Дефектоскопия, основанная на измерениях


Категория Организация и технология судоремонта

Дефектоскопия механизмов. Большую часть дефектов судовых механизмов и таких устройств, например, как дейдвудные и рулевые, выявляют при измерениях рабочих поверхностей деталей и замерах зазоров в сопряжениях. При этом определяют характер и степень износа сопряженных поверхностей.

Детали измеряют обычно микрометрическим инструментом (микрометрические скобы, микроштихмасы и т. д.) и штангенинструментом (штангенциркули, штангенглу-биномеры), зазоры — пластинчатыми и клиновыми щупами, а также с помощью свинцовых оттисков.

Замеренные износы сравнивают с нормами, установленными заводами-изготовителями механизмов, Правилами Регистра СССР или Правилами технической эксплуатации. Детали, у которых износы превышают установленные нормы, ремонтируют или заменяют.

Предельно допустимые износы устанавливают из условий достаточно надежной работы деталей на основе теоретических расчетов и опыта эксплуатации. Их дают обычно в виде таблиц или номограмм в зависимости от номинальных размеров деталей, характера их сопряжения и условий работы узла.

Измерениям подвергают цилиндры и цилиндровые втулки, поршни, уплотнительные кольца поршней, поршневые штоки, рабочие шейки валов, шейки головных пальцев и цапф поперечин крейцкопфов и другие детали.

Шейки валов измеряют, как правило, в трех сечениях и в каждом сечении в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. По полученным данным рассчитывают конусность, бочкообразность, корсетность (вогнутость) и овальность (эллиптичность).

Рис. 1. Схема измерений рабочей шейки вала

Овальность рассчитывают как разность взаимно перпендикулярных диаметров DB и Dr для каждого из трех сечений.

Кроме характера, по измерениям определяют также износ деталей — увеличение (для втулок) и уменьшение (для валов) размеров. Результаты измерений заносят в специальные таблицы, форма которых должна быть удобной для определения характера и значения износа обмеряемой детали. Как правило, к таблице прилагают схему измерения размеров детали.

Замеряют также зазоры в подшипниках, между поршнями и цилиндрами, в проточной части и уплотнениях турбин, в зацеплении зубчатых передач; определяют высоту камеры сжатия у двигателей.

Специальные замеры (замеры упругих раскепов щек кривошипов коленчатого вала двигателя, замеры, выполняемые при центровке деталей и узлов механизмов и устройств, замеры изломов и смещений при определении состояния центровки валопровода и др.) помогают уточнить общее техническое состояние механизма или его узла.

Рис. 2. Примеры отклонений цилиндрических поверхностей от правильной геометрической формы:
а — конусность; б — бочко-образность; в — корсетность; г — овальность

Цилиндры и втулки главных и вспомогательных механизмов измеряют микрометрическими штихмасами по сечениям в двух взаимно перпендикулярных плоскостях («по ходу» и «по оси»). Количество сечений и расстояние между ними выбирают в зависимости от рекомендаций завода-строителя, а если их нет, то от размеров (Диаметра и длины) цилиндра (втулки). Для цилиндров и втулок вспомогательных механизмов расстояние между сечениями принимают в пределах 100—150 мм, для главных двигателей — 250—350 мм. У втулок двухтактных дизелей, кроме того, измеряют износ в районе перемычек выпускных и продувных окон.

Для определения износа поршни или направляющие их части (тронки) измеряют по нескольким сечениям в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (одну из них выбирают в плоскости движения шатуна). Поршни без направляющих частей, а также с относительно короткими тронками измеряют по трем сечениям микрометрическими скобами. Микрометрическим штихмасом обмеряют отверстия для поршневого кольца (если они есть).

Кроме обмеров по наружному диаметру, у поршней измеряют высоту канавок для уплотнительных и масло-съемных колец телескопическими нутромерами или штангенциркулями.

Износы колец регламентируют зазоры в канавках и замках. Контролируют также упругость колец. Зазоры в канавках измеряют в нескольких местах по окружности пластинчатым щупом при надетых кольцах на поршень.

Для замера зазоров в замках кольца снимают с поршня и устанавливают в цилиндр в месте наименьшего диаметра. Проверяют также плотность прилегания колец к стенкам втулки цилиндра при помощи пластинчатого щупа.

Зазоры в проточной части и уплотнениях турбин измеряют во время профилактических вскрытий и текущего ремонта только в горизонтальной плоскости при двух положениях ротора, отличных на 90°. Как радиальные, так и аксиальные зазоры определяют с помощью пластинчатых щупов (для небольших зазоров) и клиновых (для зазоров значением в несколько миллиметров). До измерений ротор в аксиальном направлении устанавливают в положение, указанное в формуляре (обычно сдвигают в корму до выбора зазора в упорном подшипнике турбины). Места замера зазоров показаны на рис. 3.

Рис. 3. Места замера зазоров:
а — в проточной части; б, в — в уплотнениях турбин

После измерения зазоров проверяют разбег (аксиальное перемещение) ротора в упорном подшипнике и в проточной части. Для этого на разъем статора турбины устанавливают индикатор на штативе, а ножку его упирают в наружный торец обода диска (барабана) ротора. С помощью специального приспособления последовательно перемещают ротор в крайнее носовое и кормовое положения и по разности отсчетов индикатора определяют разбег в упорном подшипнике. Затем упорный подшипник разбирают и определяют разбег ротора в проточной части. После капитального ремонта турбины разбег ротора в проточной части проверяют без крышки статора и с крышкой. Цель этих проверок — определение минимальных зазоров в проточной части.

При капитальном ремонте дополнительно измеряют радиальные зазоры в вертикальной плоскости, используя свинцовые оттиски, толщину которых определяют штангенциркулем.

Зазоры в зацеплении зубчатых передач измеряют с помощью свинцовых оттисков, для получения которых используют свинцовую проволоку диаметром несколько большим, чем ожидаемый зазор в зацеплении. Для определения боковых зазоров в зацеплении проволоку укладывают не менее чем в четырех местах по окружности в нормальном (перпендикулярном оси) сечении колеса, тщательно огибая ее по профилю нескольких зубьев, и приклеивают тавотом либо другой консистентной смазкой. Для определения радиальных зазоров проволоку укладывают во впадину зубьев колеса и зубчатую передачу проворачивают за ведомое колесо на задний ход. Снимают и измеряют микрометрическим инструментом полученные оттиски. Для получения боковых зазоров оттиски измеряют в районе окружности зацепления. В конических зубчатых передачах боковые зазоры измеряют у большого основания делительного конуса щупами с обоих концов зуба.

Износ подшипника можно определить по масляному зазору. У разъемных подшипников зазоры измеряют, как правило, с помощью свинцовых оттисков. Для получения оттисков используют свинцовую проволоку 0,6— 1 мм, которую после снятия крышки подшипника укладывают в двух-трех сечениях на шейку вала. Толщина свинцовой проволоки (особенно для подшипников с белым антифрикционным сплавом) должна быть в 1,5—2 раза больше ожидаемого зазора в подшипнике. При большей толщине проволоки во время обжатия крышки возможна значительная деформация белого антифрикционного сплава подшипника, масляный зазор увеличивается. Толщину оттисков измеряют микрометром.

Рис. 4. Измерение зазоров подшипников качения:
а — радиальных; б — осевых; в — диаграмма

В случае если ожидаемый зазор меньше 0,06—0,08 мм или антифрикционный металл имеет свинцовую основу, использовать свинцовую проволоку не допускается — зазор следует измерять щупом.

Замер осевых и радиальных зазоров в подшипниках качения выполняют с помощью специальных приспособлений. При измерении радиальных зазоров внутреннее кольцо удерживают в неподвижном состоянии конусным зажимным устройством, а наружное передвигают. Величина передвижения, замеренная индикатором, и является радиальным зазором подшипника. Осевые зазоры измеряют с помощью линейки, уложенной на торец наружного кольца, и щупа. Подшипник наружным кольцом устанавливают на две опоры так, чтобы внутреннее кольцо свободно провисало.

Радиальный зазор может быть оценен по диаграмме предельно допустимых радиальных зазоров. На диаграмме обозначено поле допуска радиальных зазоров в радиальных подшипниках: площадью А — однорядных шариковых, площадью Б — с короткими цилиндрическими роликами.

Высоту камеры сжатия у двигателей внутреннего сгорания замеряют с помощью свинцовых кубиков, устанавливаемых с носа и с кормы на поршень. После закрепления крышки цилиндра двигатель проворачивают с таким расчетом, чтобы поршень перешел через ВМТ. Полученный оттиск, равный высоте камеры сжатия, измеряют штангенциркулем.

Перечисленные обмеры и замеры выполняют не только во время дефектовочных работ, но и в процессе ремонта, а также сборочных и монтажных работ.

Дефектоскопия паровых котлов, систем и элементов корпуса судна.С помощью замеров уточняют такие дефекты, как деформации и утонения в результате коррозионного и эрозионного износа. У паровых котлов определяют толщину металла коллекторов (водотрубные котлы), бочек котлов (огне-трубные котлы), огневых камер, жаровых труб, водогрейных и дымогарных трубок. Утонение более 30% первоначальной построечной толщины обычно не допускается. Замеры толщин как в данном случае, так и при определении износов элементов систем трубопроводов и корпуса судна выполняют с использованием ультразвуковых толщиномеров (например, типа «Кварц-6», УТ-31МЦ, УТМ-20). При отсутствии приборов как исключение для определения толщины применяют контрольные сверления и специальные приспособления.

В условиях возможного считывания измеряемой величины используют толщиномеры рычажного ТК-1 и индикаторного ТК-2 типов.

Замером стрелки прогиба от натянутой струны определяют величину провисания водогрейных (или дымогарных) трубок котлов, которая для трубок большого диаметра допускается не более 15 мм, а для трубок малого диаметра — не более их диаметра.

У корпуса судна замерами определяют износ его элементов и такие дефекты, как стрелки прогиба и размеры вмятин, гофр и бухтин, а также протяженность трещин и размеры пробоин. Для измерения стрелки прогиба обшивки корпуса судна, а также настилов палуб и второго дна используют глубиномер, состоящий из опорной линейки длиной 800 мм и средней стойки,, в пазах которой вертикально перемещается измерительная линейка с измерительным наконечником.

Износ элементов корпуса судна никогда не бывает равномерным. Поэтому для полной характеристики определяют не только местные износы, но и средние толщины элементов (связей) корпуса. Для этого толщину, например, изношенного листа измеряют в трех местах. Если окажется, что разность между толщинами листа в точках замеров равна или превышает 1,5 мм или средний износ близок к 20% строительной толщины, количество замеров увеличивают до семи.

Рис. 5. Схема измерения толщины изношенных листов корпуса при помощи толщиномера

Результаты замеров сводят в таблицу или наносят на растяжку наружной обшивки, планы палуб и переборок.

Средний допустимый износ связей корпуса судна не должен превышать 25—30 % строительной толщины. Износ некоторых элементов корпуса, например нижних палуб и платформ, допускают в больших пределах (до 40—50% строительной толщины), местные износы (отдельные коррозионные язвы)—до 50 %.

Повреждения корпуса судна (после определения их месторасположения и размеров) наносят на чертежи растяжки наружной обшивки, планы палуб и переборок. Для большей наглядности контуры повреждений обводят цветными карандашами, например повреждения по правому борту — красным цветом, по левому — синим.

Для измерения толщины наружной обшивки разработана информационно-измерительная система с использованием в качестве датчика переносного радиоизотопного отражательного толщиномера ТОР-1, действие которого основано на принципе измерения интенсивности отраженных гамма-лучей. Изотопный датчик позволяет измерять толщину металла без предварительной подготовки поверхности. Отраженный сигнал гамма-лучей воспринимается измерительным прибором ВК-2-20, преобразуется в преобразователе «код-код» и поступает в регистрирующее устройство ПЛУ-1, которое записывает данные по толщине на перфоленту. Наличие перфоленты позволяет обрабатывать массив данных на электронно-цифровой вычислительной машине и одновременно создать «архив», к которому надо обращаться при определении скоростей изнашивания. Для транспортировки датчика изготовлена специальная управляемая тележка на так называемых «магнитных присосах», имеющая возможность двигаться по борту судна со скоростью до 10 м/мин.

Рис. 6. Схема информационно-измерительной системы


Читать далее:

Категория Организация и технология судоремонта