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巴氏合金标准
河北国源电力设备有限公司
DB7.18.1.2-1996
代替DB7.18.1.2-86
汽轮机轴承锡基合金层技术条件
全册
1996年9月发布
技术科发布
编号DB7.18.12-1996
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河北国源电力设备有限公司标准
汽轮机轴承锡基合金层技术条件
DB7.18.1.2-1996
代替DB7.18.1.2-86
1、
范围
本标准规定了汽轮机轴承锡基合金层的技术要求,操作人员的考核、测试、检验规则、验收和交货要求。
本标准试用于汽轮机轴承和油封环上锡基轴承合金层铸造质量的评定。
2、引用标准
JB/T4272汽轮机锡基合金轴瓦技术条件
GB231金属布氏硬度试验方法
GB12948滑动轴承双金属结合强度破坏性试验方法
GB/T1174铸造轴承合金
ZBJ04003控制渗透探伤材料质量的方法
QJ1268着色渗透探伤方法
JISH5401巴氏合金(白金属)
3、术语
3.1着色渗透探伤迹痕
3.1.1圆状迹痕
迹痕的长度与宽度之比小于3。
3.1.2线状迹痕
迹痕的长度与宽度之比大于或等于3。
3.1.3单个迹痕
除孤立的一个迹痕外,凡两个相邻的迹痕,其边缘的间距小于或等于2mm时,这两个迹痕的外包络线亦构成单个迹痕。
4、技术要求
4.1化学成分和硬度
铸造锡基合金的化学成分和硬度要求如表1规定。
注:
1、凡超出表1规定时,应按与需方的协定执行。
2、对于其他铸造轴承合金材料的化学成分和硬度要求按与需方的协定执行。
4.2浇注质量
4.2.1浇注层以及浇注层与衬背结合处,受检查部位的表面粗糙度应达到。
4.2.1.1目测检查要求(可采用放大镜辅助观察)
4.2.1.1.1表面不允许有裂纹、冷隔。
4.2.1.1.2下列缺陷允许存在:
a)直径小于0.5mm,深度小于0.5mm
b)直径小于1.0mm,深度小于缺陷处锡基合金层厚度的1/3,而且不超过1mm,每200cm面积内不可超过1个。
若同一表面出现两个缺陷时,其中心距应大于10mm。
注:
缺陷直径:
实际缺陷外廓尺寸最大值。
4.2.1.2着色渗透探伤要求
4.2.1.2.1着色渗透探伤检查锡基轴承合金浇注层的表面没有裂纹迹痕,浇注层与衬背结合处应没有超过4.2.1.2.2条和4.2.1.2.3规定的线状迹痕。
4.2.1.2.2着色渗透探伤的要求按表2规定的C组执行。
但需方亦可按轴承的工况要求另行选用,同一轴瓦的不同部位可采用不同的要求,选定后应在图样或技术文件中注明。
标明方法可按附录B(补充件)中的B9条的规定。
4.2.1.2.3若在同一结合长度上有两个迹痕,则其间距应大于较长迹痕长度的五倍。
若不能满足上述要求,但两个迹痕和其他间距的累计值未超过表2规定时,仍可认为合格。
4.2.1.2.4着色渗透探伤的要求亦可按需方的协定执行。
表1
(1)
牌
号
主要成分
杂质含量
(2)<%
硬度(3)
铸造温度
(℃)
Sb
Cu
Ni
Cd
As
Sn
Pb
Fe
Al
Zn
Bi
As
总量
HBS不小于
ZSnSb11Cu6
10.0
-
12.0
5.5
-
6.5
--
--
--
余
量
0.35
0.1
0.01
0.01
0.03
0.1
0.55
27
440
-
460
ZSn12Cu6Cd1
10.0
-
13.0
4.5
-
6.8
1.3
-
0.6
2.1
-
1.6
1.4
–
0.7
余
量
0.15
0.1
0.05
0.05
--
--
<0.15
34
440
-
545
WJ2B
7.5
-
9.5
7.5
-
8.5
--
--
--
余
量
0.5
0.05
0.01
0.01
0.08
0.1
--
27
490
-
520
注:
(1)表1所列均为单独浇注试样的测定值。
试样金属型尺寸如附录A(补充件)所示。
(2)除铅和铁需考核外,其余杂质含量一般不考核,但供方必须保证其原材料的杂质含量不超过表1的规定。
(3)硬度测试时,在10-35℃温度范围内,用直径10mm钢球,在2.45KN(250Kgf)试验力作用下,保持60s。
表2
缺陷组别
边缘带1)
迹痕的累计长度
占该边缘长度的
百分比(%)
<
单个迹痕
mm
≤
A
0
0
B
1
5
C
2
10
D
4
20
注:
1)边缘带系指衬背到锡基轴承合金可见的过度部位。
对于径向轴承、油封环或推力环的边缘长度系指同一
表面或中分面上边缘带的长度;对于推力瓦块或可倾瓦
块的边缘长度系指单个瓦块的周长。
4.2.1.3超声波探伤要求
4.2.1.3.1超声波探伤要求按表3规定的C组执行。
但需方亦可按轴承的工况要求另行选用,同一轴承达的不同部位可采用不同的要求,选定后应在图样或技术文件中注明。
标明方法可按附录B(补充件)中的B9条的规定。
表3
缺
陷
组
别
结合处1)
边缘带2)
单个缺陷面积
mm2
<
全部缺陷面积所占浇注面积的百分比%<
缺陷的累计长度占该边缘长度的百分比%<
单个缺陷的长度mm
<
A
0
0
0
0
B1
0.75b
1
1
5
B2
2b
1
1
5
C
2b
2
2
10
D
4b
5
4
20
注:
1)结合处系指单件径向轴瓦或油封环上整个、连续的实际结合面。
“b”的单位是mm,系指径向轴瓦,油封环等的有效宽度,以及
推力瓦块或环的宽度。
详见附录B(补充件)中的图B1、B2、
B3和B4。
若单个缺陷面积所占的百分比已超过表中规定全部缺
陷面积所占的百分比时,则以后者来规定。
2)边缘带系指衬背到锡基轴承合金可见的过度部位。
对于径向轴瓦、
油封环或推力环的边缘长度系指同一表面或中分面上边缘带的长
度;对于推力瓦块或可倾瓦块的边缘长度系指单个瓦块的周长。
4.2.1.3.2超声波探伤的要求亦可按与需方的协定执行。
4.2.2金相
锡基合金层金相的取样部位和验收要求,应在图样或技术文件中注明。
亦可按与需方的协定执行。
4.2.3结合强度
锡基合金层结合强度的取样部位和验收要求,按与需方的协定执行,并在图样或技术文件中注明。
4.2.4特殊要求
除上述要求外,若需方提出其他要求时,经与需方协商后,在图样上注明。
4.3缺陷的修补
修补后的合金层仍应符合本技术条件的各项要求。
4.4轴承的编号和记录
4.4.1需方应在图样上注明锡基合金轴承的编号方式和部位。
4.4.2凡需编号的锡基合金轴承均应敲上编号的硬印。
无法敲硬印的轴瓦则应附有标签,标签上应写明编号。
4.4.3各编号应有对应的记录备查。
记录的内容应包括上述各项要求实测的资料。
5操作人员的考核
5.1修补锡基合金轴承衬背的焊工应通过考核,并取得合格证。
5.2锡基合金轴承衬背的清理和锡基轴承合金浇注工人的考核方法由人劳处制订。
5.3锡基轴承合金的修补焊工的考核方法由人劳处制订。
5.4着色渗透探伤和超声波探伤工作人员应有其他相应的“技术资格证书”。
6测试
测试仪器应按工厂的规定做定期检定。
需方有异议时,可请双方认可的第三方仲裁。
7检验规则
7.1化学成分
7.1.1当原材料、配料以及熔炼方法一致时,第一炉次应做成分分析,每炉取三个试块。
分别取自熔炼坩埚上、中、下三个部位。
三个试块的化学成分均应符合图样或技术文件上规定的合金牌号的要求。
7.1.2化学分析抽样的频率:
每批新进厂的炉料及回炉料投用后均需要进行抽验。
抽验不合格时,则该批炉料所浇注的锡基轴承合金的成分均被认为不合格。
7.1.3试块上取样部位应无表层氧化膜和渣子。
7.1.4若测试结果不合格时,则可复试一次。
7.2硬度
7.2.1在取化学分析试块的同时,取硬度试块,测试硬度。
布氏硬度的测试方法应按G231的规定。
7.2.2布氏硬度抽验的频率:
每种牌号的合金投用后均应做一次以上的硬度抽验,亦可按与需方的协定进行抽验。
7.2.3若试样存在铸造缺陷或由于测试不当,造成测试结果不合格时,可重新测定。
7.3目测
在正常的视力条件下进行检验。
7.4着色渗透探伤
着色渗透探伤应按ZBJ04003和QJ1268的规定。
7.5超声波探伤
超声波探伤应按附录B(补充件)的规定。
7.6金相
若有要求,按与需方的协定进行检验。
7.7结合强度
若有要求,按与需方协定的要求及方法进行检验。
7.8修补
7.8.1修补的材料应与轴承要求的合金材料相一致。
对于用WJ2B浇注的合金层应采用特定的成分WJ2B焊料进行补焊,补焊区域的金相及硬度应符合DZ7.18.1.32-93及DH5.3-93的相应规定.
7.8.2每修补一层应放大10倍检查,修补部位不应有裂纹。
若有裂纹应凿去裂纹部位的材料,再重焊。
7.8.3修补过程中应有检验人员现场检验。
修补结束后,应按4.2.1.1条、4.2.1.2和4.2.1.3条的要求重新检验。
7.9其他项目
7.9.1锡基合金轴承应按本标准4.4条的要求编号和记录。
7.9.2按图样或技术文件规定作其他项目的检验。
8验收和交货
8.1检验
8.1.1锡基合金轴承符合本标准时,可认为铸造质量合格。
8.1.2若某些检验结果不符合本标准,但不影响使用性能和使用期限,则可办理回用手续,提交需方认可。
8.1.3经需方验收过的锡基合金轴承,在保用期间发现不符合本标准或不能胜任工况要求时,仍可作废,但后者应由供需双方协商解决。
若有争议,可提交质量监督部门仲裁。
8.2交货
8.2.1合格的锡基合金轴承应有检验合格的标记或标签。
在该标记或标签上应有检验人员代号的印章。
8.2.2交货的锡基合金轴承应附有检查记录的编号。
8.2.3锡基合金轴承的包装应符合需方的要求。
8.2.4需方有要求时,应提供锡基合金轴承的质量合格证书。
质量合格证书上应有检验部门和负责人的签章。
附录A
铸造锡基轴承合金的硬度试块
本附录参照采用GB/T1174。
A1硬度试块的金属型尺寸如图A1
图A1
A2硬度试样厚10mm,测试部位的表面粗糙度应达到
附录B
汽轮机锡基合金轴承的超声波探伤
本附录参照采用ISO4386-1:
1992《滑动轴承----金属复层滑动轴承----第一分册:
无损超声探测结合情况》。
B1适用范围
本附录规定了超声波探测方法,用以确定锡基轴承合金及其衬背之间的结合情况,即利用声波反射能量评定结合面的质量。
本附录适用于探测锡基轴承合金厚度不小于0.5mm的轴承。
但超声波探测仅能对结合情况定性,它对设计结构具有高低不平的结合面以及轴承的边缘部位不能测得确切的反射波,就使它在应用上具有一定的局限性。
B2符号
本附录的图中采用如下符号:
IS----输入信号
BE----结合面回波
WE----背面回波
RE----基准加波
B3探测仪器
B3.1超声波探伤仪
本探测工作应使用检波的A型显示的超声脉冲回波探伤仪。
一起应具备有分贝读数刻度的衰减器和可调的时机范围。
抑制和深度增益功能应切断。
B3.2探头
对应于轴承合金层的厚度,衬背的厚度和材料所选用探头的尺寸、频率和形式,见表B1。
对于薄的轴承合金层,在示波屏上无法分辨输入信号和结合面信号时,必须用较高频率的双晶片探头。
B3.3时基范围
时基范围应调整,使相应的标准试块上至少可获得两次结合面回波。
该标准试块上应有一层轴承合金,它只有一部分和衬背材料良好结合,而其他部分和材料没有良好结合。
标准试块所用的材料和厚度应与被检轴承相同。
表B1探头的选用
轴承合金层厚度
mm
衬背厚度(钢)*1)
mm
探头直径
mm
探头频率
MHz
探头形式
>2
20-250
10-30
2-5
单晶片
1-3
5-50
10-15
4-6
双晶片
0.5-3
1-25
6
10
双晶片
注:
1)对于铸铁,最大值乘上系数0.5;对于青铜,最大值乘上系数0.3-0.2
B4准备工作
B4.1探测表面(滑动表面)的准备
B4.1.1探测表面的状态
探测部位的表面粗糙度应达到
B4.1.2探测表面的清洁工作
加工后,应用合适的清洁剂去除赃物和油。
必要时,可用清洁的纸或布擦干加工表面。
B4.2超声波扫查
探测锡基合金轴承,可用接触法扫查(轻机油做耦合剂),亦可用液浸法扫查。
用接触法扫查较小直径轴瓦的内表面是有困难的,因为探头表面和曲面很难达到均匀的耦合。
可选用一个与被扫查表面曲率半径相近的曲面探头,以改善耦合。
另外一种方法,特别对直径小于100mm的轴承,被探测衬背外表面是光滑表面(B4.1.1),可采用衬背外表面接触法扫查。
从锡基轴承合金表面扫查得到的信号不能得出结论时,例如衬背厚度层内存在缺陷,亦可用衬背外表面接触法扫查,以对缺陷做进一步检查。
B5探测等级
探测工作可按如下三个等级中的一个执行,逐级增严:
a)等级1:
探头扫查时,应完全覆盖法兰端面和中分面处滑动表面的边缘区;此外,点状覆盖滑动面。
b)等级2:
探头扫查时,应完全覆盖凸缘的表面,以及法兰端面和中分面处滑动表面的边缘区;此外,应完全覆盖最大轴承区(例如:
承受垂直向下作用力的径向轴瓦,大约相应于滑动面的60°到120°范围内)。
c)等级3:
探头扫查时,应一行接着一行完全覆盖凸缘区和滑动表面。
为了使探头扫查可覆盖全部被探测面,各行扫查均应重叠晶片直径的20%。
B6缺陷组别
缺陷组别的选用取决于轴瓦工作时承受的应力。
但是衬背的结构又会影响到铸造质量,由此限定了缺陷组别的选用。
缺陷分组如下(见表B2)
a)缺陷组别A:
适用于新制的钢材背轴承,其壁厚不大于70mm,被衬的部位没有孔洞、穿孔以及没有任何隔断的情况,壁厚的变化不超过25%;
b)缺陷组别B1和B2:
适用于新制的钢衬被轴承,其壁厚不大于100mm,被衬的部位没有孔洞、穿孔以及没有任何隔断情况,壁厚的变化不超过50%;
c)缺陷罪恶C:
适用于新制的和修理的钢衬背轴承,其壁厚不大于100mm(需要时,被衬部位可有孔洞、穿孔以及隔断情况),壁厚的变化不超过50%;
d)缺陷组别D:
适用于不能归类于缺陷组别A、B、C的,新制的或修理的轴承。
表B2缺陷分组
缺
陷
组
别
结合处1)
边缘带2)
单个缺陷
mm2
不大于
全部缺陷所占百分比%
不大于
缺陷的累计长度占该边缘长度的百分比%
不大于
单个缺陷的长度
mm
不大于
A
0
0
0
0
B1
0.75b
1
1
5
B2
2b
1
1
5
C
2b
2
2
10
D
4b
5
4
20
注:
1)结合处系指单件径向轴承、可倾瓦轴承或推力轴承或油封环上整个、连续的实际结合面。
“b”的单位是mm,系指径向轴承、油封环(见图B1、B2)的有效宽度以及推力瓦块或环(见图B3、B4)的宽度。
若单个缺陷所占的百分比已超过表中规定的全部缺陷所允许的百分比时,则以后来限定。
2)边缘带系指衬背到锡基轴承合金可见的过渡部位。
对于径向轴承、油封环或推力环的边缘长度指同一表面或中分面上边缘带的长度,对于推力瓦块的边缘长度系指耽搁瓦块的周长。
图B1可倾瓦轴承(径向轴承)图B2油封环
图B3推力瓦块图B4推力环
B7探测方法
B7.1背面回波探测法
若复层滑动轴承瓦几何形状以及衬背材料许可的话,常用某一种结合面回波和背面回波比较法来检查结合情况。
可选用的方法如B7.1.1和B7.1.2所述。
B7.1.1结合面回波和背面回波的相对高度探测法
使用符合B3.2条规定的探头时,如果结合面区域回波(结合面回波)等于或小于背面回波(见图B5),则表示结合良好。
若结合面回波比背面回波高,则表示轴承合金和衬背之间的结合不良。
此外,如果没有背面回波,并且重复出现结合面回波(至少有三次重复的回波),则表示该处完全没有结合(见图B6)。
在评定时,上述两种结果均应作为该处有结合缺陷来处理。
若结合面回波和背面回波均降低或者结合面回波变的散乱,这提示轴承合金中有弥散的小孔。
如果轴承合金内的弥散小孔区位有缺陷结合区的邻近,则由于难以确切评定结合情况,应把这些小孔区视做缺陷。
当探测直径小,壁极厚的轴承时,或使用双晶片探头时,即使结合良好,也会由于声波束的扩散或声波的减弱,导致背面回波小于结合面回波。
若有疑问则应使用标准试块(钢材背和轴承合金),由良好结合和没有良好结合时两种回波高度见的比例来确定。
B7.1.2背面回波高度降低探测法
采用ISO2400:
1972《钢的焊缝----用于超声波探伤仪器校正的标准试块》或ISO7963:
1985《钢的焊缝----焊缝用超声波探伤NO。
2标准试块》规定的标准试块,标定探伤仪的扫查范围,在示波屏上至少应得到两次背面回波,然后调整增益,以使被探测滑动轴承的第一次背面回波达到示波屏高的80%。
示波屏上背面回波的位置应标出。
结合处缺陷或衬背缺陷就出现在第一次背面回波之前,中间波的位置上。
然后,按背面回波的降低情况来评价缺陷的严重性(见图B7和B8)。
按本条评价轴承质量时,如背面回波为50%屏高或更低,则认为显示了应记录的缺陷。
B7.2不用背面回波的探测法
应用自标准块探测的的基准回波来评价结合情况。
该标准块是由厚度与轴瓦内衬近似的固态内衬金属制成。
把基准回波调到示波屏高的80%(见图B9和B11),对于双晶片探头(见图B13和B15)。
当第一次结合面回波低于基准回波时,则表示结合良好(见图B10,对于双晶片探头见图B14)。
当来自结合区的第一回波等于或高于基准回波时,则表示存在结合缺陷(见图B12,对于双晶片探头见图B16)。
若回波变的不规则或漫射,则显示轴承合金内在弥散的小孔。
如果轴承合金内的弥散小孔区位于有缺陷的结合区的邻近,则由于难以确切评定结合情况,应把这些小孔区视做缺陷。
图B5结合良好
图B6完全没有结合
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