Sposoby określania zużycia, uszkodzeń i wad utajonych
Wprowadzenie. Ocenę przydatności poszczególnych części rozpoczyna się od oględzin zewnętrznych w celu stwierdzenia, czy dana część nie ma wyraźnych uszkodzeń, jak pęknięcia, wykruszenia materiału, skrzywienia lub nadpalenia. Po stwierdzeniu tego typu uszkodzeń weryfikator musi podjąć decyzję, czy uszkodzenia kwalifikują część do złomowania, czy można je usunąć przez naprawę. W tym drugim przypadku, podobnie jak w przypadku, gdy oględziny zewnętrzne nie wykazały żadnych uszkodzeń, część podlega dalszemu sprawdzaniu z użyciem urządzeń pomiarowych.
15.2.2. Metody weryfikacji typowych części samochodowych. Najczęściej spotykane wady wałów to: zużycie powierzchni czopów łożysk, zużycie wielowypustów i gwintów oraz odkształcenia.
Do pomiarów wałów stosuje się mikrometry, czujniki i sprawdziany. Owalność czopów określa się na podstawie różnicy wskazań mikrometru przy pomiarze czopa w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach. Stożkowość czopów określa się porównując wskazania mikrometru przy pomiarach średnicy dokonywanych wzdłuż tworzącej czopa. Średnicę czopa sprawdza się za pomocą mikrometru (rys. 15.1) lub sprawdzianów szczękowych (rys. 15.2).
Wielowypusty sprawdza się mikrometrem, specjalnym pierścieniem lub sprawdzianami (rys. 15.3). Szerokość rowków sprawdza się za pomocą sprawdzianów łopatkowych. Krzywki sprawdza się sprawdzianami szczękowymi i wzornikami.
W celu sprawdzenia czy wał nie jest odkształcony należy zamocować go w kłach. Następnie do środkowej części wału przystawia się końcówkę czujnika zegarowego i obserwuje jego wskazania podczas obrotu wału.
Kontrola otworów obejmuje sprawdzenie średnicy, owal-ności i stożkowości. Owalność i stożkowość sprawdza się tylko w długich otworach, w tych przypadkach, gdy współpraca części może spowodować tego rodzaju zużycie (np. otwory cylindrów). Sprawdzając otwory w obudowach (na łożyska, kołki ustalające itp.) mierzy się tylko średnicę.
Do pomiarów średnic otworów służą średnicówki oraz sprawdziany. Na rys. 15.4 a przedstawiono średnicówkę mikrometrycz-ną, a na rys. 15.4 b — przyrząd czujnikowy do pomiaru średnic cylindrów. Przyrządy takie wykonywane są w różnych wersjach — z mikrometrem (jak na rysunku) lub bez mikrometru — ze zwykłym czujnikiem zegarowym. Na rys. 15.4 c przedstawiono sprawdziany łopatkowe do kontroli średnic otworów.
Kontrola sprężyn polega na sprawdzeniu ich charaktery
styki, a więc na sprawdzeniu zmian długości sprężyny pod działaniem określonej siły. Pomiary wykonuje się za pomocą specjalnych przyrządów działających na zasadzie prasy hydraulicznej (rys. 15.5). Ponadto sprawdza się także długość sprężyny w stanie swobodnym.
Kontrola łożysk tocznych, oprócz szczegółowych oględzin z użyciem lupy, obejmuje sprawdzenie łatwości obracania się i hałaśliwości pracy (przez porównanie z wzorcem zatwierdzonym przez dział kontroli jakości) oraz sprawdzenie luzów promieniowych i osiowych. Na rys. 15.6 przedstawiono przykładowodwa przyrządy wyposażone w czujniki zegarowe, służące do pomiaru luzów w łożysku.
Kontrola kół zębatych obejmuje sprawdzenie uzębienia, wielowypustów, średnic pasowanych pod łożyska itp. Powierzchnię czołową zębów sprawdza się specjalnym wzornikiem z podziałką. Grubość zębów sprawdza się za pomocą suwmiarki modułowej (rys. 15.7), optycznego przyrządu do kontroli grubości zębów lub specjalnymi wzornikami — na trzech zębach położonych względem siebie pod kątem 120°.
Oprócz przedstawionych przykładowo urządzeń do weryfikacji części stosuje się również wiele innych — do pomiarów gwintów, kątów, twardości itp. Wszystkie te urządzenia umożliwiają ocenę, czy i w jaki sposób rzeczywisty stan badanych części odbiega od warunków technicznych określonych przez producenta.
Na podstawie zmierzonych odchyłek od wymiarów nominalnych weryfikator stwierdza, czy dana część musi być skierowana do naprawy, na złom, czy może być uznana jako dobra. Za części dobre uważa się te, których wszystkie odchyłki od wymiarów nominalnych mieszczą się w granicach tolerancji określonych dla części nowych oraz które nie wykazują przy tym innych odstępstw od warunków technicznych, jak np. utrata twardości, niezgodna z założeniami konstrukcyjnymi chropowatość powierzchni itp. Jeżeli na skutek zużycia wymiary części lub jej własności uległy istotnym zmianom, weryfikator musi ocenić, czy naprawa takiej części jest opłacalna.
Dla części o typowym charakterze zużycia określane są warunki techniczne weryfikacji ) zawierające wskazówki co do dalszego postępowania w zależności od stwierdzonego stopnia zużycia. Podane jest więc, do jakich wymiarów część może być naprawiana przez obpóbkę na wymiary naprawcze, kiedy część należy kierować jio regeneracji i obróbki na wymiar nominalny i kiedy wreszcie dalsza naprawa jest nieopłacalna. Ocena przydatności innych części, których zużycie oraz uszkodzenia mogą być rozmaite, zależy od doświadczenia weryfikatora, jest to więc ocena subiektywna.
15.2.3. Metody wykrywania wad utajonych. Oprócz określania uszkodzeń oraz stopnia zużycia weryfikowanych części niektóre z nich bada się jeszcze w celu stwierdzenia, czy nie mają wad utajonych. Najczęściej spotykane wady utajone, powstające podczas eksploatacji, to różnego rodzaju pęknięcia materiału. Pęknięcia takie, niewidoczne z zewnątrz, można wykryć za pomocą przyrządów zwanych defektoskopami.
Defektoskopy są drogimi i skomplikowanymi urządzeniami, których zasada działania polega na przepuszczaniu przez badaną część promieni Roentgena, strumieni magnetycznych, ultradźwięków itp. Odpowiednio mówimy o rentgenowskiej, magnetycznej albo ultradźwiękowej metodzie wykrywania wad utajonych.
Metoda rentgenowska polega na prześwietleniu badanej części promieniami Roentgena (X). Promienie przechodzące przez wadę materiału opuszczając badaną część mają inne natężenie niż promienie przechodzące przez pozostałą część materiału. Obraz wady na tle obrazu badanej części rejestruje się na specjalnej błonie z dwukrotnie nałożoną emulsją uczuloną na działanie promieni rentgenowskich. Tańszą i szybszą metodą jest obserwacja obrazu badanej części na ekranie fluoryzującym. Stosuje się ją wówczas, gdy zbędne jest udokumentowanie stwierdzonej wady. Odmianą metody rentgenowskiej jest metoda radiograficzna, polegająca na prześwietlaniu badanych części promieniami y. Promienie y, jako bardziej przenikliwe od rentgenowskich, stosowane są do badania przedmiotów o dużej grubości.
Metoda magnetyczna polega na obserwacji linii sił pola magnetycznego przechodzących przez badaną część. W tym celu część tę umieszcza się w silnym polu magnetycznym, a następnie pokrywacie ją proszkiem żelaznym, najczęściej w postaci zawiesiny w nafcie lub oleju. Proszek ten układa się (osiada) tworząc linie równoległe do przechodzących przez daną część linii sił pola magnetycznego. Jeżeli w części znajduje się wada — np. pęknięcie o kierunku prostopadłym do kierunku linii sił pola magnetycznego — proszek żelazny ułoży się na powierzchni części, omijając jak gdyby wadę i to nawet wówczas, gdy jest ona całkowicie ukryta pod zdrową warstwą materiału. Wady są łatwe do wykrycia, gdy ich kierunek jest prostopadły do kierunku linii sił pola magnetycznego, natomiast wady równoległe do kierunku linii sił trudno jest wykryć. Dlatego każdy przedmiot bada się zwykle w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach. Doświadczony pracownik zna kierunki pęknięć najczęściej występujących w weryfikowanych elementach. Przyczyn pęknięć powtarzających się w jednakowych częściach należy upatrywać w rozkładzie obciążeń, którym dana część podlega podczas eksploatacji lub-w jej konstrukcji (np. usytuowanie spoin). W takich przypadkach wystarczy część badać jednokrotnie, ustawiając ją od razu w takim kierunku, żeby ewentualne pęknięcia były łatwe do wykrycia.
Metodą ultradźwiękowa polega na badaniu zachowania się fal drgań mechanicznych o dużej, ponadakustycznej częstości (zwykle powyżej 20 000 Hz), zwanych /alami ultradźwiękowymi. Fale ultradźwiękowe podlegają prawom odbicia, przechodzenia i absorpcji. Stosowane są dwie metody badań ultradźwiękowych. Jedna z nich polega na obserwacji wiązki fal przepuszczonych przez badaną część. W miejscu występowania wady wiązka fal przepuszczonych ulega całkowitemu lub częściowemu stłumieniu, co widoczne jest na ekranie odbiornika. Jest to tak.
zwana metoda cienia, gdyż badana część znajduje się między nadajnikiem i odbiornikiem. Druga metoda, częściej stosowana, polega na obserwacji fal odbitych od przeciwległej powierzchni przedmiotu. W tym przypadku nadajnik i odbiornik fal znajdują się po tej samej stronie badanej części. Wiązka fal wysyłanych z nadajnika przechodzi przez badany materiał, dochodzi do przeciwległej powierzchni, odbija się i wraca do odbiornika. Czas przejścia fali od nadajnika do odbiornika zależy od grubości części badanej. Jeżeli w jakimś miejscu wiązka fal napotyka wadę materiału (pęknięcia, niejednorodność), zostaje od niej częściowo lub całkowicie odbita^i dochodzi do odbiornika wcześniej niż wiązka przechodząca przez całą grubość materiału. Jest to wyraźnie widoczne na ekranie odbiornika.
Oprócz omówionych istnieje jeszcze wiele innych defektoskopów. Na przykład do wykrywania wad w spoinach używane bywają indukcyjne defektoskopy wibracyjne. Spotyka się również indukcyjne defektoskopy magnetoelektryczne.
Ze względu na wysoką cenę zastosowanie defektoskopów w zakładach naprawczych jest na razie dość ograniczone. Te zakłady, które mają defektoskopy, wyposażają w nie przede wszystkim działy kontroli jakości, odbierające części nowe, w których częściej spotyka się wady ukryte, takie jak niejednorodności materiału, pęcherze, wtrącenia niemetalowe itp. Należy jednak sądzić, że omówione metody wykrywania wad utajonych będą w przyszłości powszechnie stosowane w badaniach weryfikacyjnych, gdyż od jakości tych badań w dużej mierze zależą koszty napraw.