Nedeštruktívne skúšobné metódy pre guľôčkovú maticu

Nedeštruktívne testovanie, bežne označované skratkou NDT, sa používa na identifikáciu diskontinuít materiálu bez toho, aby sa kontrolovaný komponent stal nepoužiteľným. Pre guľovú maticu možné metódy zahŕňajú vizuálne testovanie, testovanie magnetických častíc, testovanie tekutého penetrantu, testovanie vírivými prúdmi a ultrazvukové testovanie.

Nie každá metóda je vhodná pre každú guľôčkovú maticu alebo výrobnú dávku. Materiál, geometria, stav tepelného spracovania, typ defektu, štádium kontroly a požiadavky zákazníka určujú, ktorá metóda sa má použiť.

NDT tiež nenahrádza rozmerovú a funkčnú kontrolu. Guľôčková matica môže byť bez zistiteľných trhlín, ale stále má nesprávne rozmery, nevhodné predpätie, nadmerný krútiaci moment alebo zlú cirkuláciu guľôčky.

Aké chyby sa môžu vyskytnúť v guľovej matici?

Chyby posudzované pri kontrole guľových matíc môžu pochádzať zo suroviny, tepelného spracovania, brúsenia, obrábania, montáže alebo prevádzky. Príklady:

• Povrchové trhliny spôsobené tepelným spracovaním alebo brúsením
• Podpovrchové trhliny alebo diskontinuity materiálu
• Záhyby, švy alebo inklúzie v surovine
• Popáleniny pri brúsení a lokálne prehriatie
• Jamky alebo odlupovanie na obežnej dráhe
• Korózia, škrabance, preliačiny alebo poškodenie nárazom
• Poškodenie komponentov spätného chodu guľôčky
• Deformácia príruby alebo chyby opracovania

Každá metóda kontroly reaguje na rôzne typy defektov. Žiadna jednotlivá metóda NDT nedokáže odhaliť každý možný problém.

Vizuálne testovanie

Vizuálne testovanie alebo VT je zvyčajne prvým krokom kontroly. Môže sa vykonávať s normálnym videním, zväčšením, riadeným osvetlením, zrkadlami alebo boroskopom, ak to umožňuje vnútorný prístup.

Vizuálna kontrola môže identifikovať:

• Viditeľné praskliny a stopy po brúsení
• Škrabance, preliačiny a poškodenie pri manipulácii
• Hrdza, korózia a zmena farby
• Otrepy okolo otvorov v prírube a opracovaných hrán
• Poškodené tesnenia, deflektory, koncovky alebo vratné rúrky
• Jamky a odlupovanie na prístupných povrchoch obežnej dráhy
• Chýbajúce upevňovacie prvky alebo nesprávne zmontované komponenty

Povrch musí byť dostatočne čistý na kontrolu. Mazivo, antikorózny olej a kontaminácia môžu zakryť jemné náznaky.

Vizuálne testovanie nemôže spoľahlivo odhaliť uzavreté trhliny, malé podpovrchové defekty alebo vnútorné diskontinuity. Po namontovaní guľôčkovej matice na skrutku môže byť tiež ťažké skontrolovať vnútorné obežné dráhy.

Testovanie magnetických častíc

Testovanie magnetickými časticami alebo MT je vhodné pre feromagnetické materiály. Komponent sa zmagnetizuje a na testovací povrch sa nanesú jemné magnetické častice. Povrchová alebo blízkopovrchová diskontinuita narúša magnetické pole a vytvára zvodové pole, ktoré priťahuje častice.

MT môže byť účinný na detekciu jemných trhlín spôsobených tepelným spracovaním, brúsením alebo únavou. Často je citlivejšia na plytké trhliny vo feromagnetickej oceli ako bežná vizuálna kontrola.

Medzi dôležité obmedzenia patria:

• Môže sa použiť len na feromagnetické materiály
• Orientácia defektu vzhľadom na magnetické pole ovplyvňuje citlivosť
• Zložitá geometria matíc môže vytvárať irelevantné indikácie
• Komponent môže vyžadovať magnetizáciu vo viac ako jednom smere
• Po testovaní môže byť potrebné čistenie a demagnetizácia

Zvyškový magnetizmus by mal byť kontrolovaný, pretože môže priťahovať železné častice počas následnej montáže alebo prevádzky.

Testovanie penetrácie kvapalín

Testovanie tekutým penetrantom alebo PT zisťuje diskontinuity, ktoré sú otvorené k povrchu. Na čistý povrch sa nanesie penetračný prostriedok s nízkou viskozitou a nechá sa vniknúť do defektov, ktoré porušujú povrch. Po odstránení prebytočného penetrantu vývojka vytiahne zadržaný penetrant z defektu a vytvorí viditeľnú indikáciu.

PT možno použiť na mnohých neporéznych materiáloch, vrátane niektorých materiálov, ktoré nie je možné testovať magneticky. Môže odhaliť jemné praskliny, praskliny a póry.

Nedokáže však odhaliť defekty, ktoré sa neotvárajú na povrch. Povrch musí byť tiež dôkladne očistený pred a po testovaní.

Zvyšky penetrantu nesmú zostať vo vnútri obežných dráh, mazacích otvorov alebo vratného systému guľôčok. Pre presnú guľovú maticu by mal byť proces čistenia a ochrany po kontrole definovaný pred výberom PT.

Testovanie vírivými prúdmi

Testovanie vírivými prúdmi alebo ET využíva striedavé elektromagnetické pole na vyvolanie elektrických prúdov vo vodivom komponente. Trhliny, zmeny materiálu a iné diskontinuity menia tok prúdu a vytvárajú merateľnú zmenu signálu prístroja.

ET možno použiť na detekciu povrchových a blízkopovrchových defektov v elektricky vodivých materiáloch. S kalibrovaným systémom môže podporovať aj triedenie na základe rozdielov v materiáli alebo stave tepelného spracovania.

Jeho účinnosť silne závisí od konštrukcie sondy, testovacej frekvencie, referenčných štandardov a konzistencie skenovania. Obežné dráhy guľôčkových matíc, otvory, okraje prírub a zakrivené povrchy môžu vytvárať signály súvisiace s geometriou, ktoré je ťažké odlíšiť od skutočných chýb.

Testovanie vírivými prúdmi by preto malo používať postup vyvinutý pre špecifickú geometriu matice a typ defektu. Sonda na všeobecné použitie bez reprezentatívnej referenčnej vzorky nemusí poskytnúť spoľahlivé výsledky akceptácie.

Ultrazvukové testovanie

Ultrazvukové testovanie, alebo UT, zavádza vysokofrekvenčné zvukové vlny do komponentu a vyhodnocuje odrazené signály. Vnútorné diskontinuity, hranice materiálu a zadná stena odrážajú časť zvukovej energie.

UT sa široko používa na vnútornú kontrolu väčších výkovkov, tyčí a iných komponentov s vhodnou geometriou. Môže sa zvážiť pre surovinu guľových matíc alebo väčšie polotovary matíc, keď sú špecifické problémy s vnútornými chybami.

Dokončenú guľovú maticu je ťažšie kontrolovať ultrazvukom kvôli jej malej veľkosti, zakriveným povrchom, vnútorným závitom, geometrii príruby a vlastnostiam spätného chodu guľôčky. Tieto povrchy vytvárajú viacnásobné odrazy a môžu obmedziť kontakt sondy a rozlíšenie defektov.

Pre mnohé guľôčkové matice je ultrazvukové testovanie tyče zo surového materiálu alebo nedokončeného polotovaru praktickejšie ako testovanie kompletne zostavenej matice. Uskutočniteľnosť sa musí stanoviť prostredníctvom písomného postupu a vhodnej referenčnej normy.

Porovnanie metódy NDT

NDT nenahrádza rozmerovú kontrolu

Tradičné metódy NDT sa používajú hlavne na lokalizáciu materiálových alebo povrchových diskontinuít. Nepotvrdzujú, či guľová matica spĺňa svoju funkčnú špecifikáciu.

Kompletná kontrola guľových matíc môže tiež zahŕňať:

• Rozmery tela matice a príruby
• Poloha a priemer montážneho otvoru
• Profil obežnej dráhy a geometrická presnosť
• Testovanie povrchovej tvrdosti
• Meranie axiálnej vôle alebo predpätia
• Dynamické meranie krútiaceho momentu
• Skúška obehu lopty a chodu pri plnom zdvihu
• Kontroly hluku, vibrácií alebo teploty, ak je to špecifikované

Niektoré z týchto kontrol sú nedeštruktívne vo všeobecnom zmysle, že matica zostáva použiteľná, ale nie všetky sú klasifikované ako metódy NDT rovnakým spôsobom ako MT, PT, ET alebo UT.

Kedy by sa malo špecifikovať špecializované NDT?

Špecializované NDT môže byť vhodné, keď:

• Vyžaduje to výkres alebo zákaznícka norma
• Vysoko rizikový tepelne spracovaný komponent vyžaduje skríning trhlín
• Predchádzajúca šarža vykazovala praskliny alebo chyby materiálu
• Matica je určená pre aplikácie kritické z hľadiska bezpečnosti
• Vyšetrovanie zlyhania si vyžaduje ďalšie dôkazy
• Suroviny alebo polotovary matíc vyžadujú kontrolu vnútorných chýb

Objednávka by mala definovať metódu kontroly, príslušnú normu, štádium kontroly, testovaciu oblasť, akceptačné kritériá, množstvo vzoriek a požiadavky na správu.

NDT by mal vykonávať vhodne vyškolený personál s použitím kalibrovaného zariadenia a schváleného písomného postupu. Jednoduché vyžiadanie „NDT“ bez identifikácie metódy a akceptačných kritérií nestačí.

Výber plánu inšpekcie

Praktický plán inšpekcie by mal začať s chybou, ktorú je potrebné zistiť:

• Použitevizuálne testovaniena kontrolu stavu povrchu, spracovania a montáže.
• Zvážtetestovanie magnetických častícna jemné praskliny v materiáli feromagnetických guľôčkových matíc.
• Zvážtetestovanie tekutého penetrantuna povrchovo otvorené trhliny v čistých neporéznych materiáloch.
• Zvážtetestovanie vírivými prúdmipre opakovateľné plošné alebo blízke skríningy, keď je k dispozícii vhodný referenčný štandard.
• Zvážteultrazvukové testovaniena vnútorné chyby vhodnej suroviny alebo väčších prírezov.

Použitie viacerých metód neprináša automaticky lepšiu kontrolu. Každá metóda by mala riešiť definované riziko defektu a mať jasné akceptačné kritérium.

Kontrola guľovej matice pred inštaláciou

V prípade štandardnej guľovej matice prijatej na montáž stroja sa praktická vstupná kontrola zvyčajne začína overením modelu, vzhľadu, montážnych rozmerov a hladkej prevádzky na zhodnej skrutke.

Neodstraňujte guľovú maticu zo skrutky bez vhodnej prenosovej objímky. Nesprávne odstránenie môže guľôčky posunúť alebo ich nechať vypadnúť a spôsobiť poškodenie, ktoré pred kontrolou nebolo.

Aby ste pochopili kontrolovaný systém obehu guľôčok, prečítajte siako funguje recirkulačná guľôčková skrutka.

Záver

Vizuálne testovanie, magnetické častice, kvapalinové penetranty, vírivé prúdy a ultrazvukové testovanie môžu prispieť ku kontrole kvality guľových matíc, ale zisťujú rôzne typy defektov a majú rôzne materiálové a geometrické obmedzenia.

Tieto metódy by nemali byť opísané ako rutinné testy pre každú guľovú maticu, pokiaľ ich výrobná špecifikácia skutočne nevyžaduje. Pre väčšinu zákaziek je popri akejkoľvek zvolenej metóde NDT nevyhnutná kontrola rozmerov, overenie tvrdosti, meranie axiálnej vôle alebo predpätia a testy dynamického chodu.

Zobraziť DLYvýrobky z guľôčkových orechovpre dostupné štruktúry a rozmery matíc.

← Späť na DLY Blog