Контроль деталей подшипников качения методами магнитно-люминесцентной и люминесцентной дефектоскопии

Области, в которых используется оборудование:

• объекты горнорудной промышленности;
• объекты железнодорожного транспорта;
• оборудование металлургической промышленности;
• оборудование нефтяной и газовой промышленности;
• оборудование взрывопожароопасных
  и химически опасных производств;
• объекты хранения и переработки зерна;
• объекты угольной промышленности;
• оборудование электроэнергетики;
• сельскохозяйственная техника;
• авиакосмическая отрасль;
• подъёмные сооружения;
• автомобилестроение;
• судостроение;

и другие.

Центр внимания

Работая в условиях трения качения, подшипники испытывают циклические нагрузки. Поэтому необходимо контролировать
не только точность размеров, твёрдость и качество поверхности подшипника, но и его прочность. К снижению прочности
ведут искомые дефекты: несплошности и неоднородности материала, ухудшающие стойкость к усталостному разрушению подшипника. Поэтому пристальное внимание уделяется рабочим поверхностям деталей подшипника 
— они влияют на эффективность и надежность всего узла.

Основная задача

Состояние эксплуатирующихся подшипников оценивают с помощью виброанализаторов. В процессе производства
подшипников контроль качества после сборки оценивают в испытательных стендах вибродиагностики.

Даже на отлаженном производстве могут встречаться неточность размеров, несоответствие чистоты поверхности,
а также дефекты макро- и микроструктуры. Последние являются довольно опасным несоответствием, приводящим
к аварийному выходу из строя подшипника или даже к разрушению целых механизмов.

Основная задача: предупредить появление брака и обеспечить контроль качества отдельных деталей подшипника
до сборки, чтобы исключить пропуски дефектных деталей в сборочное производство и тем более в готовую продукцию.

Особенности

Разнообразие видов и составных деталей подшипника. Большой сортамент материалов: различные марки стали
(8Х4В9Ф2-Ш, 95Х18-Ш, ШХ-15-Ш и др.), цветные сплавы, магниевые чугуны. Огромная номенклатура типоразмеров
используемых подшипников во всех выше обозначенных областях промышленности,
производящихся довольно крупными тиражами.

Сложности оценки качества деталей подшипника неразрушающим методом

• Выявление мелких несплошностей размером < 0,5 мм, т.е. меньше, чем выявляются при осмотре невооруженным взглядом.
• Выявление дефектов находящихся в приповерхностном слое, но не выходящих на поверхность,
  то есть также скрытых от любого визуального осмотра.
  
  

Какую нормативную документацию используем

• ГОСТ 520-2011 Подшипники качения. Общие технические условия.
• ГОСТ 3395-89 Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения.
• ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования (с Изменениями N 1, 2).
• ГОСТ 1 90282 -79 Качество продукции. Неразрушающий контроль. Капиллярные методы.
• ГОСТ Р 56512-2015 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Типовые технологические процессы

Какие дефекты ищем

Выявляем любые приповерхностные несплошности и /или поверхностные несплошности. 

Логика выбора метода контроля

Наружным осмотром,
при необходимости с помощью лупы, проводится тщательная проверка деталей подшипника: колец, беговых дорожек, шариков,
роликов, сепараторов.

При наличии трещин, цветов побежалости, следов защемления, выкрашивания, шлифовочных прижогов — выявляют
после травления —  отслаивания, шелушения, раковин, а также царапин или глубоких рисок на беговых дорожках, шариках или роликах, надломов, сквозных трещин на сепараторе подшипники выбраковываются.

Однако мелкие поверхностные и подповерхностные дефекты могут
остаться незамеченными. Для выявления
таких дефектов подходят методы магнитопорошковой дефектоскопии; люминесцентной капиллярной дефектоскопии т.к. обладают улучшенной чувствительностью контроля, гарантируют индикацию дефектов с раскрытием от 1 мкм.

Осмотр подшипника качения

Ферромагнитные элементы, которые могут быть намагничены конструктивно и физически
— из материала с однородными магнитными свойствами и магнитной проницаемостью µ >40 — контролируются
методом магнитной или магнитно-люминесцентной дефектоскопии. Не удовлетворяющие этому требованию части и компоненты,
в нашем примере это сепараторы, контролируются методом капиллярной люминесцентной дефектоскопии.

Для минимизации использования ручного труда и повышения производительности используют линии
с автоматизацией перемещения деталей по участку контроля.

Линия (участок) МПД должен удовлетворять чувствительности контроля по НТД, например, по ГОСТ Р 56512-2015.
Линия люм-КД должна удовлетворять чувствительности контроля по НТД, например по ГОСТ 18442-80.

Подбор оборудования и расходных материалов

Линии и участки контроля разрабатываются и изготавливаются по ТЗ заказчика. Расходные материалы выбираются,
исходя из чувствительности контроля и технологичности применяемых индикаторных и очистительных расходных материалов.
Параметры в качестве примера:

Участок МПД на базе магнитного дефектоскопа UNIMAG 600 AC/AC обеспечивает контроль данного перечня продукции,
включая кольца максимальным диаметром до 240 мм в соответствии с ГОСТ Р 56512-2015.
Для выявления различно ориентированных дефектов используют:

• проведение комбинированного намагничивания (одновременно циркулярного и продольного);
• проведение циркулярного и продольного намагничивания по отдельности;
• использование флуоресцентной или черной магнитной суспензии.

Шероховатость поверхности Ra = 0,8…6,3

Линия LPM300 удовлетворяет нормам ГОСТ 18442-80, ОСТ 1 90282. Линия также соответствует EN 571, ASTM E 1417.

Ход контроля. Схема, процесс.

Пример участка МПД и ход процесса контроля.

Пример линии люминесцентной капиллярной дефектоскопии

Линия LPM 300 состоит из рабочих позиций: столов, ванн, кабин и сушек.

Все технологические параметры и протокол контроля записывает оператор линии или автоматическая система контроля
и архивирования (опция).

Детали помещаются в корзины 550 х 550 х 100 мм. Внутренний размер ванн с технологической оснасткой внутри ванны
составляет 650 х 650 х 600. Объем ванн ориентировочно 300 л. Движение корзин производится по роликовым дорожкам
с фиксацией в центре рабочих позиций.

Загрузка и выгрузка из отдельных ванн производится подъемно-опускными платформами, т.е. лифтами.
Там, где необходимо, ванны имеют ручные крышки.

№	Название этапа	Описание
	-	Стол подачи деталей в движение по роликовой трассе
	УЗ обезжиривание	Погружение в ванну с термостатом, таймером, генератором 25 кГц 400 Вт и подъемной платформой на роликовую трассу
	Промывка (1)	Погружение в ванну с термостатом, таймером, барботажем, автоматом долива деминерализованных вод и подъемной платформой
	Травление	Погружение в ванну с термостатом, таймером, циркуляцией раствора и подъемной платформой
	Промывка (2)	Погружение в ванну с термостатом, таймером, барботажем, автоматом долива деминерализованных вод, пистолетом ручного полива и подъемной платформой
	Сушка (1) и Сушка (2)	(2) Проед через роликовый туннель с конвекционной системой нагрева до 130°С и таймером
	Охлаждение	Стол с двумя участками на две корзины и вентиляторами охлаждения
	Пенетрация	Погружение в ванну с термодатчиком, таймером и подъемной платформой
	Выдержка пенетрации	Выдержка на столе с корзиной и ванной для стекающего пенетранта
	Промывка (3)	Погружение в ванну с таймером, барботажем, подводом воды из закрытого контура очистки и подъемной платформой
	Эмульгация	Погружение в ванну с эмульгатором, барботажем, таймером со световой и звуковой сигнализацией и подъемной платформой
	Промывка (4)	Погружение в ванну с термостатом, таймером, барботажем, подводом и отводом воды, промывочным пистолетом подъемной с манометром, воздушным пистолетом с манометром и подъемной платформой
	-	Транспортный стол
	Сушка (3)	Помещение корзины в камеру с термостатом, вентиляторами, таймером, световой и звуковой сигнализацией
	Проявитель	Помещение в кабину с вытяжкой, фильтром, таймером, вентилятором и системой автоматического дозированного вихревого нанесения проявителя
	Обдув проявителя	Обдув объекта воздушным пистолетом на столе с занавесом, вытяжкой, фильтром и роликовой трассой
	Инспекционная кабина	Осмотр объектов на поворотном столе в кабине с занавесом, освещением УФ лампы, освещением белым светом, вентиляцией и роликовой трасой
	Промывка (6)	Погружение в ванну с термостатом, таймером, барботажем, автоматическим доливом деминерализованных вод и подъемной платформой на роликовую трассу
	Стол	Помещение корзины на стол с воздушным пистолетом и поддоном для стекания жидкости.

Полученные результаты

Участок контроля МПД соответствует требованиям завода изготовителя и чувствительности контроля по ГОСТ Р 56512-2015.

Линия люминесцентной капиллярной дефектоскопии LPM 300 с пенетрационной системой ЛЮМ-33ОВ,
очистителем на водной основе и сухим проявителем обеспечивают 1 класс чувствительности по ГОСТ 18442-80.
Чувствительность может быть изменена заменой пенетрационной системы применяемых материалов.

Производительность контроля линии люминесцентной капиллярной дефектоскопии - до 500 деталей в смену
при такте линии 30 минут.

Выводы