Kiểm tra siêu âm lớp lót ổ trục Babbitt

Ứng dụng

Kiểm tra liên kết giữa lớp lót ổ trục kim loại Babbitt và vỏ ổ trục bằng thép hoặc đồng và đo độ dày của lớp lót.

Bối cảnh

Kim loại Babbitt lần đầu tiên được tạo thành vào năm 1839, là hợp kim của thiếc hoặc chì, đồng và antimon thường được sử dụng làm bề mặt tiếp xúc lăn trong ổ trục ma sát do hệ số ma sát thấp, khả năng chịu tải và bôi trơn tốt và khả năng chống mài mòn. Ổ trục Babbitt thường bao gồm một lớp Babbitt tương đối mỏng được đúc trên lớp vỏ bằng thép hoặc đồng thau tạo nên độ bền kết cấu. Liên kết tốt giữa lớp lót Babbitt và lớp vỏ bằng thép hoặc đồng thau cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động và độ dày của Babbitt cũng thường được quan tâm khi kiểm tra bảo dưỡng. Liên kết và độ dày của Babbitt có thể dễ dàng được kiểm tra bằng máy dò khuyết tật siêu âm nếu độ dày lớp Babbitt lớn hơn 0,2 mm (0,008 in.).

Thiết bị kiểm tra lớp lót ổ trục Babbitt

Các thiết bị siêu âm khuyết tật của Olympus có thể được sử dụng cho việc kiểm tra. Bao gồm các thiết bị EPOCH ® 6LT và EPOCH 650. Có thể sử dụng các đầu dò siêu âm tiếp xúc trực tiếp hoặc đầu dò với nêm trễ đã chọn như mô tả trong quy trình ở dưới đây.

Quy trình kiểm tra

(a) Kiểm tra liên kết từ bề mặt ngoài của ổ trục

Trong trường hợp bề mặt ngoài của vỏ ổ trục có thể tiếp cận được và đồng tâm với đường kính trong (ID), quy trình đơn giản nhất là kiểm tra từ bên ngoài bằng đầu dò tiếp xúc nhỏ, thường nằm trong dải tần từ 10 MHz đến 2,25 MHz. Các lựa chọn phổ biến bao gồm đầu dò V112-RM (10 MHz), V110-RM (5 MHz) và V106-RM (2,25 MHz). Nếu lớp lót có liên kết tốt, có thể thu được một xung phản xạ nhỏ từ ranh giới vỏ/lớp lót và tiếp theo sau là xung phản xạ lớn hơn từ ID lớp lót. Nếu lớp lót bị bong tách hay mất liên kết, sẽ chỉ có một xung phản xạ lớn từ bề mặt bên trong của lớp vỏ.

Các dạng sóng bên dưới cho thấy phản hồi điển hình từ lớp lót Babbitt 2 mm (0,080 in.) bên trong vỏ thép 17,75 mm (0,700 in.), sử dụng đầu dò tiếp xúc V112-RM. Trong ví dụ dạng sóng phản hồi bên dưới, bên trái, xung phản xạ nhỏ nằm trong cổng đo đỏ (A) theo sau là xung phản xạ trong cổng xanh (B) biểu thị trạng thái liên kết tốt. Trong dạng sóng bên phải, xung phản xạ đầu tiên lớn hơn nhiều trong cổng đỏ và không có xung phản xạ trong cổng xanh biểu thị trạng thái không liên kết.

(b) Kiểm tra liên kết từ bề mặt bên trong của ổ trục

Liên kết lớp lót của ổ trục cũng có thể được kiểm tra từ ID bằng cách sử dụng đầu dò nêm trễ có đường kính nhỏ, thường có băng thông rộng được tạo mặt cong để phù hợp với độ cong ID giúp tiếp xúc tối ưu. Dải tần số từ 20 MHz đối với Babbitt rất mỏng (dưới 0,5 mm [0,020 in.]) đến 2,25 MHz đối với Babbitt dày (5 mm [0,200 in.] trở lên). Các lựa chọn phổ biến bao gồm đầu dò V208-RM (20 MHz), V202-RM (10 MHz), V206-RB (5 MHz) và V207-RB (2,25 MHz) có nêm trễ bán kính cong lồi. Kiểm tra từ mặt bên trong dựa trên cả pha và biên độ phản xạ. Nếu Babbitt vẫn được liên kết tốt, sẽ có phản xạ cực dương từ ranh giới lớp lót/vỏ. Nếu Babbitt bị bong tách hay thiếu liên kết, phản xạ sẽ là xung âm và biên độ lớn hơn đáng kể. Điều này là do trở kháng âm thanh tương đối của hai kim loại. Các dạng sóng bên dưới cho thấy phản ứng điển hình từ lớp lót Babbitt 2 mm (0,080 in.) bên trong vỏ thép, sử dụng đầu dò nêm trễ V202-RM. Trong dạng sóng bên trái, xung phản xạ dương nhỏ trong cổng biểu thị trạng thái liên kết. Trong dạng sóng bên phải, xung phản xạ lớn hơn nhiều theo sau là nhiều phản xạ biểu thị trạng thái không liên kết.

(c) Đo độ dày còn lại của lớp Babbitt

Độ dày Babbitt có thể được đo từ đường kính bên ngoài hoặc bên trong. Đo độ dày sử dụng cùng một đầu dò như khi kiểm tra liên kết và có thể được thực hiện đồng thời. Dạng sóng bên dưới cho thấy phép đo độ dày điển hình từ ID của ổ trục. Lưu ý rằng kim loại Babbitt rất mềm và do đó có vận tốc sóng âm rất chậm — thường ở khoảng 3350 m/giây (0,1315 in./µs) đối với hợp kim Babbitt gốc thiếc và khoảng 2285 m/giây (0,0900 in./µs) đối với Babbitt gốc chì.

Để biết thêm thông tin về kiểm tra ổ trục lót Babbitt hoặc các ứng dụng kiểm tra siêu âm, hãy liên hệ với VISCO.