用表面波探伤法检查压缩机曲轴的疲劳裂纹

【摘 要】压缩机曲轴运行时受理分析，找出易产生疲劳裂纹的部位及裂纹扩展趋势，确定检测方法及工艺。

【关键词】表面波；疲劳裂；检测方法

在现代工业生产中，特别是化肥行业，使用的压缩机功率都是比较大的，相应压缩机的“心脏”曲轴尺寸也变得很庞大、笨重，结构也较复杂。在日常的维修中，选用何种探伤方式，能快速、准确、方便地测出曲轴在运行中产生的疲劳裂纹，对于企业的安全生产起到至关重要的作用。笔者经过三年多时间的运用表面波探伤法检查压缩机曲轴的疲劳裂纹，取得了满意的效果。具体介绍如下：

1 曲轴的受力分析及检查部位

通过上述分析可知：曲轴轴颈与轴拐的过渡区（下称轴颈R区）承受的载荷最大，同时在该区的横截面周边上的剪切应力和正应力都是最大值。在运行中，轴颈R区的周边上要承受很大的交变载荷，由于R去时尺寸突变部位，造成该区应力集中，在R区的周边上极易形成疲劳裂纹源，并沿截面的中心扩展，达到一定程度曲轴突然断裂。可见R区特别是周边处，是整条曲轴的危险部位。所以曲轴在探伤中该部位应重点检查。

2 探伤方式的选择

从曲轴的受力情况和特点可知，曲轴的疲劳裂纹是在R区的表面起源的，并裂纹为表面开口状。根据裂纹产生的部位及特征选择探伤方式。

（1）磁粉探伤：对于大中型的压缩机曲轴的探伤室不可行的。因曲轴尺寸大、重量重，一般检修都不易吊起，如就此在机座上探伤，轴磁化后较难退磁，同时探伤后的剩余磁粉保留在轴与轴瓦间不易清除，给安全运行带来隐患。

（2）着色探伤：由于压缩机运行中产生的应力和温度，使轴表面的裂纹开口增大，油在高压力作用下，进入裂纹内部，停机后，裂纹开口收缩，同时在表面张力作用下，裂纹的内部便保留了一定内压力的油。故此着色探伤的渗透剂不易渗入裂纹的内部，此法也不适宜。

3 探伤方法

3.1 探测面、探头频率的选择

根据表面波的特点，探测面应选在光洁度较好的曲拐销处。由于大多曲轴材料都是用中碳钢或球墨铸铁制成，材料的晶粒都较细，同时为了发现较小的裂纹，一般可选用较高频率的探头，取2.5MHz或5MHz为宜。

3.2 扫描速度的调节

调节扫描速度是为了更好地发现缺陷和确定缺陷的位置。调节扫描速度时，原则上R区处能在荧光屏中部左右显示出来，同时为能快速测定缺陷的位置，扫描速度最好按1：1的比例调节。方法为：将探头置于需探伤曲轴的曲拐上，并垂直对准曲拐上的棱角，探头的前沿距曲拐棱角40毫米，调节仪器，使该波在荧光屏4的位置上，探头亦自然与棱角垂直，往后移动探头，使探头前沿距棱角80毫米。