铁路货车轴承外圈如何进行磁粉检测及对缺欠的定性

2022-03-31赵光华张冠军杨斌谢鹏飞

科技创新导报 2022年21期

赵光华张冠军杨斌谢鹏飞

（齐车集团石家庄车辆有限公司河北石家庄 050000）

铁路货车包括敞车、棚车、罐车、平车等，每种车型上都使用着不同型号的轴承，货车运行一段时间后，就会对轴承有不同程度的磨损和损坏，所以，经过一段时间就要对货车进行一次段修或厂修。针对公司货车检修要求，检修轴承时，必须把轴承拆卸下来进行清洗后再进行轴承外圈磁粉检测（见图1）。

图1 轮对轴承位置

1 轴承外圈磁粉检测的方法和所要注意的事项

1.1 磁悬液的配比

轴承外圈探伤使用的磁悬液是由磁粉和油基磁悬液的载液配制而成，油基磁悬液的载液为磁粉探伤专用溶剂油。闪点（闭口）≥94℃，运动黏度≤3.0mm²/s（40℃）、≤5.0mm²/s（5℃）。其他性能应符合该种油的技术条件［1］，轴承外圈探伤用磁悬液配比为非荧光磁粉15～30g/L，磁粉磁悬液的体积浓度为1.2～3.0mL/100mL。根据探伤工作量、季节变化及磁悬液的清洁程度，要求每月进行一次全部更换，磁悬液不得被污染，若污染后应立即更换［2］。

1.2 磁粉探伤前的准备

轴承外圈表面须露出基本金属表面，并擦干净，须无油污、锈垢、毛刺和纤维等杂物。每日上午和下午开工时须进行日常性能校验，使用白光照度仪检测工件探测表面，包括轴承外圈外表面、滚道表面，外圈端面等各处的白光照度都应大于500lx［3］。

1.3 磁化的过程

轴承外圈进行探伤时通电时间为2～3s，停止喷淋磁悬液后应再磁化2次，每次1s，观察横向磁化电流和纵向磁场，应符合磁化规范的要求，退出磁头，手动转动，首先观察轴承外圈外表面有无缺欠磁痕、观察内表面情况，以及两端面部位有无缺欠磁痕。然后，用手指捏住轴承外圈内外表面倾斜45°左右，要避免手套蹭掉两端磁粉，认真观察两端面有无缺欠磁痕，有缺欠的工件应在缺欠部位做好标识（报废）。对合格的轴承外圈进行退磁，应距探伤机1m以外，逐个在其两端面棱角处进行剩磁检查，其剩磁不超过0.3mT（3GS）为合格［4］。

2 缺欠磁痕的分类

2.1 相关磁痕的形成

（1）铁路轴承外圈在进行磁粉探伤，工件上的磁痕显示需要保存下来时，以作为永久性记录时，可采用照相的方法把缺陷磁痕的形状和位置拍摄清楚。货车轴承工件在使用过程中，由于受到反复的交变应力作用，导致工件内部原有的小缺欠或表面带有划伤、内部缩孔等结构，形成疲劳带，从而产生疲劳裂纹（见图2）。货车在运行过程中轴承受到外力的磕碰伤通常就会产生应力集中，这时就会在缺口处释放应力产生裂纹（见图3）［5］。

图2 轴承外侧疲劳裂纹

图3 轴承外侧应力裂纹

（2）铁路货车在运行过程中轴承在受交变应力的作用下，在检修作业时，容易出现的裂纹属于疲劳裂纹；在工件的孔边缘和截面突变等轴承的侧表面位置，进行磁化后，在光照下可明显观察出疲劳裂纹的特点（见图4）是轴承外圈侧表面放大的毛细裂纹。

图4 轴承侧面裂纹

（3）轴承外圈内外侧贯通裂纹，呈现与滚珠平行状裂纹，长短不一，边缘参差不齐，方向平行于受力方向，具有中间粗、两头尖、长短不一的特点（见图5）。在无损检测时，磁痕浓密而清晰，呈现出缺欠两头呈尖角；若擦掉磁痕，裂纹缺欠目视可见或者不清晰，在10 倍的放大镜下，裂纹可清晰可见，还有些缺欠呈不规则形态（见图6），是磁粉检测中轴承外圈内侧表面裂纹的磁痕显示，可明显观察到边缘参差不齐、磁痕呈现放射性所具备的典型特点［6］。

图5 轴承贯通裂纹

图6 轴承内侧裂纹

2.2 干扰因素

干扰因素分为非相关显示和伪显示。非相关显示不是真正的缺陷，因此对工件不会构成危害，但是它与相关显示容易混淆，很容易造成误检［7］（见图7）。伪显示（假缺陷磁痕）是非漏磁场形成的，其产生的原因：首先，工件表面粗糙滞留磁粉而形成，其特征是磁痕轮廓不清；其次，工件表面不清洁黏附磁粉形成的磁痕显示，其特征是磁粉堆积松散，清理干净后，重新检测该显示不再出现。在湿法检测中，磁悬液中的纤维物线头黏附磁粉滞留在工件表面上（见图8），容易引起误判，因此，干扰因素具有轮廓不清晰、磁粉聚集松散等特点。