表面探傷工藝新方法之柴油機氣閥

1 氣閥失效的原因及表面檢查的必要性

    柴油機氣閥在服役過程中，會因失效而引起停機，造成經濟損失。柴油機氣閥失效主要有以下三方面的原因：第一，由于氣閥不能復位而被活塞撞擊碰斷；第二，閥體原材料材質不良（如表面裂紋、夾雜等），制造加工過程中引起的缺陷（如鍛造裂紋、加工刀痕引起的應力集中并在服役中形成微裂紋）；第三，閥體受到高溫氣流熱應力和腐蝕應力的影響產生微裂紋。

    資料表明，進、排氣閥破裂或燒損嚴重對，曾發生掉下的氣閥碎片打壞氣缸蓋燃燒面和活塞頂面的現象，有時進人排氣管發生打壞渦輪增壓器等重大事故，這些事故既影響安全運行，又造成巨大的經濟損失。

    據分析，裂紋是由邊緣向中心發展的，由于密封面堆焊耐熱硬質合金，在此環帶上僅裂出狹縫，過了此環帶便因氣閥材料耐熱能力低于堆焊材料而有較寬的裂紋，并向中心發展，裂紋越趨狹窄。當裂紋彎向邊緣方向發展對，不久便掉下碎塊。

    表面探傷工藝新方法之柴油機氣閥為防止事故發生，避免不必要的損失，應在每次中修、大修期間，對氣閥進行全面的表面檢查，包括宏觀檢查、表面探傷等。

    目前的表面探傷，一般采用著色滲透探傷和磁粉探傷，這兩種方法因被探測件的形狀不同，在應用中各有特點和局限性。以前對氣閥的檢查只采用著色滲透探傷或僅作表面宏觀檢查，但這樣容易造成漏檢。為準確地檢出氣閥的表面缺陷，筆者嘗試用著色滲透探傷和磁粉探傷相結合的工藝檢測氣閥取得良好的效果。

2 檢測工藝

    著色滲透探傷一般選用便攜式壓力罐探傷劑，磁粉探傷一般選用便攜式磁軛磁粉探傷機。考慮到磁粉探傷需使用磁懸液，清洗困準，所以在對氣閥進行表面檢測時，先安排做著色探傷，然后才做磁粉探傷。

2.1 著色滲透探傷

    采用溶劑型清洗著色探傷劑，一般步驟是：預清洗→滲透→溶劑清洗→顯象→觀察。檢測部位的表面狀況在很大程度上影響著色滲透探傷的質量，因此預清洗時應特別注意必須徹底清除妨礙滲透劑深入的油脂、積炭、氧化皮等附著物。附著物以及殘留在缺陷中的油脂及水分，可用化學方法將氣閥浸泡處理。去除污染物后，用清洗劑對閥體進行清洗，待干燥后噴涂滲透劑并保持濕潤狀態 15~30 min，濕度控制在 15~50℃。滲透后用干布或衛生紙擦拭多余滲透劑，然后再用蘸有清洗劑的布塊或衛生紙向一個方向擦洗，不能用清洗劑噴罐對表面直接噴灑清洗。擦試時禁用棉紗頭，因其細絲碎片容易留在表面上，不易除去，顯象時形成偽顯示，影響檢測效果。

    溶劑型著色探傷的顯示劑為快干式顯象劑。噴涂前，顯象劑噴罐要充分搖動，將顯象劑均勻噴于被檢表面。噴涂時距離控制在 300~400 mm，噴罐傾角與被檢表面成 30~40° 為宜，采用掃描方式，噴涂要勻而薄，以剛好蓋住受檢區為宜。在噴涂顯象劑 7 min 后進行觀察，有缺陷的地方可顯示紅色痕跡，這是由于毛細管作用原理，白色顯象劑將氣閥表面開口缺陷滲入的紅色滲透劑吸附上來，顯示缺陷的真實形狀輪廊痕跡。

2.2 磁粉探傷

    經著色滲透探傷的氣閥，用布擦拭干凈后，即可用便攜式磁粉探傷機對氣閥表面進行磁化。為保證磁粉探傷的靈敏度，一般選用 A30/100 型試片，試片放置在檢測范圍內的邊緣，刻槽面朝被檢表面，隔一定距離放置一試片。為使試片與被檢表面接觸良好，可用透明膠帶將其平整粘貼在被檢件表面上，并注意膠帶不能覆蓋試片上的人工缺陷。磁化時要注意磁軛行走的方向和澆磁懸液的位置，每一被檢區域至少應進行兩次獨立的檢測，這兩次檢測的磁力線方向應大致相互垂直，磁化區每次應有 15mm 的重疊，以便能發現縱向和橫向（周向）的表面及近表面缺陷，并防止漏檢，提高缺陷檢出率。

3 結束語

    著色滲透探傷具有操作簡便、缺陷顯示直觀、表面開口缺陷檢出靈敏等優點，但對在油性、水氣較大的環境中運行的零部件，若表面油脂、積炭等附著物清洗不徹底，則會影響檢測效果；磁粉探傷具有成本低、檢測速度快的優點，而且對近表面缺陷也能清晰顯示出來，但它又受到被檢件的尺寸和形狀復雜程度上的限制。因此，用先著色滲透探傷后再進行磁粉探傷兩道檢測工序的工藝方法，對柴油機氣閥作表面檢查，互補了單獨采用著色探傷或磁探方法的不足，確保檢測質量的可靠性。這種方法圖象顯示清晰直觀，保留性好，靈敏度高，不受被檢件的形狀限制，且使用靈活簡便。筆者除了采用此方法對閥門廠家的柴油機氣閥進行探傷外，還把此方法應用到閥門廠發電機組汽缸內表面、閥門廠電站導軸承軸瓦抗頂塊等部件的表面檢查，均取得了良好的效果。