza inspekcije i zahtjevi kupaca određuju koji metod treba koristiti.

NDT također ne zamjenjuje dimenzionu i funkcionalnu inspekciju. Kuglasta matica može biti bez uočljivih pukotina, ali i dalje ima pogrešne dimenzije, neodgovarajući prednapon, prevelik zakretni moment ili lošu cirkulaciju kuglice.

Koji se defekti mogu pojaviti u kugličnoj matici?

Defekti koji se razmatraju tokom inspekcije kuglične matice mogu poticati od sirovog materijala, termičke obrade, mlevenja, mašinske obrade, montaže ili rada. Primjeri uključuju:

• Površinske pukotine uzrokovane toplinskom obradom ili brušenjem
• Podpovršinske pukotine ili diskontinuiteti materijala
• Nabori, šavovi ili inkluzije u sirovom materijalu
• Opekline od mljevenja i lokalno pregrijavanje
• Udubljenje ili ljuštenje na stazi
• Korozija, ogrebotine, udubljenja ili oštećenja od udara
• Oštećenje komponenti za povrat lopte
• Deformacija prirubnice ili defekti obrade

Svaka metoda inspekcije odgovara na različite vrste kvarova. Nijedna NDT metoda ne može otkriti svaki mogući problem.

Vizuelno testiranje

Vizuelno testiranje ili VT je obično prvi korak inspekcije. Može se izvoditi normalnim vidom, uvećanjem, kontroliranim osvjetljenjem, ogledalima ili boroskopom gdje unutrašnji pristup dozvoljava.

Vizuelnim pregledom se može utvrditi:

• Vidljive pukotine i tragovi brušenja
• Ogrebotine, udubljenja i oštećenja pri rukovanju
• Rđa, korozija i promjena boje
• Neravnine oko rupa na prirubnicama i obrađenih rubova
• Oštećene zaptivke, deflektori, završni poklopci ili povratne cijevi
• Udubljenje i ljuštenje na pristupačnim površinama staze
• Nedostaju pričvršćivači ili nepravilno sastavljene komponente

Površina mora biti dovoljno čista za pregled. Lubrikant, ulje protiv rđe i kontaminacija mogu prikriti fine indikacije.

Vizuelno ispitivanje ne može pouzdano otkriti zatvorene pukotine, male podzemne defekte ili unutrašnje diskontinuitete. Unutrašnje staze klizanja takođe može biti teško pregledati nakon što je kuglična matica sastavljena na vijak.

Ispitivanje magnetnim česticama

Ispitivanje magnetnim česticama, ili MT, pogodno je za feromagnetne materijale. Komponenta se magnetizira, a fine magnetne čestice se nanose na ispitnu površinu. Površinski ili blizu površinski diskontinuitet ometa magnetsko polje i stvara polje curenja koje privlači čestice.

MT može biti efikasan za otkrivanje finih pukotina uzrokovanih termičkom obradom, brušenjem ili zamorom. Često je osjetljiviji na plitke pukotine u feromagnetnom čeliku od običnog vizualnog pregleda.

Važna ograničenja uključuju:

• Može se koristiti samo na feromagnetnim materijalima
• Orijentacija defekta u odnosu na magnetsko polje utiče na osetljivost
• Složena geometrija matice može stvoriti nevažne indikacije
• Komponenta može zahtijevati magnetizaciju u više od jednog smjera
• Nakon testiranja može biti potrebno čišćenje i demagnetizacija

Preostali magnetizam treba kontrolisati jer može privući čestice željeza tokom naknadnog sklapanja ili rada.

Ispitivanje penetrantima tečnosti

Ispitivanje penetrantima tekućinom ili PT, otkriva diskontinuitete koji su otvoreni prema površini. Na čistu površinu nanosi se penetrant niske viskoznosti i dozvoljava da uđe u površinske defekte. Nakon što se višak penetranta ukloni, razvijač izvlači zadržani penetrant iz defekta i formira vidljivu indikaciju.

PT se može koristiti na mnogim neporoznim materijalima, uključujući neke materijale koji se ne mogu magnetski testirati. Može otkriti fine površinske pukotine, pregibe i pore.

Međutim, ne može otkriti nedostatke koji se ne otvaraju prema površini. Površina se također mora temeljito očistiti prije i nakon testiranja.

Ostaci penetranta ne smeju ostati unutar staza za trčanje, rupa za podmazivanje ili sistema za vraćanje kuglica. Za preciznu kugličnu maticu, proces čišćenja i zaštite nakon inspekcije treba definirati prije odabira PT.

Testiranje vrtložnim strujama

Ispitivanje vrtložnim strujama, ili ET, koristi naizmjenično elektromagnetno polje za indukciju električnih struja u provodnoj komponenti. Pukotine, promjene materijala i drugi diskontinuiteti mijenjaju protok struje i proizvode mjerljivu promjenu signala instrumenta.

ET se može koristiti za otkrivanje površinskih i blizu površinskih defekata u električno vodljivim materijalima. Sa kalibriranim sistemom, može takođe podržavati sortiranje na osnovu razlika u materijalu ili uslovima termičke obrade.

Njegova efikasnost u velikoj meri zavisi od dizajna sonde, učestalosti testiranja, referentnih standarda i konzistentnosti skeniranja. Staze za trčanje kugličnih matica, rupe, rubovi prirubnica i zakrivljene površine mogu stvoriti signale povezane s geometrijom koje je teško razlikovati od stvarnih nedostataka.

Ispitivanje vrtložnim strujama bi stoga trebalo koristiti proceduru razvijenu za specifičnu geometriju matice i tip defekta. Sonda opšte namene bez reprezentativnog referentnog uzorka možda neće dati pouzdane rezultate prihvatanja.

Ultrazvučno testiranje

Ultrazvučno testiranje, ili UT, uvodi visokofrekventne zvučne valove u komponentu i procjenjuje reflektirane signale. Unutrašnji diskontinuiteti, granice materijala i zadnji zid odražavaju dio zvučne energije.

UT se široko koristi za unutrašnju kontrolu većih otkovaka, šipki i drugih komponenti odgovarajuće geometrije. Može se uzeti u obzir za sirovi materijal za kuglične matice ili veće prazne matice kada se radi o unutrašnjim defektima.

Gotovu kugličnu maticu je teže ultrazvučno pregledati zbog njene male veličine, zakrivljenih površina, unutrašnjih navoja, geometrije prirubnice i karakteristika povrata kugle. Ove površine proizvode višestruke refleksije i mogu ograničiti kontakt sonde i rezoluciju defekata.

Za mnoge kuglične matice, ultrazvučno ispitivanje šipke od sirovog materijala ili nedovršenog blanka je praktičnije od testiranja potpuno sastavljene matice. Izvodljivost se mora utvrditi kroz pisanu proceduru i odgovarajući referentni standard.

Poređenje NDT metoda

NDT ne zamjenjuje inspekciju dimenzija

Tradicionalne NDT metode se uglavnom koriste za lociranje materijalnih ili površinskih diskontinuiteta. Oni ne potvrđuju da li kuglična matica ispunjava svoju funkcionalnu specifikaciju.

Potpuna inspekcija kuglične matice također može uključivati:

• Dimenzije tijela matice i prirubnice
• Položaj i prečnik rupe za montažu
• Profil staze i geometrijska tačnost
• Ispitivanje površinske tvrdoće
• Merenje aksijalnog zazora ili prednaprezanja
• Dinamičko mjerenje momenta
• Test cirkulacije lopte i punog hoda
• Provjera buke, vibracija ili temperature kada je navedeno

Neke od ovih inspekcija su nedestruktivne u opštem smislu da matica ostaje upotrebljiva, ali nisu sve klasifikovane kao NDT metode na isti način kao MT, PT, ET ili UT.

Kada treba specificirati specijalizovani NDT?

Specijalizovani NDT može biti prikladan kada:

• Crtež ili standard kupca to zahtijeva
• Visokorizična termički obrađena komponenta zahtijeva provjeravanje pukotina
• Prethodna serija je pokazala pukotine ili nedostatke materijala
• Matica je namijenjena za sigurnosno kritičnu primjenu
• Istraga neuspjeha zahtijeva dodatne dokaze
• Sirovi materijal ili prazne matice zahtijevaju pregled unutrašnjih nedostataka

Nalog treba da definiše metod inspekcije, primenjivi standard, fazu inspekcije, ispitno područje, kriterijume prihvatljivosti, količinu uzorkovanja i zahteve za izveštajem.

NDT treba da obavlja odgovarajuće obučeno osoblje koristeći kalibriranu opremu i odobrenu pisanu proceduru. Nije dovoljno jednostavno zahtijevati "NDT" bez identifikacije metode i kriterija prihvatanja.

Odabir plana inspekcije

Praktični plan inspekcije treba započeti s nedostatkom koji treba otkriti:

• Koristivizuelno testiranjeza provjeru stanja površine, izrade i montaže.
• Razmisliteispitivanje magnetnim česticamaza fine pukotine u feromagnetnom materijalu kuglične matice.
• Razmisliteispitivanje penetrantima tečnostiza površinsko otvaranje pukotina u čistim, neporoznim materijalima.
• Razmisliteispitivanje vrtložnim strujamaza ponovljivu površinsku ili blizu površinsku selekciju kada je dostupan odgovarajući referentni standard.
• Razmisliteultrazvučno ispitivanjeza unutrašnje nedostatke u odgovarajućoj sirovini ili većim prazninama.

Korištenje nekoliko metoda ne proizvodi automatski bolju inspekciju. Svaka metoda treba da se bavi definisanim rizikom od kvara i ima jasan kriterijum prihvatanja.

Kontrola kuglične matice prije ugradnje

Za standardnu ​​kugličnu maticu koja se dobija za montažu mašine, praktična ulazna inspekcija obično počinje provjerom modela, izgleda, montažnih dimenzija i nesmetanog rada na odgovarajućem vijku.

Ne skidajte kugličnu maticu sa njenog vijka bez odgovarajuće navlake za prijenos. Nepravilno uklanjanje može pomaknuti kuglice ili dopustiti da ispadnu, stvarajući oštećenje koje nije bilo prije pregleda.

Da biste razumjeli sistem cirkulacije kuglica koji se pregledava, pročitajtekako radi recirkulacijski kuglični vijak.

Zaključak

Vizuelna, magnetna čestica, penetrant tekućine, vrtložna struja i ultrazvučno ispitivanje mogu doprinijeti kontroli kvaliteta kuglične matice, ali otkrivaju različite tipove defekata i imaju različita ograničenja materijala i geometrije.

Ove metode ne bi trebale biti opisane kao rutinska ispitivanja za svaku kugličnu maticu osim ako ih proizvodna specifikacija zapravo ne zahtijeva. Za većinu narudžbi, provera dimenzija, verifikacija tvrdoće, merenje aksijalnog zazora ili predopterećenja i testovi dinamičkog rada ostaju od suštinskog značaja uz bilo koju odabranu NDT metodu.

Pogledaj DLYproizvodi od kugličnih maticaza dostupne strukture matica i dimenzije.

← Povratak na DLY blog