故障診斷技術(shù)

1、.：.；振動丈量就是經(jīng)過對機(jī)械設(shè)備所表現(xiàn)的振動信號進(jìn)展檢測、分析，用以判別機(jī)械本身的劣化程度及預(yù)測其壽命。普通所進(jìn)展的振動丈量大致有以下兩方面的內(nèi)容：1振動根本參數(shù)的丈量。丈量振動構(gòu)件上某點(diǎn)的位移、速度、加速度、頻率和相位，用于識別該構(gòu)件的運(yùn)動形狀能否正常。2構(gòu)造和部件的動態(tài)特性丈量。這種丈量方式以某種激振力作用在被測體上，使被測件產(chǎn)生受迫振動，丈量輸入(激振力)和輸出(被測體振動呼應(yīng))，從而確定被測體的固有頻率、振型等動態(tài)參數(shù)。這類丈量稱為“頻率呼應(yīng)實(shí)驗(yàn)或“機(jī)械阻抗實(shí)驗(yàn)。各種機(jī)器設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中，都不同程度地存在振動，并且這些振動往往與機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀相關(guān)，為了能從不同角度來研討振動問題，首先引見

2、機(jī)械振動的3種分類方法：按振動規(guī)律分類，按振動的動力學(xué)特征分類，按振動頻率分類。1.按振動規(guī)律分類這種分類，主要是根據(jù)振動在時間歷程內(nèi)的變化特征來劃分的。大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的振動是左圖所示幾種振動中的一種，或是某幾種振動的組合。設(shè)備在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，其表現(xiàn)的周期信號往往淹沒在隨機(jī)振動信號中，而當(dāng)設(shè)備缺點(diǎn)程度加劇時，隨機(jī)振動中的周期成分加強(qiáng)。因此，從某種意義上講，設(shè)備振動診斷過程，是從隨機(jī)信號中提取周期成分的過程。2. 按振動的動力學(xué)特征分類1自在振動與固有頻率 這種振動靠初始鼓勵通常是一個脈沖力一次性獲得振動能量，歷程有限，普通不會對設(shè)備呵斥破壞，不是現(xiàn)場設(shè)備診斷所需思索的目的。描寫單自在度線性系統(tǒng)的

3、運(yùn)動方程式為：式中x-振動位移量經(jīng)過對自在振動方程的求解，我們導(dǎo)出了一個很有用的關(guān)系式：無阻尼自在振動的振動頻率為: 式中：m物體的質(zhì)量、k物體的剛度 這個振動頻率與物體的初始情況無關(guān)，完全由物體的力學(xué)性質(zhì)決議是物體本身固有的稱為固有頻率，這個結(jié)論對復(fù)雜振動體系同樣成立。它提示了振動體的一個非常重要的特性。許多設(shè)備強(qiáng)振問題，如強(qiáng)迫共振、失穩(wěn)自激、非線性諧波共振等均與此有關(guān)。阻尼 振動體在運(yùn)動過程中總是會遭到某種阻尼作用，如空氣阻尼、資料內(nèi)摩擦損耗等，只需當(dāng)阻尼小于臨界值時才可激發(fā)起振動。臨界阻尼Ce：振動體的一種固有屬性。阻尼比：實(shí)踐阻尼系數(shù)C與臨界阻尼Ce之比。當(dāng)阻尼比1時，為一種振幅按指數(shù)

4、規(guī)律衰減的振動，其振動頻率與初始振動無關(guān)，振動頻率略小于固有頻率n；當(dāng)1時，物體不會振動，而是作非周期運(yùn)動。(2) 強(qiáng)迫振動和共振物體在繼續(xù)的周期變化的外力作用下產(chǎn)生的振動叫強(qiáng)迫振動，如由不平衡、不對中所引起的振動。圖2為強(qiáng)迫振動的力學(xué)模型。由圖23所見，衰減自在振動隨時間推移迅速消逝，而強(qiáng)迫振動那么不受阻尼影響，是一種振動頻率和激振力同頻的振動。從而可見，強(qiáng)迫振動過程不僅與激振力的性質(zhì)鼓勵頻率和幅值有關(guān)，而且，與物體本身固有的特性質(zhì)量、彈性剛度、阻尼有關(guān)，這就是強(qiáng)迫振動的特點(diǎn)。由強(qiáng)迫振動的運(yùn)動方程式知，其解由通解和特解組成，即通解部分為衰減自在振動，特解部分為穩(wěn)態(tài)強(qiáng)迫振動。式中 A-自在振動

5、的振幅， B-強(qiáng)迫振動的振幅。-阻尼比，,-初相角。強(qiáng)迫振動的特點(diǎn)：1物體在簡諧力作用下產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動也是簡諧振動，其穩(wěn)態(tài)呼應(yīng)頻率與鼓勵頻率相等。2振幅B的大小除與鼓勵力大小寫成正比、與剛度成反比外，還與頻率比、阻尼比有關(guān)。 a當(dāng)鼓勵力的頻率很低時，即/n很小時：強(qiáng)迫振動的振幅接近于靜態(tài)位移力的頻率低，相當(dāng)于靜力，即振幅B與靜力作用下的位移比值=1。 b當(dāng)鼓勵力的頻率很高時：0，即物體由于慣性緣由跟不上力的變化而幾乎停頓不動。 c當(dāng)鼓勵力的頻率與固有頻率相近時：假設(shè)阻尼很小，那么振幅很大，為共振景象。共振頻率為自在振動、強(qiáng)迫振動、自激振動這三種振動在設(shè)備缺點(diǎn)診斷中有各自的主要運(yùn)用領(lǐng)域。對于構(gòu)造

6、件，因部分裂紋、緊固松動等緣由導(dǎo)致構(gòu)造件的特性參數(shù)發(fā)生改動的缺點(diǎn)，多利用脈沖力所鼓勵的自在振動來檢測，測定構(gòu)件的固有頻率、阻尼系數(shù)等參數(shù)的變化。對于減速箱、電動機(jī)、低速旋轉(zhuǎn)設(shè)備等機(jī)械缺點(diǎn)，主要以強(qiáng)迫振動為特征，經(jīng)過對強(qiáng)迫振動的頻率成分、振幅變化等特征參數(shù)分析，來鑒別缺點(diǎn)。對于高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及能被工藝流體所鼓勵的設(shè)備，除了需求監(jiān)測強(qiáng)迫振動的特征參數(shù)外，還需監(jiān)測自激振動的特征參數(shù)。3. 按振動頻率分類低頻振動：f1000Hz 在高頻范圍，主要丈量的振幅是加速度。它表征振動部件所受沖擊力的強(qiáng)度。沖擊力的大小與沖擊的頻率與加速度值正相關(guān)。目前在工業(yè)興隆的國家中，油液分析技術(shù)正在或曾經(jīng)成為機(jī)械設(shè)備形狀監(jiān)

7、測及缺點(diǎn)診斷的不可短少的方法之一，占有重要的位置。1 分析內(nèi)容： 主要包括磨粒分析、油品理化分析、顆粒計數(shù)分析等方面內(nèi)容。 其中磨粒分析指油樣中所含磨粒的數(shù)量、大小、形狀、成分及其變化。理化、顆粒計數(shù)分析那么主要是監(jiān)測油品的衰變程度：氧化程度、聚合程度、被污染程度、被燃油和水稀釋程度以及添加劑成分的損耗程度等。2 分析功能： a 監(jiān)測設(shè)備、診斷缺點(diǎn)、失效分析、預(yù)測預(yù)防； b 推行形狀監(jiān)測，實(shí)行視情維修，降低維修費(fèi)用，合理地利用設(shè)備的效益； c 保證油品的質(zhì)量，判別油品的被污染和蛻變程度； d 延伸光滑油的運(yùn)用期限； e 制定合理的設(shè)備磨合規(guī)范。油液分析技術(shù)的機(jī)理和分析內(nèi)容匯總表油液分析技術(shù)機(jī)

8、理分析內(nèi)容理化目的 油品物理、化學(xué)性能目的的變化，反映油品的劣化蛻變程度，闡明光滑油的光滑性能下降，超越一定數(shù)值那么該光滑油成為廢油。粘度、酸值、堿值、閃點(diǎn)、水分、機(jī)械雜質(zhì)、積炭、硝化、硫化、氧化、乙二醇顆粒計數(shù)雜質(zhì)污染顆粒數(shù)光譜 經(jīng)過丈量物質(zhì)熄滅時發(fā)出的特定波長、一定光強(qiáng)度的光，從而檢測磨粒的元素成分及含量濃度、監(jiān)測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀、磨損趨勢、判別磨損部位金屬磨粒元素成分和含量濃度值；添加劑元素成分濃度；雜質(zhì)污染元素成分及濃度鐵譜借助高梯度、強(qiáng)磁場的鐵譜儀將油液中的金屬磨粒有序地分別出來，經(jīng)過分析這些磨損顆粒的形貌、大小、數(shù)量、成分，從而對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)工況、關(guān)鍵部件的磨損形狀及磨損機(jī)理進(jìn)展判別

9、磨粒尺寸、數(shù)量、形貌、成分1.油品理化分析 它是經(jīng)過檢測油液本身的性能及其組成，掌握油液在運(yùn)用過程中的變化情況。油液質(zhì)量的好壞，將直接影響機(jī)器的正常形狀，因此檢測油液質(zhì)量的變化是設(shè)備診斷的一種常用手段。 分類：油液物理化學(xué)性能的分析和油液中化學(xué)組分的分析。在設(shè)備的形狀監(jiān)測中，主要對光滑油或液壓油的以下目的進(jìn)展常規(guī)分析內(nèi)容如下：運(yùn)動粘度、酸值、水分、銅片腐蝕、機(jī)械雜質(zhì)。運(yùn)動粘度是反響液體粘度大小的一個表示方法，是用毛細(xì)管粘度計來進(jìn)展測定的。它是流體光滑資料最重要的性能。 粘度大的光滑油可以接受大的壓力負(fù)荷，不易從摩擦面擠出來，并堅(jiān)持一定厚度的油膜；但粘度過大那么不能流到配合間隙很小的兩摩擦面間，

10、因此不能起到光滑作用。 對液壓油而言，粘度的大小直接影響設(shè)備任務(wù)的性能，如液壓動作的靈敏性，液壓力的傳送以及供應(yīng)等。酸值是中和1克油中酸性成分所需堿的毫克數(shù)，以mgKOH/g表示。 一方面，酸值是控制和反映油品精制程度的重要目的之一，油品精制深度愈深，其酸值愈小。 另一方面，油在儲存或運(yùn)用中由于一定溫度下，與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反響，生成一定量的有機(jī)酸。此時，油品的酸值越大，闡明油品衰變越嚴(yán)重，也是斷定油的廢舊程度的重要目的。水分是指油品中含水量的百分比。 水分的存在會使金屬產(chǎn)生銹蝕，降低油品光滑性，使油品更易蒸發(fā)和起泡，還會加速油品水解和氧化，產(chǎn)生沉淀物和腐蝕性物質(zhì)等，所以合格油品中應(yīng)無水分或

11、只需水的痕跡。 油中的水分主要是在儲運(yùn)、保管和運(yùn)用過程中由外界混入的。銅片腐蝕性指油液對有色金屬銅的腐蝕程度。把經(jīng)過磨光的干凈銅片浸入試油中，再把存試油的試管放入規(guī)定的油浴中，以規(guī)定的時間把銅片取出，洗凈后，與腐蝕規(guī)范色板進(jìn)展比較，以評定其等級。 腐蝕緣由有油品的精制程度，如少量活性的含硫化合物和水溶性低分子有機(jī)酸引起；此外油品受氧化后也會產(chǎn)生氧化產(chǎn)物，這些物質(zhì)對金屬都有腐蝕性。機(jī)械雜質(zhì)是指油品中不溶于汽油和苯的沉淀物，即把一定量的試油溶于熱汽油或熱苯中，然后過濾，沉淀物那么留在濾紙上，用熱的汽油或苯把沉淀物洗凈、枯燥、稱重，最后算出該油品中所含機(jī)械雜質(zhì)的分量百分比3.光譜和鐵譜分析技術(shù) 光譜

12、和鐵譜分析是對機(jī)械設(shè)備進(jìn)展油液磨損診斷的主要手段。1. 光譜分析： 用于分析在用光滑油中的金屬磨粒和污染物微粒的元素組成和含量，以評價取樣設(shè)備和零件的磨損程度，并預(yù)告其剩余壽命。最常見的磨損金屬元素測定技術(shù)包括原子吸收光譜分析、原子發(fā)射光譜分析和X射線熒光光譜分析；其中，原子發(fā)射光譜分析用得最多。 光譜儀可以測定光滑油中的磨粒、添加劑和污染物的成分和數(shù)量濃度。經(jīng)過對照機(jī)器零件的成分可以準(zhǔn)確地診斷缺點(diǎn)并預(yù)告其開展趨勢。 光譜分析的缺乏之處是只能準(zhǔn)確測定尺寸為10微米以下的微粒。2.磨粒分析鐵譜分析光滑油液監(jiān)測的中心是磨粒分析，分析內(nèi)容：1磨粒數(shù)量：用于判別機(jī)器處于何種磨損階段；2磨粒尺寸：根據(jù)磨

13、粒尺寸分布，判別機(jī)器的磨損程度；3磨粒成分：用于確定磨損零部件和元素的來源；4磨粒形狀：用于分析磨損機(jī)理和磨損類型。鐵譜技術(shù)的根本原理 利用高梯度強(qiáng)磁場的作用，將從設(shè)備光滑系統(tǒng)內(nèi)采集的油樣中分別出磨損顆粒，并借助不同儀器檢驗(yàn)分析這些磨損顆粒的形貌、大小、數(shù)量、成分，從而對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)工況、關(guān)鍵部件的磨損形狀進(jìn)展分析判別。根據(jù)分別磨粒、檢測磨粒的不同方法，研制了不同的鐵譜儀。 主要有分析式鐵譜儀、直讀式鐵譜儀、旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀、磨粒定量儀以及磁塞等，它們均為離線丈量分析。 另外還有能在設(shè)備的光滑系統(tǒng)中分析丈量磨粒的鐵譜儀稱之為在線式鐵譜儀。磨粒分類大致可以分為： 正?；瑒幽チ?、片狀磨粒 、切削磨

14、粒 、 嚴(yán)重滑動磨粒 、疲勞剝離磨粒 、球狀磨粒 、 紅色氧化物顆粒 、黑色氧化物顆粒、 亞微米級腐蝕磨粒 、摩擦聚合物顆粒等在機(jī)械設(shè)備中廣泛存在著兩類任務(wù)油：液壓傳動中的液壓油和減少運(yùn)動副摩擦的光滑油，它們攜帶有大量的關(guān)于機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的信息，特別是其中的光滑油，它所及的各摩擦副的磨損碎屑都將落入其中并隨之一同流動。這樣，我們經(jīng)過對任務(wù)油液脂的合理采樣，并進(jìn)展必要的分析處置后，就能獲得關(guān)于該機(jī)械設(shè)備各摩擦副的磨損情況：包括磨損部位、磨損機(jī)理以及磨損程度等方面的信息，從而對設(shè)備所處工況作出科學(xué)的判別。油樣分析技術(shù)有如人體安康檢查中的血液化驗(yàn)，已成為機(jī)械缺點(diǎn)診斷的主要技術(shù)手段之一。油樣分析技術(shù)

15、的內(nèi)容非常廣泛，包括油品理化性能目的化驗(yàn)、油樣污染度評定 (以顆粒計數(shù)為代表)、以及油樣鐵譜和光譜分析技術(shù)等。在機(jī)械缺點(diǎn)診斷這個特定的技術(shù)領(lǐng)域中，油樣分析技術(shù)通常是指油樣的鐵譜分析技術(shù)和油樣光譜分析技術(shù)，有時也包含磁塞技術(shù)。三種油樣分析技術(shù)的共性是都可用作鐵磁性物質(zhì)顆粒(光譜 分析不僅限于鐵磁性物質(zhì))的搜集和分析，但各有不同的尺寸敏感范圍，三種油樣分析方法的檢測效率 隨顆粒尺寸的變化情況如圖5-1所示。圖51清楚地闡明了光譜技術(shù)、鐵譜技術(shù)以及磁塞這三種油 樣分析技術(shù)對鐵磁性顆粒的敏感尺寸范圍分別為： 光譜：10m、 鐵譜：1100m、 磁塞：1001000m，這三種油樣分析技術(shù)所 提供的信息也

16、不盡一樣，因此各有其運(yùn)用場所。1.信息來源 經(jīng)過油樣分析，我們能獲得如下幾方面的信息：(1)磨屑的濃度和顆粒大小反映了機(jī)器磨 損的嚴(yán)重程度；(2)磨屑的大小和形貌反映了磨屑產(chǎn)生 的緣由，即磨損發(fā)生的機(jī)理；(3)磨屑的成分反映了磨屑產(chǎn)生的部位，亦即零件磨損的部位。 將以上三方面的信息綜合起來，即可對零件摩擦副的工況作出比較符合實(shí)踐的判別。鐵譜分析技術(shù)(Ferrography)是70年代國際摩擦學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，1970年，美國麻省理工學(xué)院MIT的W.W.Seifert教授和?？怂共錐oxboro公司的V.C.Westcott首先提出了鐵譜技術(shù)的原理，并研制勝利了用于分別磨屑和進(jìn)展察看分析

17、的儀器鐵譜儀。以后，鐵譜技術(shù)迅速被許多國家的摩擦學(xué)任務(wù)者所接受，開場主要用作實(shí)驗(yàn)室磨損機(jī)理研討的一種手段，接著開展成為直接用于機(jī)械設(shè)備工況監(jiān)測診斷的工具。鐵譜技術(shù)的實(shí)際日臻完善，運(yùn)用范圍也日趨擴(kuò)展，鐵譜技術(shù)已從最初的在發(fā)動機(jī)上的運(yùn)用擴(kuò)展到液壓系統(tǒng)、齒輪蝸輪傳動箱、軸承等部件，并廣泛地運(yùn)用于冶金、礦山、機(jī)械、汽車、鐵路、船舶、煤炭、化工、建筑等行業(yè)，在機(jī)械缺點(diǎn)診斷的油樣分析方法中居主導(dǎo)位置。溫度異常是機(jī)械設(shè)備缺點(diǎn)的“熱信號，利用這種熱信號可以查找機(jī)件缺陷和診斷各種由熱應(yīng)力引起的缺點(diǎn)。所以，在缺點(diǎn)診斷中，監(jiān)測機(jī)件溫度的作用與醫(yī)學(xué)診斷中丈量體溫的作用是極為類似的。溫度診斷是以溫度、溫差、溫度場、熱象

18、等熱學(xué)參數(shù)為檢測目的，其檢測原理是以機(jī)件的熱傳導(dǎo)、熱分散或熱容量等熱學(xué)性能的變化為根底的，因此缺點(diǎn)熱信號的檢測方法很多。根據(jù)缺點(diǎn)熱信號獲取方法的不同，溫度診斷可分為被動式和自動式兩類。被動式溫度診斷是經(jīng)過機(jī)件本身的熱量來獲取缺點(diǎn)信息的，可運(yùn)用于靜態(tài)或運(yùn)轉(zhuǎn)中機(jī)件的缺點(diǎn)診斷；自動式溫度診斷是經(jīng)過人為地給被測機(jī)件注入一定的熱量后，再獲取其缺點(diǎn)信息的，普通只適用于靜態(tài)機(jī)件的缺點(diǎn)診斷。由于被動式溫度診斷法無需外部熱源，也可以采用普通的測溫儀器，并適用于各種形狀下機(jī)件的熱缺點(diǎn)診斷，使其成為目前溫度診斷中運(yùn)用的主要方法。而自動式溫度診斷法采用的熱源和測溫儀器比較昂貴且不便于消費(fèi)現(xiàn)場運(yùn)用，因此目前在國內(nèi)運(yùn)用尚

19、不普遍，主要運(yùn)用于航空和航天工業(yè)中資料缺陷檢測和機(jī)件缺點(diǎn)探查。但隨著測溫新技術(shù)的開展，自動式溫度診斷法定將不斷擴(kuò)展其運(yùn)用范圍。溫度診斷是缺點(diǎn)診斷中最早進(jìn)入適用階段的一項(xiàng)技術(shù)，它來源于手摸測溫暖客觀判別，隨著測溫暖計算機(jī)技術(shù)的開展，使其檢測手段不斷更新、診斷原理不斷完善，運(yùn)用范圍也不斷擴(kuò)展。目前，紅外、光纖、激光等測溫新技術(shù)正不斷擴(kuò)展運(yùn)用，計算機(jī)已用于機(jī)械熱負(fù)荷的動態(tài)參數(shù)丈量、數(shù)據(jù)處置和缺點(diǎn)分析研討中，使溫度診斷不僅用于查找機(jī)械的各種熱缺點(diǎn)，而且還可以彌補(bǔ)射線、超聲、渦流等無損探測方法的缺乏，用來監(jiān)測機(jī)件內(nèi)部的各種缺點(diǎn)隱患。各種研討和運(yùn)用實(shí)例闡明，溫度診斷是目前缺點(diǎn)診斷中一項(xiàng)最適用而有效的診斷技

20、術(shù)。一 被動式溫度診斷法 各種機(jī)械或電氣設(shè)備，不論其機(jī)件是處于靜態(tài)的、或是動態(tài)的，都會因可動部分與固定部分之間的摩擦，經(jīng)過電流或接觸熱源等緣由，而使機(jī)件溫度上升。假設(shè)機(jī)件超越溫升限值，將引起熱變形、熱膨脹、燒蝕、燒傷、裂紋、滲漏、結(jié)膠等熱缺點(diǎn)。由于高溫破壞的復(fù)雜性，在尚無可靠的防止高溫破壞的措施和有效的耐高溫資料的情況下，對機(jī)件的設(shè)計采用了限制任務(wù)溫度的方法。因此，機(jī)件的溫度總是在額定溫度以下的某一溫度時到達(dá)飽和，以保證機(jī)件正常服役。例如，電動機(jī)軸承從起動到溫度飽和這一過程的溫升曲線。許多受了損傷的機(jī)體其溫度升高總是先于缺點(diǎn)的出現(xiàn)。通常，當(dāng)機(jī)件溫度超越其額定任務(wù)溫度，且發(fā)生急劇變化時，那么預(yù)示

21、著缺點(diǎn)的存在和惡化。因此監(jiān)測機(jī)件的任務(wù)溫度，根據(jù)測定值能否超越溫升限值可判別其所處的技術(shù)形狀。例如根據(jù)電動機(jī)軸承溫度記錄曲線可以斷定該軸承發(fā)生了熱缺點(diǎn)。 另外，假設(shè)將采集到的溫度數(shù)據(jù)制成圖表，并逐點(diǎn)連成直線利用該直線的斜率可對機(jī)件進(jìn)展溫度趨勢分析；利用求出該直線的斜率值，還可推算出某一時辰的溫度值，將此溫度值與機(jī)件允許的最高溫度限值比較，可以預(yù)告機(jī)件實(shí)踐溫度的變化余量，以便發(fā)出必要的報警。在某些情況下，如溫度變化速度太快，能夠引起無法修復(fù)的缺點(diǎn)時，那么可中斷機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。二 自動式溫度診斷法 自動式溫度診斷是人為地給機(jī)件注入一定熱量然后利用探測儀器來丈量熱量經(jīng)過機(jī)件的變化情況，并由此判別機(jī)件內(nèi)部的

22、缺陷或損傷。當(dāng)熱源的輻射波均勻射入機(jī)件外表時，有一部分輻射被被反射，而其他的輻射波被機(jī)件吸收，被吸收的輻射又逐漸問內(nèi)外分散，假設(shè)機(jī)件是無損傷或缺陷的勻質(zhì)體那么其外表溫度的分布是均勻的。假設(shè)機(jī)件內(nèi)存在一個隔熱性的損傷或缺陷，那么被吸收的輻射波在損傷或缺陷部位便構(gòu)成熱量堆積，因此反射到機(jī)件外表的溫度場在損傷或缺陷的相應(yīng)部位就產(chǎn)生一個“熱點(diǎn)。當(dāng)機(jī)件內(nèi)存在的損傷或缺陷是導(dǎo)熱性的，將使注入的輻射波在損傷或缺陷處比其他部位更快地傳導(dǎo)，因此在損傷或缺陷的相應(yīng)部位就構(gòu)成一個“冷點(diǎn)。顯然，根據(jù)機(jī)件內(nèi)部存在不同性質(zhì)的損傷或缺陷，將改動機(jī)件的熱傳導(dǎo)特性這一原理，便可判別機(jī)件內(nèi)部各種缺點(diǎn)隱患的部位和程度。為了有效地利

23、用熱源，減少機(jī)件外表溫度丈量誤差，應(yīng)盡量減少反射波而增大入射波。被測機(jī)件的溫升限于一定的范圍，普通金屬機(jī)件的最高溫度為6080，非金屬機(jī)件為3560。損傷或缺陷部位引起的溫差僅在幾度范圍內(nèi)，故要求測溫儀器能分辨0.2左右的溫度差。另外，自動式濕度診斷法對機(jī)件厚度和資料的導(dǎo)熱系數(shù)也有一定要求，板材太厚或資料導(dǎo)熱系數(shù)太高都將影響檢測靈敏度。普通來說，由于薄片層板件或鋁合金板膠結(jié)件的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，構(gòu)成的溫度差即很快平衡，因此其檢測效果不佳。相反此法用于其他金屬或非金金屬膠結(jié)件的檢測，那么能收到理想的效果。自動式溫度診斷法中采用的熱源可以是：熱空氣噴注、等離子噴注、火焰加溫、感應(yīng)加熱線圈、紅外燈、弧光燈

24、、激光器和電熱技術(shù)等。選擇熱源時，應(yīng)根據(jù)被測機(jī)件的資料性質(zhì)和詳細(xì)技術(shù)條件，除了要求簡單易行外，還要求對機(jī)件加熱均勻而迅速，以便減小丈量誤差。三 溫度診斷所能發(fā)現(xiàn)的常見缺點(diǎn) 許多機(jī)件在任務(wù)中同時接受外力和溫度場的作用，當(dāng)機(jī)件處于外力和熱交換的熱力系統(tǒng)中時，可用熱應(yīng)力來描畫其受載情況。例如，內(nèi)燃機(jī)的活塞、氣缸及氣缸蓋，燃?xì)廨啓C(jī)的葉片與轉(zhuǎn)子等，它們所受的應(yīng)力和變形不僅由外力引起而且還由傳熱景象引起。當(dāng)機(jī)械開場運(yùn)轉(zhuǎn)或處于運(yùn)轉(zhuǎn)之中，那些機(jī)件將從高溫?zé)嵩次諢崃?，?gòu)成隨時間而變的不均勻溫度分布；同時由于機(jī)件之間的相互接觸、機(jī)件本身的復(fù)雜結(jié)機(jī)以及其內(nèi)部或外部的相互約束，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力是機(jī)件構(gòu)成高溫變

25、形、高溫蛻變、熱疲勞、熱斷裂、燒蝕和燒傷等各種方式熱缺點(diǎn)的根源，此外，異常溫度還是機(jī)械流體系統(tǒng)油液老化和蛻變的重要緣由之一。因此，經(jīng)過溫度監(jiān)測，可以掌握機(jī)件的受熱情況并據(jù)此判別機(jī)件各種熱缺點(diǎn)的部位和緣由。溫度診斷所能發(fā)現(xiàn)的常見缺點(diǎn)可歸納為以下幾類：1 發(fā)熱量異常 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)、加熱爐內(nèi)熄滅不正常時，其外殼外表將產(chǎn)生不均勻的溫度分布。如在其外殼的適當(dāng)部位安裝一定數(shù)量的溫度傳感器對其溫度輸出作掃描記錄，使可了解溫度分布的不均勻性或變化過程，從而發(fā)現(xiàn)發(fā)熱量異常缺點(diǎn)。2 液體系統(tǒng)缺點(diǎn) 液壓系統(tǒng)、光滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)等流體系統(tǒng)經(jīng)常會因油泵缺點(diǎn)、傳動不良、管路、閥或?yàn)V清器阻塞、熱交換器損壞等緣由而使相

26、應(yīng)機(jī)件的外表溫度上升。經(jīng)過溫度監(jiān)測，很容易檢查出流體系統(tǒng)中這類缺點(diǎn)的緣由。3 滾動軸承損壞 滾動軸承零件損壞、接觸外表擦傷、燒傷；由磨損引起的面接觸等緣由一同缺點(diǎn)時，那么會使其內(nèi)部發(fā)熱量添加，而其內(nèi)部發(fā)熱量的添加將使軸承座外表溫度升高。因此經(jīng)過軸承內(nèi)部或外部的溫度監(jiān)測，均可發(fā)現(xiàn)軸承損壞缺點(diǎn)。4 保溫資料的損壞 各種高溫設(shè)備中耐火資料襯里的開裂和保溫層的破損，將表現(xiàn)出部分的過熱點(diǎn)和過冷點(diǎn)。利用紅外熱象儀顯示的圖像，很容易查找到這類耐火資料或保溫資料的損壞部位。5 污染物質(zhì)的積聚 當(dāng)管道內(nèi)有水垢，鍋爐或煙道內(nèi)結(jié)灰渣、積聚腐蝕性污染物等異常情況時，因隔熱層厚度有了變化，便改動了這些設(shè)備外外表的溫度分

27、布。采用熱象儀掃描的方法可發(fā)現(xiàn)這些異常。6 機(jī)件內(nèi)部缺陷 當(dāng)機(jī)件內(nèi)部存在缺陷時，出于缺陷部位阻撓或傳導(dǎo)均勻熱流，堆積熱量而構(gòu)成“熱點(diǎn)或疏散熱量而產(chǎn)生“冷點(diǎn)，使機(jī)件外表的溫度場出現(xiàn)部分的微量溫度變化，只需探測到這種溫度變化，即可判別機(jī)件內(nèi)部缺陷的存在，如常見的腐蝕、破裂、減薄、堵塞以及走漏等各種缺陷。7 電氣元件缺點(diǎn) 電氣元件接觸不良將使接觸電阻添加，當(dāng)電流經(jīng)過時發(fā)熱量增大而構(gòu)成部分過熱；相反，整流管，可控硅等器件存在損傷時將不再發(fā)熱從而出現(xiàn)冷點(diǎn)。因此，采用紅外熱象儀掃描可對高壓輸電線的電纜、接頭、絕緣子、電容器、變壓器以及輸變電網(wǎng)等電氣元件和設(shè)備的缺點(diǎn)進(jìn)展探查。8 非金屬部件的缺點(diǎn) 碳化硅陶瓷

28、管熱交換器的管壁存在分層缺陷時，其熱傳導(dǎo)率特性將發(fā)生變化，而熱傳導(dǎo)率又與溫度梯度有關(guān)，通常熱傳導(dǎo)率每變化10，能獲得大約1的溫差變化。利用快速紅外熱象儀顯示的熱圖，能發(fā)現(xiàn)這類非金屬部件熱傳導(dǎo)特性的異常，從而發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)隱患。9 疲勞過程 紅外溫度檢測技術(shù)還可以檢查裂紋和裂紋擴(kuò)展，延續(xù)監(jiān)測裂紋的開展過程，確定機(jī)件在運(yùn)用中外表或近外表的裂紋及其位置。美國曾研制了一種用于疲勞裂紋和近外表缺陷的紅外探測系統(tǒng)，它可以迅速地將正在進(jìn)展檢驗(yàn)的飛機(jī)、導(dǎo)彈的機(jī)件出現(xiàn)裂紋的位置實(shí)時顯示出來。 中國科學(xué)院金屬研討所已從幾種金屬資料在高速旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞過程中紅外輻射的能量變化獲得了資料在疲勞過程中的動力學(xué)圖象。研討結(jié)果闡明

29、，疲勞斷裂的溫升與疲勞過載有關(guān)系，運(yùn)用紅外傳感方法可以預(yù)測疲勞過載、早期疲勞裂紋發(fā)生和疲勞破壞報警。同時證明對高速旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)展缺點(diǎn)檢測和裂紋增值研討是有價值的，將進(jìn)一步擴(kuò)展溫度診斷運(yùn)用范圍。通俗的定義：無損檢測指在不損壞試件的前提下，對試件進(jìn)展檢查和測試的方法。亦稱非破壞性檢驗(yàn)?，F(xiàn)代無損檢測的定義：在不破壞試件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助現(xiàn)代的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件內(nèi)部及外表的構(gòu)造、性質(zhì)、形狀進(jìn)展檢查和測試的方法。經(jīng)過運(yùn)用 NDT，能發(fā)現(xiàn)資料或工件內(nèi)部和外表所存在的缺欠，能丈量工件的幾何特征和尺寸，能測定資料或工件的內(nèi)部組成、構(gòu)造、物理性能和形狀等。NDT 能運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計、資料選擇

30、、加工制造、廢品檢驗(yàn)、在役檢查維修保養(yǎng)等多方面，在質(zhì)量控制與降低本錢之間能起最優(yōu)化作用。NDT 還有助于保證產(chǎn)品的平安運(yùn)轉(zhuǎn)和或有效運(yùn)用。運(yùn)用時機(jī)：設(shè)計階段；制造過程；廢品檢驗(yàn)；在役檢查。運(yùn)用對象：各類資料金屬、非金屬等；各種工件焊接件、鍛件、鑄件等；各種工程道路建立、水壩建立、橋梁建立、機(jī)場建立等常規(guī)無損檢測方法有： 超聲檢測 Ultrasonic Testing縮寫 UT； 射線檢測 Radiographic Testing縮寫 RT； 磁粉檢測 Magnetic particle Testing縮寫 MT； 浸透檢驗(yàn) Penetrant Testing 縮寫 PT； 渦流檢測Eddy cu

31、rrent Testing縮寫 ET；非常規(guī)無損檢測技術(shù)有： 聲發(fā)射Acoustic Emission(縮寫 AE)； 走漏檢測Leak Testing縮寫 UT； 光全息照相Optical Holography； 紅外熱成象Infrared Thermography； 微波檢測 Microwave Testing1、射線探傷方法射線探傷是利用射線的穿透性和直線性來探傷的方法。這些射線雖然不會像可見光那樣憑肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接納器來接納。常用于探傷的射線有x光和同位素發(fā)出的射線，分別稱為x光探傷和射線探傷。當(dāng)這些射線穿過照射物質(zhì)時，該物質(zhì)的密度越大，射線強(qiáng)度減

32、弱得越多，即射線能穿透過該物質(zhì)的強(qiáng)度就越小。此時，假設(shè)用照相底片接納，那么底片的感光量就??；假設(shè)用儀器來接納，獲得的信號就弱。因此，用射線來照射待探傷的零部件時，假設(shè)其內(nèi)部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過有缺陷的途徑比沒有缺陷的途徑所透過的物質(zhì)密度要小得多，其強(qiáng)度就減弱得少些，即透過的強(qiáng)度就大些，假設(shè)用底片接納，那么感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影；假設(shè)用其它接納器也同樣可以用儀表來反映缺陷垂直于射線方向的平面投影和射線的透過量。由此可見，普通情況下，射線探傷是不易發(fā)現(xiàn)裂紋的，或者說，射線探傷對裂紋是不敏感的。因此，射線探傷對氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。即射

33、線探傷適宜用于體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。2、 超聲波探傷方法人們的耳朵能直接接納到的聲波的頻率范圍通常是20Hz到20kHz，即音聲頻。頻率低于20 Hz的稱為次聲波，高于20 kHz的稱為超聲波。工業(yè)上常用數(shù)兆赫茲超聲波來探傷。超聲波頻率高，那么傳播的直線性強(qiáng)，又易于在固體中傳播，并且遇到兩種不同介質(zhì)構(gòu)成的界面時易于反射，這樣就可以用它來探傷。通常用超聲波探頭與待探工件外表良好的接觸，探頭那么可有效地向工件發(fā)射超聲波，并能接納缺陷界面反射來的超聲波，同時轉(zhuǎn)換成電信號，再傳輸給儀器進(jìn)展處置。根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播的速度常稱聲速和傳播的時間，就可知道缺陷的位置。當(dāng)缺陷越大，反射面那

34、么越大，其反射的能量也就越大，故可根據(jù)反射能量的大小來查知各缺陷當(dāng)量的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、外表波等，前二者適用于探測內(nèi)部缺陷，后者適宜于探測外表缺陷，但對外表的條件要求高。3、 磁粉探傷方法磁粉探傷是建立在漏磁原理根底上的一種磁力探傷方法。當(dāng)磁力線穿過鐵磁資料及其制品時，在其磁性不延續(xù)處將產(chǎn)生漏磁場，構(gòu)成磁極。此時撒上干磁粉或澆上磁懸液，磁極就會吸附磁粉，產(chǎn)生用肉眼能直接察看的明顯磁痕。因此，可借助于該磁痕來顯示鐵磁資料及其制品的缺陷情況。磁粉探傷法可探測顯露外表，用肉眼或借助于放大鏡也不能直接察看到的微小缺陷，也可探測未顯露外表，而是埋藏在外表下幾毫米的近外表缺陷。用這種方法雖

35、然也能探查氣孔、夾雜、未焊透等體積型缺陷，但對面積型缺陷更靈敏，更適于檢查因淬火、軋制、鍛造、鑄造、焊接、電鍍、磨削、疲勞等引起的裂紋。磁力探傷中對缺陷的顯示方法有多種，有用磁粉顯示的，也有不用磁粉顯示的。用磁粉顯示的稱為磁粉探傷，因它顯示直觀、操作簡單、人們樂于運(yùn)用，故它是最常用的方法之一。不用磁粉顯示的，習(xí)慣上稱為漏磁探傷，它常借助于感應(yīng)線圈、磁敏管、霍爾元件等來反映缺陷，它比磁粉探傷更衛(wèi)生，但不如前者直觀。由于目前磁力探傷主要用磁粉來顯示缺陷，因此，人們有時把磁粉探傷直接稱為磁力探傷，其設(shè)備稱為磁力探傷設(shè)備。4、 渦流探傷方法渦流探傷是由交流電流產(chǎn)生的交變磁場作用于待探傷的導(dǎo)電資料，感應(yīng)

36、出電渦流。假設(shè)資料中有缺陷，它將干擾所產(chǎn)生的電渦流，即構(gòu)成干擾信號。用渦流探傷儀檢測出其干擾信號，就可知道缺陷的情況。影響渦流的要素很多，即是說渦流中載有豐富的信號，這些信號與資料的很多要素有關(guān)，如何將其中有用的信號從諸多的信號中一一分別出來，是目前渦流研討任務(wù)者的難題，多年來曾經(jīng)獲得了一些進(jìn)展，在一定條件下可處理一些問題，但還遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場的要求，有待于大力開展。渦流探傷的顯著特點(diǎn)是對導(dǎo)電資料就能起作用，而不一定是鐵磁資料，但對鐵磁資料的效果較差。其次，待探工件外表的光潔度、平整度、邊介等對渦流探傷都有較大影響，因此常將渦流探傷用于外形較規(guī)那么、外表較光潔的銅管等非鐵磁性工件探傷。5、 浸透

37、探傷方法浸透探傷是利用毛細(xì)景象來進(jìn)展探傷的方法。對于外表光滑而清潔的零部件，用一種帶色常為紅色或帶有熒光的、浸透性很強(qiáng)的液體，涂覆于待探零部件的外表。假設(shè)外表有肉眼不能直接察知的微裂紋，由于該液體的浸透性很強(qiáng)，它將沿著裂紋浸透到其根部。然后將外表的浸透液洗去，再涂上對比度較大的顯示液常為白色。放置片刻后，由于裂紋很窄，毛細(xì)景象作用顯著，原浸透到裂紋內(nèi)的浸透液將上升到外表并分散，在白色的襯底上顯出較粗的紅線，從而顯示出裂紋露于外表的外形，因此，常稱為著色探傷。假設(shè)浸透液采用的是帶熒光的液體，由毛細(xì)景象上升到外表的液體，那么會在紫外燈照射下發(fā)出熒光，從而更能顯示出裂紋露于外表的外形，故經(jīng)常又將此時

38、的浸透探傷直接稱為熒光探傷。此探傷方法也可用于金屬和非金屬外表探傷。其運(yùn)用的探傷液劑有較大氣味，常有一定毒性。Ut優(yōu)點(diǎn)a.適用于金屬、非金屬和復(fù)合資料等多種制件的無損檢測；b.穿透才干強(qiáng)，可對較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)展檢測。如對金屬資料，可檢測厚度為12mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件；c.缺陷定位較準(zhǔn)確；d.對面積型缺陷的檢出率較高；e.靈敏度高，可檢測試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；f.檢測本錢低、速度快，設(shè)備輕便，對人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場運(yùn)用較方便。局限a.對試件中的缺陷進(jìn)展準(zhǔn)確的定性、定量仍須作深化研討；b.對具有復(fù)雜外形或不規(guī)那么外形的試件進(jìn)展超聲檢測有困難；c.缺陷的位置、取向和外形對檢測結(jié)果有一定影響；d.材質(zhì)、晶粒度等對檢測有較大影響；e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測時結(jié)果顯示不直觀，且檢測結(jié)果無直接見證記錄。適用范圍a.從檢測對象的資料來說，可用于金屬、非金屬和復(fù)合資料；b.從檢測對象的制造工藝來說，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結(jié)件等；c.從檢測對象的外形來說，可用于板材、棒材、管材等；d.從檢測對