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無損檢測(cè)技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)再制造中的研究與應(yīng)用

文檔作者：王連宏李曉霞李崢引張雪冬王剛文檔來源：山西柴油機(jī)工業(yè)有限責(zé)任公		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年10月05日
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技術(shù)應(yīng)用
2023年第6期 Mechanical Management and Development No.6,2023
總第242期 機(jī)械管理開發(fā) Tota2l 42
D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2023.06.103
無損檢測(cè)技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)再中的研究與應(yīng)用★
王連宏，車?yán)顣韵迹?，引張雪冬，王?
（山西柴油機(jī)工業(yè)有限責(zé)任公司，山西大同037036)
摘要：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)再制造特點(diǎn)，制定了發(fā)動(dòng)機(jī)再制造工藝流程，提出了再制造零部件的檢測(cè)需求，闡述了無損檢
測(cè)技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)再制造中的作用，針對(duì)磁粉檢測(cè)、熒光檢測(cè)、超聲檢測(cè)以及氣壓檢查等無損檢測(cè)技術(shù)，在某型號(hào)發(fā)
動(dòng)機(jī)關(guān)鍵件再制造中得到了應(yīng)用，取得了顯著效果。
關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)再制造；工藝流程；無損檢測(cè)技術(shù)
中圖分類號(hào)：U472.43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-773X(2023)06-0253-03
0 引言
再制造工程是一個(gè)以產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計(jì)和管
理為指導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為目標(biāo)，以
先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段，來修復(fù)或改造廢舊產(chǎn)
品的一系列技術(shù)措施和工程活動(dòng)的總稱。它主要包
括再制造加工和過時(shí)產(chǎn)品的性能升級(jí)。發(fā)動(dòng)機(jī)作為裝
甲裝備的心臟，當(dāng)使用壽命達(dá)到規(guī)定的摩托小時(shí)后就
要進(jìn)行再制造，在再制造過程中，如何確保發(fā)動(dòng)機(jī)再
制造質(zhì)量已成為軍隊(duì)和企業(yè)共同關(guān)注的核心問題之
一。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)再制造的對(duì)象是舊件,若不對(duì)其零部
件質(zhì)量檢測(cè)評(píng)估就直接進(jìn)行再制造，則難以確保再制
造發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。為此，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)拆解后
的零部件在質(zhì)量鑒定的基礎(chǔ)上，開展零部件再制造前
的失效分析與評(píng)估，是降低再制造成本、提高再制造
效益的前提，而應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)零部件
再制造的質(zhì)量判定，是保障再制造發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命和
工作可靠性的重要技術(shù)途徑。
1無損檢測(cè)技術(shù)
無損檢測(cè)技術(shù)是在不損傷被檢測(cè)對(duì)象的條件下，
利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕荽嬖谒鸬膶?duì)熱、
聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，來探測(cè)各種工程材料、零
部件、結(jié)構(gòu)件等內(nèi)部和表面缺陷，并對(duì)缺陷的類型、性
質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化作出判斷和
評(píng)價(jià)[2]。常用無損檢測(cè)方法有目視檢測(cè)（VT)超聲檢
測(cè)（UT）射線檢測(cè)（RT）、磁粉檢測(cè)（MT）、滲透（著色）
檢驗(yàn)(PT)、渦流檢測(cè)(ET)和氣壓檢查等。除了常規(guī)的
無損檢測(cè)技術(shù)外，無損檢測(cè)還包括了一些已經(jīng)成功應(yīng)
用于工業(yè)中的技術(shù)，例如磁記憶檢測(cè)技術(shù)、微波檢測(cè)、
聲發(fā)射檢測(cè)、磁彈性檢測(cè)、工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)、噪聲檢
測(cè)、激光全息檢測(cè)等[3]
2 再制造流程與需求
發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的典型工藝流程見圖1，主要分8
個(gè)步驟：拆解；清洗；舊件檢測(cè)與評(píng)估；再制造加工；再
制造件質(zhì)量評(píng)估；裝配；整機(jī)測(cè)試；封裝[4]。根據(jù)發(fā)動(dòng)
機(jī)再制造需求，主要針對(duì)附加值較高的曲軸箱、氣缸
蓋、氣缸體、曲軸、連桿、凸輪軸、噴油泵、進(jìn)/排氣門、
驅(qū)動(dòng)齒輪、配氣齒輪、發(fā)電機(jī)、增壓器、進(jìn)/排氣系統(tǒng)
等零部件進(jìn)行再制造，這些零部件在再制造前如果存
在裂紋和表面強(qiáng)度低等缺陷，在未進(jìn)行檢測(cè)就直接進(jìn)
行再制造，將造成工時(shí)浪費(fèi)、成本增加。同時(shí)如果零件
已經(jīng)發(fā)生疲勞而尚未產(chǎn)生明顯的表面裂紋或降低了
表面硬度等，經(jīng)過再制造后雖然恢復(fù)了尺寸精度，但
帶缺陷的再制造件進(jìn)人實(shí)際應(yīng)用，將導(dǎo)致再制造發(fā)動(dòng)
機(jī)服役的安全性和工作可靠性等問題。為此，利用無
損檢測(cè)技術(shù)對(duì)再制造前和再制造后的零部件進(jìn)行嚴(yán)
格檢驗(yàn)，評(píng)價(jià)再制造件的質(zhì)量和性能，對(duì)確保再制造
發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量和可靠性具有重要作用。
拆解清洗舊件檢測(cè)與評(píng)估再制造加工
封裝整機(jī)測(cè)試裝配再制造件質(zhì)量評(píng)估
圖1 典型工藝流程
3 無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)再制造而言，應(yīng)根據(jù)零部件材料和結(jié)
構(gòu)選擇低成本、高效率、高靈敏性、無污染的無損檢測(cè)
方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)非連續(xù)加工、連續(xù)加工的再制造零部件
進(jìn)行實(shí)時(shí)的質(zhì)量控制，快速查出次品，降低生產(chǎn)成本、
提高生產(chǎn)效率[5]
3.1 磁粉檢測(cè)
磁粉檢測(cè)主要在某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、連桿、凸
輪軸、氣缸套、進(jìn)氣門、齒輪、齒輪軸、傳動(dòng)軸等關(guān)鍵件
的再制造前后得到了應(yīng)用，且實(shí)現(xiàn)了100%裂紋檢測(cè)。
實(shí)踐證明，利用磁粉檢測(cè)再制造鐵磁件的裂紋不僅具
有檢測(cè)效率高、操作方法簡(jiǎn)單、再制造成本低、環(huán)境污
染小等優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)于出現(xiàn)的表面缺陷位置、形狀、尺
收稿日期：2022-08-17
★基金項(xiàng)目：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械試驗(yàn)裝置研制技術(shù)服務(wù)（PK2110P024）
第一作者簡(jiǎn)介：王連宏（1964一），男，山西應(yīng)縣人，大專，畢業(yè)于兵器職工大學(xué)，高級(jí)工程師，主要從事發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)制造工藝技術(shù)研究。
·254· 第38卷
機(jī)械管理開發(fā)
jxglkfbjb@126.com
寸和嚴(yán)重程度等均能夠通過目視觀察出來。在實(shí)際應(yīng)
用中，為了提高檢測(cè)靈敏度，應(yīng)選用高磁導(dǎo)率、低矯頑
力、低剩磁等磁特性的磁粉,其粒度一般以小于10～
20μm為原則,形狀應(yīng)由條形、球形和其他規(guī)則形狀
的磁粉混合在一起使用。但磁粉檢測(cè)的靈敏度并非越
高越好，如果過高易檢測(cè)出較多且磁痕堆積的微小缺
陷，造成質(zhì)量分析和評(píng)估困難，導(dǎo)致可利用品有可能
變?yōu)閺U品，從而報(bào)廢，降低了再制造率，增加了再制造
成本。曲軸磁力檢測(cè)見圖2。
圖2 曲軸磁力檢測(cè)
3.2 熒光檢測(cè)
熒光檢測(cè)主要用于排氣門再制造前后的表面和
摩擦焊接處的疲勞裂紋檢測(cè)，即利用滲透礦物油的氧
化鎂粉在紫外線的照射下，通過發(fā)出黃綠色熒光的特
性，使缺陷顯露出來，排氣門熒光檢測(cè)缺陷見圖3。實(shí)
踐證明熒光檢測(cè)對(duì)排氣門在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了100%檢測(cè)
率，使再制造質(zhì)量得到了保證。但在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于
后乳化熒光滲透檢測(cè)，必須嚴(yán)格控制乳化時(shí)間和乳化
劑濃度，才能保證滲透檢測(cè)靈敏度。
圖3 氣門熒光檢測(cè)缺陷
3.3 超聲檢測(cè)
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)未采取任何環(huán)境溫、濕度控制和區(qū)域
屏蔽防護(hù)的情況下，用超聲波硬度計(jì)對(duì)某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)
的關(guān)鍵零部件如曲軸、連桿、凸輪軸、齒輪、進(jìn)/排氣
門、活塞銷、高強(qiáng)螺栓等100余種需要再制造的殼體
類、軸類、盤類等零件進(jìn)行了硬度檢測(cè)。以氣門為例，
硬度檢測(cè)見圖4。實(shí)踐證明，由于避免了對(duì)零件表面
的檢測(cè)損壞，可以降低生產(chǎn)成本，并可在同一批次產(chǎn)
品中抽檢更多的零件，從而提高產(chǎn)品的可靠性[6]。將
超聲波技術(shù)應(yīng)用于零件表面硬度的無損檢測(cè)，硬度
(HRC)測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的誤差在2~3,其檢測(cè)
速度和生產(chǎn)效率不僅大大提高，測(cè)量后的零件表面完
好無損，而且在現(xiàn)場(chǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)再制造零件表面硬度的
無損全檢，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的再制造測(cè)量具有很好的實(shí)用
性。需要指出的是，在使用超聲技術(shù)測(cè)量零件時(shí)，要可
靠且平穩(wěn)地握住探頭，當(dāng)探頭接觸到零件表面上，其
傳感器桿應(yīng)與零件表面垂直，并用適量的力把探頭壓
到試件表面上，此力為能足以把壓頭與試件表面接觸
即可，時(shí)間也不要過長(zhǎng)，否則會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。關(guān)鍵件
測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比見表1。
8:431,2
444
圖4 氣門錐面硬度無損檢測(cè)
表1 測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比
項(xiàng)目凸輪頂HRC曲軸軸頸HVV主連桿表面HB氣缸套內(nèi)孔HRA
標(biāo)準(zhǔn)硬度值≥58 >600 ≥321 >76
測(cè)量硬度值58~60 608~610 325~326 78~80
3.4 氣壓檢查
氣壓檢查主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)再制造前后的曲軸箱、
氣缸體、氣缸蓋、進(jìn)氣管、排氣管等零件的密封性檢
測(cè)，以判斷其腔道、表面等是否產(chǎn)生裂紋。氣壓檢查不
需任何先進(jìn)的儀器，只用一般的專用夾具和具有壓力
的氣體或液體即可完成裂紋的檢查。排氣管氣壓檢測(cè)
裝置見圖5，實(shí)踐證明，采用黏度低的空氣作為檢測(cè)
介質(zhì)進(jìn)行排氣管的裂紋檢測(cè)，操作方便，工藝簡(jiǎn)單，制
造成本低，其靈敏度可達(dá)10-mmHg?L/s，完全能夠滿
足發(fā)動(dòng)機(jī)再制造零件的裂紋檢查要求。但應(yīng)用該方法
時(shí)必須確定有關(guān)工藝參數(shù)，防止誤檢造成零件報(bào)廢，
導(dǎo)致再制造成本增加。另外，當(dāng)零件剛浸人水槽中時(shí)，
會(huì)產(chǎn)生一些非泄漏而引起的氣泡，例如水中已溶解的
氣體，受氣溫等條件的影響而變成氣泡溢出，為了提
高檢測(cè)效果，零件在浸水前應(yīng)將外表面的油污、銹蝕
等雜質(zhì)清理干凈，同時(shí)對(duì)零件剛浸水后引起的氣泡進(jìn)
行清除，以確定在某部位重復(fù)出現(xiàn)泄漏引起氣泡的可
能性。
4 無損檢測(cè)技術(shù)展望
無損檢測(cè)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，即無損探傷
（NDI）、無損檢測(cè)（NDT）、無損評(píng)價(jià)（NDE），無損檢測(cè)
技術(shù)也逐步以無損評(píng)價(jià)來代替無損探傷和無損檢測(cè)。
目前再制造生產(chǎn)中采用的目視觀察和“打水壓”方法，
檢測(cè)缸體缸筒壁是否存在明顯可見缺陷、是否發(fā)生泄
漏（存在穿透性裂紋），而對(duì)于存在的非穿透性裂紋及
圖5 排氣管氣壓檢測(cè)裝置
上接第252頁
Rest ng
(編輯：王婧）
2023年第6期 王連宏，等 無損檢測(cè)技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)再制造中的研究與應(yīng)用 ·255
其裂紋深度、局部應(yīng)力集中等情況無法檢測(cè)，導(dǎo)致再
制造缸體存在安全隱患[8]。以曲軸為例,采用磁粉探
傷檢測(cè)表層是否存在裂紋，而曲軸的內(nèi)部裂紋、應(yīng)力
集中程度和疲勞損傷情況無法檢測(cè)評(píng)估，這也為曲軸
再制造帶來了安全隱患。為了提高再制造質(zhì)量及其服
役可靠性，采用磁記憶檢測(cè)技術(shù)就可對(duì)構(gòu)件的應(yīng)力狀
態(tài)和應(yīng)力集中區(qū)域作出判斷，從而達(dá)到早期診斷的目
的[9]。應(yīng)力變化范圍是影響疲勞壽命的主要因素，而
再制造發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、連桿等關(guān)鍵件因長(zhǎng)期在惡劣環(huán)
境下工作，均存在不同程度的應(yīng)力集中，易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)
機(jī)的安全事故發(fā)生，為此，針對(duì)關(guān)鍵件的應(yīng)力分析和
評(píng)估對(duì)于提升再制造發(fā)動(dòng)機(jī)的安全可靠性和延長(zhǎng)使
用壽命具有重要意義。
總之，發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的無損檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)向質(zhì)量
檢測(cè)全面、自動(dòng)化程度更高、檢測(cè)成本更低、檢測(cè)效率
更快的方向過渡，其中數(shù)字化、智能化、圖像化將是無
損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。
5結(jié)語
根據(jù)再制造設(shè)計(jì)和實(shí)際維修綱領(lǐng)要求，論證了磁
粉檢測(cè)、熒光檢測(cè)、超聲檢測(cè)和氣壓檢查等技術(shù)在某
型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件再制造過程中的應(yīng)用，在質(zhì)量
保證、效率提升和成本降低等方面均取得了顯著效
果。但無損檢測(cè)技術(shù)不是一種“成形技術(shù)”,是不斷發(fā)
展的綜合技術(shù)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)再制造水平的提升和再制
造綱領(lǐng)的增加，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)性地運(yùn)用常規(guī)的無損檢測(cè)方
法基礎(chǔ)上，必須綜合應(yīng)用先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)來滿足
再制造發(fā)動(dòng)機(jī)更高的使用壽命和工作可靠性。
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earch and Application of Non-Destructive Testing Technology in Engine Remanufacturi
Wang Lianhong, Li Xiaoxia, Li Zheng, Zhang Xuedong, Wang Gang
(Shanxi Diesel Engine Industry Co., Ltd., Datong Shanxi 037036)
Abstract: According to the characteristics of engine remanufacturing, the engine remanufacturing process was developed, the inspection
requirements of remanufactured parts were proposed, the role of nondestructive testing technology in engine remanufacturing was elaborated,
and through the application of nondestructive testing technologies such as magnetic particle testing, fluorescence testing, ultrasonic testing
and pneumatic pressure inspection, it was applied in the remanufacturing of key parts of a model engine and achieved remarkable results.
The results were remarkable.
Key words: engine remanufacturing; process flow; nondestructive testing technology
Research on Energy-Saving Control of Inclined Shaft Belt Conveyor for Underground Main
Transportation in Coal Mines
Wu Haibin
(Fenxi Ruitai Energy Group Co., Ltd., Zuoquan Shanxi 032600)
Abstract: The main inclined shaft belt conveyor is a key link in the entire mine transportation system, often characterized by high
transportation load and high energy consumption. Adopting a reasonable energy-saving control system to control the operation of the main
inclined shaft belt conveyor can significantly reduce energy consumption in the underground transportation system. Therefore, a load
monitoring based energy-saving control system for belt conveyors is proposed, which achieves energy-saving and consumption reduction by
controlling the number of driving motors. Analyze the structure, operating rules, and application effects of energy-saving control systems.
After the application of the energy-saving control system, the main inclined shaft belt conveyor not only meets the needs of raw coal
transportation, but also does not bring any impact to the belt conveyor and power grid. The annual electricity cost investment can be directly
reduced by about 425000 yuan, achieving good application results.
Key words: Belt conveyor; Main inclined shaft; Transportation system; Drive motor; Energy Saving

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