Виявлення тріщин у деталях двигунів - Тюнінг авто, Тюнінг автомобілів, ремонт автомобілів
Виявлення тріщин у деталях двигунів Як показує практика, при контролі деталей не можна обмежуватися лише вимірами розмірів, деформацій та зношування конкретних поверхонь. Іноді на деталях виявляються й інші дефекти, зокрема, вибоїни, тріщини і т.п. і т.д. Тріщини можуть виникнути також через порушення технології ремонту. Наприклад, підріз жолобників на шийках колінчастого валу при шліфуванні призводить до утворення концентраторів напруг і появи тріщин на краях шийок (див. розділ 9.4.). Перетяжка болтів головки блоку деяких двигунах може стати причиною утворення тріщин на блоці циліндрів біля різьбових отворів болтів. Експлуатація двигуна в холодну пору року на воді в системі охолодження - також досить поширена причина появи тріщин в блоці і головці циліндрів після замерзання води. залишається незмінною тривалий час. У більшості випадків, зазнаючи циклічних робочих навантажень і циклів нагрівання-охолодження, тріщина розвивається далі до поломки деталі. Наслідки та швидкість розвитку тріщини залежать від типу деталі, матеріалу та перерізу, яким проходить тріщина. Для відповідальних деталей КШМ та поршневої групи, включаючи колінчастий вал, шатуни та поршневі пальці, тріщина, незалежно від місця її утворення, практично завжди призводить до руйнування деталі та виходу двигуна з ладу. Менш небезпечні з цього погляду тріщинив поршнях, що розвиваються по перемичках між канавками кілець, проте тріщина в бобишці поршня зазвичай також призводить до його руйнування, що не менш небезпечно, ніж, наприклад, обрив шатуна. , проходять в порожнину системи охолодження, з'єднуючи її з каналами систем мастила, вентиляції картера, циліндрами, або з навколишнім середовищем, викликаючи течі та/або перемішування робочих рідин. Крім цього, через тріщини в стінці циліндра або камери згоряння в систему охолодження при роботі двигуна надходять відпрацьовані гази, які витісняють охолоджувальну рідину, різко знижуючи ефективність охолодження двигуна. по болтах кріплення та вікнах порожнини охолодження, а також у верхній частині циліндра в окружному напрямку. Тріщини в нижній частині циліндра зазвичай пов'язані з ударами зруйнованого шатуна і, як правило, розташовуються вертикально (рис. 8.43). У голівках блоку тріщини часто розташовуються між сідлами клапанів, між сідлом клапана і форкамерою (у дизелів), зверху по ліжках розподільного валу, а також по сідлу випускного клапана (рис. 844).
Рис 8.43. Типові тріщини в блоках циліндрів: а – по лінії отворів болтів головки; б-аналогічно з виходом на гільзу ци-ліндра; в - біля припливів отворів силових болтів; г - у гільзі циліндра
Установка двигун деталі з тріщиною призводить зазвичай до його непрацездатності (виходу з ладу) фазу після першого запуску чи через певний час, тобто. до потреби повторного ремонту. Крім того, традиційні види ре-
монтажу робочих поверхонь деталі з тріщиною (шліфування, хонінгування тощо) іноді приносять збитки ремонтномупідприємству, оскільки деталь з тріщиною (наприклад, колінчастий вал) свідомо неремонтопридатна та потребує заміни. Враховуючи це, виявленню тріщин у деталях перед ремонтом має бути приділено найсерйознішу увагу. Практика показує, що далеко не всі тріщини на деталях вдається знайти візуально. Найчастіше виявити тріщину заважає забруднення деталі нагаром чи смолами, складний рельєф поверхні, малий розмір тріщини тощо. Тому для отримання достовірної інформації про наявність тріщин у відповідальних деталях двигуна необхідно використовувати спеціальні методи дефектоскопії (табл. 8.5). Найбільш простим і дешевим є метод кольорової дефектоскопії (або метод фарб). Суть методу зводиться до нанесення на деталь спеціального проникаючого розчину червоного кольору, а потім після промивання деталі, що виявляє розчину білого кольору. Проникаючий розчин має дуже високу плинність і заповнює тріщину внаслідок капілярного ефекту. Після нанесення виявляє розчину контур тріщин "проявляється" рожевими лініями на білому тлі. Метод фарб досить універсальний і дозволяє знаходити тріщини шириною 0,001 мм і більше в деталях з будь-яких матеріалів. Його недоліком є складність виявлення тріщин на шорсткої поверхні. Метод магнітної дефектоскопії застосовується тільки для деталей з чавуну та сталі, що володіють магнітними властивостями. Деталь міститься у магнітне поле, де вона намагнічується. Далі на деталь наноситься контрольний агент – спеціальний феромагнітний порошок або суспензія. Якщо на поверхні деталі є тріщина, то магнітне поле стає в цьому місці неоднорідним, і утворюється зона скупчення феромагнітних частинок, що вказує на дефект у матеріалі. Різновидом методу є метод магнітно-люмінесцентної дефектоскопії.
Якщо контрольний агент додати флуоресцирующую пасту, то дефекти в матеріалі буде чітко видно в темряві. Це полегшує їх пошук і робить результати перевірки достовірнішими. Метод магнітної дефектоскопії дає хороші результати, зокрема, для колінчастих валів і дозволяє знаходити тріщини, що виникають, наприклад, при руйнуванні підшипників або порушенні ремонтних технологій (рис. 8.45) Ультразвукова дефектоскопія заснована на принципі відображення ультразвукових імпульсів частотою 2-5 МГц, що передаються в деталь, від дефектів. Відбиті імпульси перетворюються, посилюються і передаються на екран приладу ультразвукового дефектоскопа. Існують також прилади для контролю рентгеноскопічного деталей. Незважаючи на великі можливості визначення прихованих дефектів у будь-яких матеріалах, ці методи не набули поки поширення в ремонтній практиці через високу ціну обладнання і його обмежену застосовність для деяких деталей. Для визначення прихованих дефектів досить широко застосовується в даний час метод гідравлічного випробування – опресування деталі рідиною під тиском (див. розділ 9.6.1.). Метод застосовується, в основному, для деталей складної форми, що мають внутрішні порожнини та канали (наприклад, головка або блок циліндрів). Суть методу зводиться до герметичного закриття всіх отворів, що виходять на зовнішню поверхню деталі, і нагнітання через один з таких отворів води під тиском 0,6 0,8 МПа. Якщо в деталі є тріщини, через них проступить вода, а її тиск у порожнині, що випробовується, буде швидко падати. «Чутливість» методу можна трохи підвищити, якщо застосовувати гарячу воду.0,15^-0,20 МПа) і занурення її у воду. По бульбашках повітря можна визначити місце розташування тріщин або пір. Пневматичне випробування більш точно вказує на розташування дефекту, але дещо менш чутливе до мікротріщин, ніж гідравлічне. Добре зарекомендувало себе випробування проникаючою рідиною. Метод заснований на властивості деяких рідин, зокрема гасу, швидко проникати в пори та тріщини. За наявності деталі наскрізних дефектів гас, залитий в її внутрішню порожнину, поступово проявляється зовні. Поверхня деталі попередньо покривається крейдовим розчином та висушується. Недоліком методу є труднощі виявлення дефекту в деталях складної конфігурації, а також тривалий час випробувань (до декількох годин), якщо дефект занадто малий. Крім зазначених методів, на деяких деталях вдається виявити тріщини, якщо виконати обробку їх поверхні. Наприклад, після піскоструминної обробки поверхня деталі стає сухою, чистою, матового сірого кольору. При цьому масло або гас, що заповнюють дефекти, через деякий час проступають на поверхні, виявляючись у вигляді жирних ліній. Попередня обробка робочих поверхонь деталей шліфуванням, хонінгуванням або іншими способами також виявляє тріщини. Це з підвищеною пружністю матеріалу у тріщини, у результаті після обробки тріщина утворює явну " ступінь " лежить на поверхні (рис. 8.46). Іноді навіть незначні дефекти вдається виявити найпростішим збільшувальним склом. Застосовність описаних вище методів визначається можливостями конкретної майстерні та кваліфікацією її персоналу. Чим ширше використовуються ті чи інші методи дефектоскопії при ремонті, тим вище виявляється надійність відремонтованих двигунів і менше відмов,пов'язаних з виникненням та/або розвитком тих чи інших дефектів у матеріалі деталей.
Мал. 8.44. Типова тріщина термовтоми між сідлами клапанів (вказана стрілкою) у головці блоку циліндрів дизеля
Мал. 8.45. Небезпечні тріщини на шийці колінчастого валу, виявлені методом магнітної дефектоскопії
Рис 8.46. Типовий випадок "прояву" тріщини після обробки деталі: А - поверхня, що обробляється: а - фрагмент деталі перед обробкою; б - віджимання стінки деталі інструментом; в - утворення ступеня після роботи