論鋼包耳軸的探傷工藝

王仿 陳赟 王振

摘 要：鋼包耳軸承載著整個鋼包的重量并且在高溫下作業(yè)，一旦耳軸有缺陷沒有及時發(fā)現(xiàn)將引起極大地安全事故。因此對使用中耳軸的檢測相當(dāng)?shù)谋匾?/p>

關(guān)鍵詞：鋼包耳軸；應(yīng)力裂紋；磁粉檢測；超聲檢測

鋼水包在使用中由于耳軸需要承受鋼包整體重量，在使用中不斷與吊鉤內(nèi)襯摩擦，鋼水包耳軸容易出現(xiàn)劃傷，進而產(chǎn)生微小裂紋。而這些缺陷需要及時檢測出，否則容易造成安全隱患，引起表面裂紋擴散。檢測的方法有滲透探傷法，超聲波探傷法、磁粉探傷法等。其中磁粉較滲透的檢測方法更優(yōu)。在這里我們簡要介紹下耳軸的超聲波和磁粉探傷兩種方法。

1 耳軸中存在的主要缺陷

耳軸的主要缺陷為在鑄造中產(chǎn)生的縮孔、裂紋和夾渣以及在使用中耳軸摩擦副產(chǎn)生相對運動時，軟基材料表面較粗大的凸起由于粘著 磨損而產(chǎn)生脫落，形成較硬的粗大磨粒；同時耳軸表面也由于粘著磨損產(chǎn)生了高硬度的細(xì)小磨粒。兩種磨粒滯留在接觸區(qū)內(nèi)共同參與磨粒磨損。在摩擦副中粗大磨粒承受了大部分載荷，僅有極少部分高硬度細(xì)小磨粒參與磨料磨損。由于粗大磨粒硬度小于耳軸表面硬度。因此粗大磨粒對耳軸磨損作用很小，耳軸磨損速度顯著降低。實踐證明，由于耳軸處于高溫輻射區(qū)，油脂潤滑失效，耳軸磨損相當(dāng)嚴(yán)重，并多次發(fā)生耳軸表面大面積拉傷。在承受交變應(yīng)力的情況下容易產(chǎn)生的橫向裂紋。如果沒有及時檢查發(fā)現(xiàn)并處理這些缺陷很容易引起安全事故。同時耳軸和鋼包的連接處都是直接焊接的，由于受的拉力比較大容易開裂，使耳軸與鋼包的連接不牢固，使耳軸在受力較大時有滑出脫落的危險。

2 在用耳軸的檢測重點——疲勞裂紋

疲勞裂紋的危害程度比較大，在被忽略時輕者使耳軸承載強度降低，嚴(yán)重時甚至?xí)斐啥S的直接斷裂。耳軸的內(nèi)部缺陷（縮孔、裂紋、夾渣等）在不斷承受拉應(yīng)力時可能產(chǎn)生疲勞裂紋，但大多情況下，耳軸表面應(yīng)力集中的部位（如耳軸根部、與軸套摩擦形成的溝等）在交變應(yīng)力下更容易產(chǎn)生疲勞裂紋。如果在使用中沒有檢查或是檢查忽略了這些細(xì)微缺陷，耳軸在重力載荷下容易在裂紋位置直接斷裂，從而造成較大的安全事故。

3 檢測方法的選擇

根據(jù)耳軸的外形尺寸、形狀、表面狀況以及缺陷性質(zhì)（種類、大小、位置、方向等）等確定耳軸的檢測方法。

由于剛產(chǎn)生的疲勞裂紋還沒有深入耳軸內(nèi)部，只存在于表面，因此采用磁軛法進行表面檢測。磁軛的磁極間距應(yīng)控制在75mm～200mm之間，檢測的有效區(qū)域為兩極連線兩側(cè)各50mm的范圍內(nèi)，磁化區(qū)域每次應(yīng)有不少于15mm的重疊。當(dāng)磁痕是形狀清晰，輪廓分明時，線條釬細(xì)證明這是裂紋；當(dāng)磁痕模糊線條寬時，說明是表面機械劃傷。對于耳軸的內(nèi)部裂紋和其他缺陷可以采用超聲波直探頭進行檢測。檢測前應(yīng)對耳軸表面進行打磨，使表面的粗糙度Ra≤6.3μm。檢測面應(yīng)無氧化皮、污物等。如耳軸內(nèi)部無缺陷則反射波直接為底波，如有缺陷則反射波在缺陷位置。檢測時應(yīng)從耳軸的軸向和周向兩個相互垂直的方向進行探測，盡可能的檢測到耳軸的全體積。

4 缺陷的顯示

由于耳軸的受力方向與耳軸的軸向垂直，而疲勞裂紋多與應(yīng)力有關(guān)。因此耳軸上的疲勞裂紋一般在耳軸根部。瓷痕一般中間粗大兩邊逐漸對稱變細(xì)，且裂紋多與耳軸軸向垂直。由于耳軸表面上由于磨粒摩擦多有些劃痕，這種劃痕多事寬而淺的，因此，在做磁粉檢測時一般不會出現(xiàn)明顯釬細(xì)尖銳磁痕。如果有明顯釬細(xì)尖銳磁痕顯示，則說明這些劃傷可能已經(jīng)引起了裂紋產(chǎn)生，需要經(jīng)過打磨后進一步做磁粉檢測進行確認(rèn)。超聲波檢測主要進行耳軸的內(nèi)部檢測。在軸端用直探頭檢測時，如無缺陷時反射波為耳軸的底波，長度等于耳軸的長度，如內(nèi)部有缺陷或是有裂紋時則反射波在缺陷位置，要小于耳軸的長度，而應(yīng)力裂紋多在根部，因此要特別注意受力面的檢測。而從軸面進行檢測時多檢測一些內(nèi)部缺陷（種類、大小、位置、方向等），這些缺陷容易使耳軸的強度降低，從而影響鋼包的安全使用。

5 耳軸的重點檢測部位以檢測實例

我們今年共對安鋼集團煉鐵的180臺鋼包進行檢查，檢查步驟如下：

（1）先把耳軸外的軸套去掉，對磨損比較嚴(yán)重的耳軸用砂輪機進行打磨直至露出光滑的金屬色。如果沒有磨損時就用鋼絲輪進行打磨去除表面的氧化皮和污物等，直至露出光滑的金屬色。

（2）先在耳軸上噴上均勻的反差劑，在用紅磁膏和適量的水（磁粉濃度為10～20g/l，并用A-30/100型靈敏度片測試）調(diào)配好的磁懸液噴灑在磁軛的兩極之間，在噴灑磁懸液之后磁軛需要繼續(xù)通電1～3秒后才可斷開。如有缺陷在反差劑的反襯下會比較明顯的表現(xiàn)出來。必要時可可使用放大鏡進行觀察。

（3）耳軸和鋼包的連接焊縫先進行打磨，直至漏出金屬光澤。然后均勻的噴上反差劑。使磁軛的兩極在焊縫兩側(cè)先與焊縫垂直，在左右與焊縫成45°角進行檢測，從而使裂紋最大化的被檢測出來。

（4）做過磁粉檢測后，用耦合劑均勻的涂滿整個耳軸軸面和端面，用超聲波直探頭進行100%的掃查，同時有不小于15%的覆蓋率，確保不會有漏檢部位。

（5）這一次的檢查結(jié)果為180臺鋼水包共有兩臺有缺陷，一臺根部有細(xì)微裂紋，另一臺耳軸內(nèi)部有鑄造缺陷。

6 結(jié)論

經(jīng)過大量的檢測實踐分析可以得到，應(yīng)使超聲波和磁粉結(jié)合進行耳軸內(nèi)部和表面探傷，可以做到防范于未然，最大可能的把危險不安全因素提前排除。應(yīng)得到廣泛推廣應(yīng)用。

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