Неразрушающий контроль (НК) компонентов дробилок

Неразрушающий контроль (НК) компонентов дробилок

Дробилки в горнодобывающей и строительной промышленности круглосуточно подвергаются переменным нагрузкам, сильным ударам и абразивному износу. Выход из строя критически важных компонентов, таких как цельные плавающие шпиндели, эксцентриковые узлы, подвижные щековые узлы или сварные рамы, приводит к незапланированным простоям, потере производства и высоким затратам на замену. Поэтому неразрушающий контроль (НК) стал важнейшей мерой контроля качества как в процессе производства, так и в эксплуатации.

Неразрушающий контроль (НК) — это серия методов проверки, которые не повреждают сами компоненты, выявляя при этом внутренние и поверхностные дефекты. Он позволяет обнаруживать внутренние дефекты материала, оценивать целостность поперечного сечения и проверять соответствие критических размеров техническим требованиям — и все это без изменения эксплуатационных характеристик деталей.

1. Технологии объемного контроля: ультразвуковой и рентгенографический контроль.

Объемный контроль в первую очередь исследует толщину всего поперечного сечения компонента для выявления внутренних дефектов, литейных пустот и усталостных трещин, невидимых на поверхности.

Ультразвуковой контроль (УЗК)

Ультразвуковой контроль (УЗК) работает за счет передачи высокочастотных акустических импульсов в материал, обычно с использованием пьезоэлектрических преобразователей с рабочими частотами от 1 МГц до 5 МГц. Когда звуковые волны распространяются через материал и сталкиваются с разрывами — такими как неметаллические включения, усадочные пустоты или внутренние слоистые трещины — часть энергии отражается обратно. Анализируя время эхо-сигнала и интенсивность сигнала, инспектор может определить глубину, размер и форму дефекта.

Этот метод лучше всего подходит для проверки толстостенных кованых изделий, таких как главные валы, эксцентриковые валы и приводные валы конусных дробилок, а также прочных литых стальных оснований. Он позволяет обнаруживать внутренние микротрещины и расслоение стержня до установки кованых изделий в оборудование, предотвращая тем самым развитие этих потенциальных опасностей в усталостные разрушения в условиях высоких напряжений и переменного крутящего момента.

Рентгенологическое исследование (РТ)

Рентгеновская томография (РТ) использует рентгеновские или гамма-лучи для проникновения в компонент и формирования изображения на цифровом детекторе или пленке. Если в материале есть пустоты, пористость или включения, то через него пройдет больше излучения, в результате чего в соответствующем месте на пленке появится темная область. Это позволяет визуально исследовать внутренние дефекты.

В производстве дробилок рентгенография обычно используется для контроля критически важных сварных швов с полным проплавлением, таких как швы между рамой шасси, основанием и верхним корпусом, а также литой подвижной щековой частью. Она весьма эффективна для обнаружения объемных дефектов, таких как пористость и усадочные полости. Однако, если трещина находится близко к поверхности и ориентирована параллельно лучу излучения, ее трудно обнаружить с помощью одной только рентгенографии; в таких случаях рентгенография обычно используется в сочетании с ультразвуковым или магнитотеллурическим контролем.

2. Технологии поверхностного и приповерхностного контроля: магнитотокросс и капиллярная дефектоскопия.

Поверхностные трещины – это место, где впервые начинается механическая усталость. Если микротрещины, коррозионные трещины под напряжением или трещины, образовавшиеся в результате закалки, можно обнаружить сразу после их появления – до того, как они успеют распространиться глубже в материал – многих серьезных проблем можно избежать. Методы контроля поверхности разработаны именно для этого.

Магнитопорошковый контроль (МПТ)

Метод магнитотеллурического напыления эффективен только для ферромагнитных материалов, таких как углеродистая сталь, низколегированная сталь и чугун. В процессе напыления заготовка намагничивается с помощью магнитного ярма или двух зондов, так что линии магнитного поля проходят через нее равномерно. Если на поверхности или в неглубоком слое имеются трещины, линии магнитного поля нарушаются и просачиваются вблизи трещин. На этом этапе наносится мелкодисперсный железный порошок — цветной порошок при сухом методе или флуоресцентная суспензия при влажном методе — и порошок накапливается в местах утечки магнитного поля, позволяя непосредственно увидеть форму трещины под белым светом или ультрафиолетовой лампой.

В дробилках магнитопорошковая дефектоскопия (МПТ) обычно используется в зонах высокой концентрации напряжений: у основания галтеля главного вала, у основания зубьев шестерни, в местах сварных швов рамы и на поверхностях использованных футеровок из марганцевой стали. К ее преимуществам относятся скорость, высокая чувствительность к мелким усталостным трещинам и возможность обнаружения дефектов на глубине до двух-трех миллиметров от поверхности.

Капиллярный контроль (PT)

Проще говоря, принцип действия PT основан на капиллярном эффекте. На чистую поверхность наносится высокотекучий, ярко окрашенный проникающий состав, который самостоятельно проникает в любые открытые трещины. После того, как состав немного постоит, излишки жидкости с поверхности удаляются, и наносится слой проявителя. Проявитель действует как промокательная бумага, вытягивая жидкость, проникшую в трещины, тем самым увеличивая и выявляя их.

Контрастное литье (PT) может использоваться для контроля практически любых материалов — не только стали, но и медных сплавов, нержавеющей стали и алюминиевых компонентов. В дробилках оно обычно применяется для контроля бронзовых втулок, штоков поршней гидравлических цилиндров, фитингов из нержавеющей стали и алюминиевых маслосъемных узлов. Контрастное литье особенно удобно, чем магнитотеллурическое (MT), для контроля участков сложной формы, куда не может добраться магнитный ярмо.

3. Матрица применения компонентов дробилки в неразрушающем контроле.

Выбор подходящего метода контроля зависит от металлургии компонента, технологии изготовления (ковка, литье или сварка) и основных режимов отказов в процессе эксплуатации:

4. Как читать отчет о неразрушающем контроле.

Отчет о неразрушающем контроле (НК) — это письменный сертификат качества. Он используется для проверки структурной целостности новых компонентов перед установкой, а также для определения возможности использования бывших в употреблении компонентов после капитального ремонта. В действительном отчете должны быть четко указаны следующие пункты:

• Информация о компоненте: Наименование детали, номер чертежа, марка материала, номер печи и серийный номер — ни одна из этих данных не должна быть опущена, чтобы гарантировать соответствие фактическому изделию.
• Объем осмотра и состояние поверхности: Какие участки были осмотрены, какова шероховатость поверхности, были ли удалены краска и ржавчина, и каков был показатель охвата осмотра.
• Применимые стандарты и процедуры: Четко укажите, какие стандарты были соблюдены для ультразвукового, рентгенографического, магнитотонического и капиллярного контроля, например, ASTM E2375, E1742, E1444 и E165.
• Оборудование и калибровка: Модель прибора, частота зонда, угол, связующее вещество, интенсивность источника рентгеновского излучения, напряженность магнитного поля и номера калибровочных блоков.
• Квалификационные требования к персоналу: Инспекционный персонал должен иметь сертификат ASNT или ISO 9712 уровня II или III, что должно быть указано в отчете.
• Регистрация и оценка дефектов: Для каждого обнаруженного дефекта зафиксируйте местоположение, размер, глубину и отношение сигнал/шум, а затем вынесите заключение о соответствии или несоответствии критериям приемки.
• Заключительный вывод: Чётко укажите, принят ли товар, отклонён или принят с условиями, и приложите план ремонта.

Нечеткий отчет практически бесполезен. Поэтому, независимо от того, проводите ли вы проверку самостоятельно или получаете отчет от поставщика, необходимо проверить каждый пункт, особенно места дефектов и критерии приемки.

Практическая ценность неразрушающего контроля на протяжении всего жизненного цикла дробилки.

Тщательное проведение неразрушающего контроля – это не просто прохождение проверок, это еще и экономия средств.

Закупка: Перед отправкой приобретенных оригинальных запасных частей или усиленных литых деталей проведите неразрушающий контроль для подтверждения структурной целостности. Это предотвратит обнаружение проблем только после установки, что может привести к спорам по гарантии.

Производство и эксплуатация: Регулярно проверяйте компоненты в процессе эксплуатации с помощью магнитотеллурического или ультразвукового контроля для отслеживания роста трещин. Это позволяет планировать замену компонентов во время плановых простоев, а не ждать внезапного выхода компонента из строя посреди ночи.

Продление срока службы: Раннее обнаружение участков с концентрацией поверхностных напряжений может быть решено с помощью шлифовки, снятия напряжений или локальной сварки, что продлевает срок службы компонента и снижает стоимость его полной замены.

В целом, четкое определение методов контроля, критериев приемки и требование подписей квалифицированного персонала является важнейшим шагом для обеспечения высокой доступности и низкой общей стоимости владения дробильным оборудованием.