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第三節(jié) 設(shè)備故障診斷常用方法(下)

三、溫度測(cè)量法

通過溫度測(cè)量可以找出機(jī)件的缺陷并能診斷出各種由熱應(yīng)力引起的故障。

(一)測(cè)溫儀表

分為接觸式和非接觸式兩類。

1.熱電偶(重點(diǎn))

(1)特點(diǎn)：熱電偶與后續(xù)儀表配套可以直接測(cè)量出0 0C～18000 C范圍內(nèi)液體、氣體內(nèi)部以及固體表面的溫度。測(cè)量范圍非常寬，對(duì)象可以是氣體、液體溫度，也可以是固體表面的溫度。

(2)原理：熱電偶是基于熱電效應(yīng)進(jìn)行工作的。

熱電偶由兩根不同材料的導(dǎo)體A，B焊接而成。焊合的一端T為工作端(熱端)、用以插入被測(cè)介質(zhì)中測(cè)溫，連接導(dǎo)線的另一端T0為自由端(冷端)若兩端所處溫度不同，則所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)由儀表指示。熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)與熱電偶的材料、兩端溫度T、T0 有關(guān)，與熱電極長(zhǎng)度、直徑無關(guān)。在冷端溫度T0 不變，熱電偶材料已定的情況下，其熱電動(dòng)勢(shì)只是被測(cè)溫度的函數(shù)。

2.熱電阻溫度計(jì)(重點(diǎn))

(1)原理：

熱電阻溫度計(jì)利用材料的電阻率隨溫度變化而變化的特性，與電橋相配合，將溫度按一定函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為電量。

(2)分類：

按敏感材料的不同，有金屬熱電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體熱電阻溫度計(jì)兩種。常用的金屬熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻等。其結(jié)構(gòu)有普通型熱電阻和鎧裝熱電阻。

3.紅外測(cè)溫儀器(重點(diǎn))

(1)原理：

核心是紅外探測(cè)器，它能把紅外輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋＜t外測(cè)溫儀器是利用紅外輻射原理，采用非接觸方式，對(duì)被測(cè)物體表面進(jìn)行觀測(cè)，并能記錄其溫度變化的設(shè)備。

(2)常用的紅外測(cè)溫儀器：紅外測(cè)溫儀、紅外熱像儀。

①紅外測(cè)溫儀：是紅外測(cè)溫儀器中最簡(jiǎn)單的一種。品種多、用途廣泛、價(jià)格低廉，用于測(cè)量物體 “點(diǎn)”的溫度。

②紅外熱像儀。它能把被測(cè)物體發(fā)出的紅外輻射轉(zhuǎn)換成可見圖像，這種圖像稱為熱像圖或溫度圖。這種測(cè)溫方法簡(jiǎn)便、直觀、精確、有效，且不受測(cè)溫對(duì)象的限制，因此，在溫度測(cè)量中得到比較廣泛的應(yīng)用，并有著寬廣的應(yīng)用前景。

四、裂紋的無損探傷法

裂紋是機(jī)器零部件最嚴(yán)重的缺陷。裂紋可能在原材料生產(chǎn)、零部件加工以及設(shè)備使用等各個(gè)階段產(chǎn)生。

對(duì)設(shè)備零部件裂紋的檢查，主要采用無損探測(cè)法。利用無損探測(cè)技術(shù)不僅能發(fā)現(xiàn)機(jī)件的裂紋，以及腐蝕、機(jī)械性能超差等變化，而且還可以根據(jù)機(jī)件損傷的種類、形狀、大小、產(chǎn)生部位、應(yīng)力水平、應(yīng)力方向等信息預(yù)測(cè)損傷或缺陷發(fā)展的趨勢(shì)，以便及時(shí)采取措施，排除隱患。

有多種無損探測(cè)法供選用，如目視——光學(xué)檢測(cè)法、滲透探測(cè)法、磁粉探測(cè)法、射線探測(cè)法、超聲波探測(cè)法、聲發(fā)射探測(cè)法、渦流探測(cè)法等。

(一)目視—光學(xué)檢測(cè)法

對(duì)于封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部不能直接觀察的零件，主要使用工業(yè)內(nèi)窺鏡進(jìn)行目視——光學(xué)檢測(cè)。

(二)滲透探測(cè)法

使著色滲透液或熒光滲透液滲入機(jī)件表面開口的裂紋內(nèi)，然后清除表面的殘液，用吸附劑吸出裂紋內(nèi)的滲透液，從而顯示出缺陷圖像的一種檢驗(yàn)方法。

(三)磁粉探測(cè)法

根據(jù)探測(cè)漏磁場(chǎng)方式的不同，可將磁性探測(cè)法分為磁粉探測(cè)法、探測(cè)線圈法、磁場(chǎng)測(cè)定法和磁帶記錄法。

磁粉探測(cè)法所用設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，檢測(cè)靈敏度較高，適用于各種形狀的鋼鐵機(jī)件，這種探測(cè)法可以發(fā)現(xiàn)鐵磁材料表面和近表面的裂紋，以及氣孔、夾雜等缺陷。其缺點(diǎn)是這種探測(cè)法不能探測(cè)缺陷的深度。

(四)射線探測(cè)法

x射線和y射線，主要用來探測(cè)機(jī)件內(nèi)部的氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷，當(dāng)裂紋方向與射線平行時(shí)也能被探測(cè)出來。穿透力強(qiáng)，能夠探測(cè)很厚的機(jī)件。

優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)的圖像較直觀，對(duì)缺陷尺寸和性質(zhì)的判斷比較容易，而且探測(cè)結(jié)果可以記錄下來作為診斷檔案資料長(zhǎng)期保存。

其缺點(diǎn)是，當(dāng)裂紋面與射線近于垂直時(shí)就難以探測(cè)出來，對(duì)微小裂紋的探測(cè)靈敏度低，探測(cè)費(fèi)用較高，射線對(duì)人體有害，必須有防護(hù)措施。

(五)超聲波探測(cè)法

可以探測(cè)垂直于超聲波的金屬和非金屬材料的平面狀缺陷。可探測(cè)的厚度大、檢測(cè)靈敏度高、儀器輕便便于攜帶、成本低，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，并且超聲波對(duì)人體無害。

其缺點(diǎn)是探測(cè)時(shí)有一定的近場(chǎng)盲區(qū)、探測(cè)結(jié)果不能記錄、探測(cè)中采用的耦合劑易污染產(chǎn)品等。

(六)聲發(fā)射探測(cè)法

1、基本原理

物體在外部條件(如力、熱、電、磁等)作用下會(huì)發(fā)聲，根據(jù)物體的發(fā)聲推斷物體的狀態(tài)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。

2、特點(diǎn)

(1)探測(cè)時(shí)需要對(duì)設(shè)備外加應(yīng)力;

(2)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，在加載或運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行;

(3)裂紋主動(dòng)參與，提供裂紋活動(dòng)的信息;靈敏度高、覆蓋面大、不會(huì)漏檢;

(4)不能反應(yīng)靜態(tài)缺陷情況。

(七)渦流探測(cè)法

1、原理：

機(jī)件中存在損傷時(shí)，被監(jiān)測(cè)機(jī)件表面的渦流將發(fā)生改變，相應(yīng)的渦流磁場(chǎng)也將改變。

2、特點(diǎn)：

(1)適用范圍廣，適用于導(dǎo)電材料表面或近表面探傷;靈敏度高，可自動(dòng)顯示報(bào)警;

(2)非接觸式;

(3)可用于高溫探傷;

(4)可用于顯示、記錄和成像;

(5)深層缺陷難以探測(cè);

(6)影響因素多;

(7)判斷缺陷的種類、形狀、大小比較困難;

(8)存在邊界效應(yīng)。

五、磨損的油液污染檢測(cè)法

根據(jù)監(jiān)測(cè)和分析油液中污染物的元素成分、數(shù)量、尺寸、形態(tài)等物理化學(xué)性質(zhì)的變化，便可以判斷是否發(fā)生了磨損及磨損程度。常用的方法包括油液光譜分析法、油液鐵譜分析法、磁塞檢查法。

(一)油液光譜分析法：

1、原理：

利用原子發(fā)射光譜或原子吸收光譜分析油液中金屬磨損產(chǎn)物的化學(xué)成分和含量，從而判斷機(jī)件磨損的部位和磨損嚴(yán)重程度的一種污染診斷法。

2、特點(diǎn)：

光譜分析法對(duì)分析油液中有色金屬磨損產(chǎn)物比較適用。 用于早期、精密的磨損診斷。磨屑粒度一般小于10微米。

(二)油液鐵譜分析法：

從油樣中將微粒分離出來，并按照微粒的大小排列在基片上，通過光學(xué)或電子顯微鏡讀出大小微粒的相對(duì)濃度，并對(duì)微粒的物理性能做出進(jìn)一步分析。油液鐵譜分析能提供磨損產(chǎn)物的數(shù)量、粒度、形態(tài)和成分四種參數(shù)，通過研究即可掌握有關(guān)的磨損情況。

(三)磁塞檢查法：

用一個(gè)帶有磁性的金屬棒，直接伸到機(jī)器內(nèi)部潤(rùn)滑油的底部，然后把油泥吸上來，用肉眼來觀察，用于檢查磨損后期磨粒尺寸大于70μm的情況的情況。

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