Metode de testare nedistructivă pentru o piuliță sferică

Testarea nedistructivă, abreviată în mod obișnuit ca NDT, este utilizată pentru a identifica discontinuitățile materialelor fără a tăia sau a face componenta inspectată inutilizabilă. Pentru o piuliță cu bile, metodele posibile includ testarea vizuală, testarea particulelor magnetice, testarea lichidului penetrant, testarea cu curenți turbionari și testarea cu ultrasunete.

Nu orice metodă este adecvată pentru fiecare piuliță sau lot de producție. Materialul, geometria, starea de tratare termică, tipul defectului, etapa de inspecție și cerințele clientului determină ce metodă trebuie utilizată.

De asemenea, NDT nu înlocuiește inspecția dimensională și funcțională. O piuliță cu bilă poate fi lipsită de fisuri detectabile, dar are totuși dimensiuni incorecte, preîncărcare necorespunzătoare, cuplu excesiv sau circulație slabă a bilei.

Ce defecte pot apărea la o piuliță cu bile?

Defectele luate în considerare în timpul inspecției piulițelor cu bile pot proveni din materie primă, tratament termic, șlefuire, prelucrare, asamblare sau exploatare. Exemplele includ:

• Fisuri de suprafață cauzate de tratament termic sau șlefuire
• Fisuri subterane sau discontinuități ale materialelor
• Pliuri, cusături sau incluziuni în materia primă
• Arsuri de măcinare și supraîncălzire locală
• Pitting sau descuamare pe calea de rulare
• Coroziune, zgârieturi, lovituri sau daune prin impact
• Deteriorări ale componentelor de întoarcere a mingii
• Deformarea flanșei sau defecte de prelucrare

Fiecare metodă de inspecție răspunde la diferite tipuri de defecte. Nicio metodă NDT nu poate detecta fiecare problemă posibilă.

Testarea vizuală

Testarea vizuală, sau VT, este de obicei primul pas de inspecție. Poate fi efectuată cu vedere normală, mărire, iluminare controlată, oglinzi sau un boroscop acolo unde accesul intern permite.

Inspecția vizuală poate identifica:

• Fisuri vizibile și urme de șlefuire
• Zgârieturi, zgârieturi și daune cauzate de manipulare
• Rugina, coroziune și decolorare
• Bavuri în jurul găurilor de flanșă și marginilor prelucrate
• Garnituri, deflectoare, capace de capăt sau tuburi de retur deteriorate
• Pitting și descuamare pe suprafețele accesibile canalelor de rulare
• Elemente de fixare lipsă sau componente asamblate incorect

Suprafața trebuie să fie suficient de curată pentru inspecție. Lubrifiantul, uleiul anti-rugină și contaminarea pot ascunde indicații fine.

Testarea vizuală nu poate detecta în mod fiabil fisurile închise, mici defecte subterane sau discontinuități interne. Căile de rulare interne pot fi, de asemenea, dificil de inspectat după ce piulița cu bile a fost asamblată pe șurub.

Testarea particulelor magnetice

Testarea cu particule magnetice, sau MT, este potrivită pentru materiale feromagnetice. Componenta este magnetizată și particulele magnetice fine sunt aplicate pe suprafața de testare. O discontinuitate de suprafață sau aproape de suprafață perturbă câmpul magnetic și creează un câmp de scurgere care atrage particulele.

MT poate fi eficient pentru detectarea fisurilor fine cauzate de tratament termic, șlefuire sau oboseală. Este adesea mai sensibil la fisurile superficiale din oțelul feromagnetic decât inspecția vizuală obișnuită.

Limitările importante includ:

• Poate fi folosit numai pe materiale feromagnetice
• Orientarea defectului în raport cu câmpul magnetic afectează sensibilitatea
• Geometria complexă a piuliței poate crea indicații irelevante
• Componenta poate necesita magnetizare în mai multe direcții
• Curățarea și demagnetizarea pot fi necesare după testare

Magnetismul rezidual trebuie controlat deoarece poate atrage particule feroase în timpul asamblarii sau exploatării ulterioare.

Testarea cu lichid penetrant

Testarea cu lichid penetrant, sau PT, detectează discontinuități care sunt deschise la suprafață. Un penetrant cu vâscozitate scăzută este aplicat pe o suprafață curată și lăsat să intre în defecte de rupere a suprafeței. După ce excesul de penetrant este îndepărtat, un dezvoltator extrage penetrantul reținut din defect și formează o indicație vizibilă.

PT poate fi utilizat pe multe materiale neporoase, inclusiv pe unele materiale care nu pot fi testate magnetic. Poate dezvălui crăpături fine, rupturi și pori.

Cu toate acestea, nu poate detecta defecte care nu se deschid la suprafață. Suprafața trebuie, de asemenea, curățată temeinic înainte și după testare.

Reziduurile de penetrant nu trebuie să rămână în interiorul căilor de rulare, orificiilor de lubrifiere sau sistemului de întoarcere a bilei. Pentru o piuliță cu bilă de precizie, procesul de curățare și de protecție post-inspecție trebuie definit înainte de selectarea PT.

Testare cu curenți turbionari

Testarea cu curenți turbionari, sau ET, utilizează un câmp electromagnetic alternativ pentru a induce curenți electrici într-o componentă conductoare. Fisurile, schimbările de material și alte discontinuități modifică fluxul de curent și produc o modificare măsurabilă a semnalului instrumentului.

ET poate fi folosit pentru a detecta defectele de suprafață și aproape de suprafață în materiale conductoare electric. Cu un sistem calibrat, acesta poate accepta, de asemenea, sortarea în funcție de diferențele de material sau de starea de tratament termic.

Eficacitatea sa depinde în mare măsură de proiectarea sondei, frecvența testării, standardele de referință și consistența scanării. Căile de rulare a piulițelor cu bile, găurile, marginile flanșelor și suprafețele curbate pot crea semnale legate de geometrie care sunt greu de distins de defectele reale.

Prin urmare, testarea cu curenți turbionari ar trebui să utilizeze o procedură dezvoltată pentru geometria specifică a piuliței și tipul de defect. O sondă de uz general fără o probă de referință reprezentativă poate să nu ofere rezultate de acceptare fiabile.

Testare cu ultrasunete

Testarea cu ultrasunete, sau UT, introduce unde sonore de înaltă frecvență într-o componentă și evaluează semnalele reflectate. Discontinuitățile interne, limitele materiale și peretele din spate reflectă o parte din energia sonoră.

UT este utilizat pe scară largă pentru inspecția internă a pieselor forjate mai mari, a barelor și a altor componente cu geometrie adecvată. Poate fi luată în considerare pentru materia primă de piuliță sferică sau semifabricate de piuliță mai mari atunci când defectele interne sunt o problemă specificată.

O piuliță cu bilă finită este mai dificil de inspectat cu ultrasunete din cauza dimensiunilor sale mici, a suprafețelor curbate, a fileturilor interne, a geometriei flanșei și a caracteristicilor de întoarcere a bilei. Aceste suprafețe produc reflexii multiple și pot limita contactul sondei și rezoluția defectelor.

Pentru multe piulițe cu bile, testarea cu ultrasunete a barei de materie primă sau a semifabricatului nefinisat este mai practică decât testarea piuliței complet asamblate. Fezabilitatea trebuie stabilită printr-o procedură scrisă și un standard de referință adecvat.

Comparația metodelor NDT

NDT nu înlocuiește inspecția dimensională

Metodele tradiționale NDT sunt utilizate în principal pentru a localiza discontinuitățile de material sau de suprafață. Ele nu confirmă dacă piulița cu bile îndeplinește specificațiile sale funcționale.

O inspecție completă a piuliței cu bile poate include, de asemenea:

• Dimensiunile corpului piuliței și a flanșei
• Poziția și diametrul orificiului de montare
• Profilul pistei și precizia geometrică
• Testarea durității suprafeței
• Măsurarea jocului axial sau a preîncărcării
• Măsurare dinamică a cuplului
• Test de circulație a mingii și cursă completă
• Verificări de zgomot, vibrații sau temperatură atunci când este specificat

Unele dintre aceste inspecții sunt nedistructive în sensul general că piulița rămâne utilizabilă, dar nu toate sunt clasificate ca metode NDT la fel ca MT, PT, ET sau UT.

Când ar trebui specificată NDT specializat?

NDT specializat poate fi adecvat atunci când:

• Desenul sau standardul clientului o cere
• O componentă cu risc ridicat tratată termic necesită filtrarea fisurilor
• Un lot anterior a prezentat fisuri sau defecte de material
• Piulița este destinată unei aplicații critice pentru siguranță
• O investigație a eșecului necesită dovezi suplimentare
• Materia primă sau semifabricate de piuliță necesită inspecție pentru defectele interne

Comanda trebuie să definească metoda de inspecție, standardul aplicabil, etapa de inspecție, zona de testare, criteriile de acceptare, cantitatea de eșantionare și cerințele de raport.

NDT trebuie efectuată de personal instruit corespunzător, folosind echipamente calibrate și o procedură scrisă aprobată. Pur și simplu solicitarea „NDT” fără a identifica metoda și criteriile de acceptare nu este suficientă.

Selectarea unui plan de inspecție

Un plan practic de inspecție ar trebui să înceapă cu defectul care trebuie detectat:

• Utilizaretestarea vizualăpentru verificarea stării suprafeței, a manoperei și a asamblarii.
• Luați în consideraretestarea particulelor magneticepentru fisuri fine în materialul piuliței feromagnetice.
• Luați în consideraretestarea penetrantului lichidpentru fisuri de deschidere a suprafeței în materiale curate, neporoase.
• Luați în consideraretestarea cu curenți turbionaripentru screening repetabil de suprafață sau aproape de suprafață atunci când este disponibil un standard de referință adecvat.
• Luați în consideraretestarea cu ultrasunetepentru defecte interne ale materiei prime adecvate sau semifabricate mai mari.

Utilizarea mai multor metode nu produce automat o inspecție mai bună. Fiecare metodă ar trebui să abordeze un risc definit de defect și să aibă un criteriu clar de acceptare.

Inspecția piuliței cu bile înainte de instalare

Pentru o piuliță cu bile standard primită pentru asamblarea mașinii, inspecția practică la intrare începe de obicei cu verificarea modelului, aspectul, dimensiunile de montare și funcționarea lină a șurubului potrivit.

Nu scoateți o piuliță cu bilă din șurubul său fără un manșon de transfer adecvat. Îndepărtarea incorectă poate deplasa bilele sau le poate lăsa să cadă, creând daune care nu erau prezente înainte de inspecție.

Pentru a înțelege sistemul de circulație a bilei care este inspectat, citițicum funcționează un șurub cu bile cu recirculare.

Concluzie

Testarea vizuală, cu particule magnetice, cu penetrant lichid, cu curenți turbionari și cu ultrasunete pot contribui toate la controlul calității piulițelor cu bile, dar detectează diferite tipuri de defecte și au limitări diferite de material și geometrie.

Aceste metode nu ar trebui descrise ca teste de rutină pentru fiecare piuliță cu bile decât dacă specificațiile de producție le impun cu adevărat. Pentru majoritatea comenzilor, inspecția dimensională, verificarea durității, măsurarea jocului axial sau a preîncărcării și testele dinamice de funcționare rămân esențiale alături de orice metodă NDT selectată.

Vizualizați DLYproduse cu nuci bilepentru structurile și dimensiunile piulițelor disponibile.

← Înapoi la DLY Blog