表面探傷工藝新方法之柴油機氣閥

1 氣閥失效的原因及表面檢查的必要性

    柴油機氣閥在服役過程中，會因失效而引起停機，造成經(jīng)濟損失。柴油機氣閥失效主要有以下三方面的原因：第一，由于氣閥不能復(fù)位而被活塞撞擊碰斷；第二，閥體原材料材質(zhì)不良（如表面裂紋、夾雜等），制造加工過程中引起的缺陷（如鍛造裂紋、加工刀痕引起的應(yīng)力集中并在服役中形成微裂紋）；第三，閥體受到高溫氣流熱應(yīng)力和腐蝕應(yīng)力的影響產(chǎn)生微裂紋。

    資料表明，進(jìn)、排氣閥破裂或燒損嚴(yán)重對，曾發(fā)生掉下的氣閥碎片打壞氣缸蓋燃燒面和活塞頂面的現(xiàn)象，有時進(jìn)人排氣管發(fā)生打壞渦輪增壓器等重大事故，這些事故既影響安全運行，又造成巨大的經(jīng)濟損失。

    據(jù)分析，裂紋是由邊緣向中心發(fā)展的，由于密封面堆焊耐熱硬質(zhì)合金，在此環(huán)帶上僅裂出狹縫，過了此環(huán)帶便因氣閥材料耐熱能力低于堆焊材料而有較寬的裂紋，并向中心發(fā)展，裂紋越趨狹窄。當(dāng)裂紋彎向邊緣方向發(fā)展對，不久便掉下碎塊。

    表面探傷工藝新方法之柴油機氣閥為防止事故發(fā)生，避免不必要的損失，應(yīng)在每次中修、大修期間，對氣閥進(jìn)行全面的表面檢查，包括宏觀檢查、表面探傷等。

    目前的表面探傷，一般采用著色滲透探傷和磁粉探傷，這兩種方法因被探測件的形狀不同，在應(yīng)用中各有特點和局限性。以前對氣閥的檢查只采用著色滲透探傷或僅作表面宏觀檢查，但這樣容易造成漏檢。為準(zhǔn)確地檢出氣閥的表面缺陷，筆者嘗試用著色滲透探傷和磁粉探傷相結(jié)合的工藝檢測氣閥取得良好的效果。

2 檢測工藝

    著色滲透探傷一般選用便攜式壓力罐探傷劑，磁粉探傷一般選用便攜式磁軛磁粉探傷機。考慮到磁粉探傷需使用磁懸液，清洗困準(zhǔn)，所以在對氣閥進(jìn)行表面檢測時，先安排做著色探傷，然后才做磁粉探傷。

2.1 著色滲透探傷

    采用溶劑型清洗著色探傷劑，一般步驟是：預(yù)清洗→滲透→溶劑清洗→顯象→觀察。檢測部位的表面狀況在很大程度上影響著色滲透探傷的質(zhì)量，因此預(yù)清洗時應(yīng)特別注意必須徹底清除妨礙滲透劑深入的油脂、積炭、氧化皮等附著物。附著物以及殘留在缺陷中的油脂及水分，可用化學(xué)方法將氣閥浸泡處理。去除污染物后，用清洗劑對閥體進(jìn)行清洗，待干燥后噴涂滲透劑并保持濕潤狀態(tài) 15~30 min，濕度控制在 15~50℃。滲透后用干布或衛(wèi)生紙擦拭多余滲透劑，然后再用蘸有清洗劑的布塊或衛(wèi)生紙向一個方向擦洗，不能用清洗劑噴罐對表面直接噴灑清洗。擦試時禁用棉紗頭，因其細(xì)絲碎片容易留在表面上，不易除去，顯象時形成偽顯示，影響檢測效果。

    溶劑型著色探傷的顯示劑為快干式顯象劑。噴涂前，顯象劑噴罐要充分搖動，將顯象劑均勻噴于被檢表面。噴涂時距離控制在 300~400 mm，噴罐傾角與被檢表面成 30~40° 為宜，采用掃描方式，噴涂要勻而薄，以剛好蓋住受檢區(qū)為宜。在噴涂顯象劑 7 min 后進(jìn)行觀察，有缺陷的地方可顯示紅色痕跡，這是由于毛細(xì)管作用原理，白色顯象劑將氣閥表面開口缺陷滲入的紅色滲透劑吸附上來，顯示缺陷的真實形狀輪廊痕跡。

2.2 磁粉探傷

    經(jīng)著色滲透探傷的氣閥，用布擦拭干凈后，即可用便攜式磁粉探傷機對氣閥表面進(jìn)行磁化。為保證磁粉探傷的靈敏度，一般選用 A30/100 型試片，試片放置在檢測范圍內(nèi)的邊緣，刻槽面朝被檢表面，隔一定距離放置一試片。為使試片與被檢表面接觸良好，可用透明膠帶將其平整粘貼在被檢件表面上，并注意膠帶不能覆蓋試片上的人工缺陷。磁化時要注意磁軛行走的方向和澆磁懸液的位置，每一被檢區(qū)域至少應(yīng)進(jìn)行兩次獨立的檢測，這兩次檢測的磁力線方向應(yīng)大致相互垂直，磁化區(qū)每次應(yīng)有 15mm 的重疊，以便能發(fā)現(xiàn)縱向和橫向（周向）的表面及近表面缺陷，并防止漏檢，提高缺陷檢出率。

3 結(jié)束語

    著色滲透探傷具有操作簡便、缺陷顯示直觀、表面開口缺陷檢出靈敏等優(yōu)點，但對在油性、水氣較大的環(huán)境中運行的零部件，若表面油脂、積炭等附著物清洗不徹底，則會影響檢測效果；磁粉探傷具有成本低、檢測速度快的優(yōu)點，而且對近表面缺陷也能清晰顯示出來，但它又受到被檢件的尺寸和形狀復(fù)雜程度上的限制。因此，用先著色滲透探傷后再進(jìn)行磁粉探傷兩道檢測工序的工藝方法，對柴油機氣閥作表面檢查，互補了單獨采用著色探傷或磁探方法的不足，確保檢測質(zhì)量的可靠性。這種方法圖象顯示清晰直觀，保留性好，靈敏度高，不受被檢件的形狀限制，且使用靈活簡便。筆者除了采用此方法對閥門廠家的柴油機氣閥進(jìn)行探傷外，還把此方法應(yīng)用到閥門廠發(fā)電機組汽缸內(nèi)表面、閥門廠電站導(dǎo)軸承軸瓦抗頂塊等部件的表面檢查，均取得了良好的效果。