1986年我们在为香港某船厂用珈玛射线拍片时，发现其中一张片子上有块「黑影缺口」，重复多次拍摄后都一样可见这「黑影缺口」。(见图1)

船厂工程部老总就问我这「黑影缺口」是什么东西?

我详细查看其结构和装配工艺后开始分析。

（图 1 射线看到一块黑影缺口）

这条轴在这条船上叫King Post(大皇柱)，与前舵组成用来控制船的行走方向的(见图3、图4)。

它的结构是由钛合金加工成的空心轴，长度大约1800mm外径约300mm壁厚38mm和一个3mm薄的轴承套；

在它们组合好后开始在轴心灌注液化氮，将整体冷缩到一定时间(缩小尺寸)后，快速地插入喷射飞翔船的前舵中基座，待其自然解冻后而形成紧配合，这种冷缩装配方法叫着「过盈连接」或者「过盈配合」。

（图3 大皇柱与前船舵）

（图 4 高速飞翔中的喷射飞翔船）

什么是「过盈连接」呢?

过盈连接：过盈连接是一种以包容件(孔)和被包容件(轴)配合后的过盈来达到紧固连接的一种连接方法。

过盈连接有对中性好和承载能力强并能承受一定冲击力等优点，但对配合面的精度要求高，加工和装拆都比较困难。

过盈连接的装配法：

（1）压入法 可用锤子加垫块敲击压入或用压力机压入。

（2）热胀法 利用物体热胀冷缩的原理，将孔加热使孔径增大，然后将轴装入孔中。

其常用的加热方法是把孔放入热水中(80~100摄氏度)或热油（90~320摄氏度）中进行。

（3）冷缩法 利用物体热胀冷缩的原理，将轴进行冷却，待轴缩小后在把轴装入孔中。

常用的冷却方法是采用干冰和液氮(-196°C摄氏度)进行冷却。

过盈联接的工作原理： 

过盈联接之所以能传递载荷，原因在于零件具有弹性和联接具有装配过盈。

装配后包容件和被包容件的径向变形使配合面间产生很大的压力，工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。

当配合面为圆柱面时，可采用压入法或温差法(加热包容件或冷却被包容件)装配。

当其他条件相同时，用温差法能获得较高的摩擦力或力矩，因为它不像压入法那样会擦伤配合表面。采用哪一种装配法由工厂设备条件、过盈量大小、零件结构和尺寸等决定。

氮气我们都知道是气体来的，为什么变成液体呢?

液氮（常写为LN2），是氮气在低温下形成的液体形态。

氮的沸点是77°K（-196℃），在正常大气压下温度低于零下196摄氏度就会形成液氮，如果加压，可以在比较高的温度下得到液氮。

人体如果在毫无保护措施的情况之下接触，皮肤会有严重冻伤的危险。

在工业中，液态氮是由空气分馏而得。

先将空气净化后，在加压、冷却的环境下液化，藉由空气中各组分之沸点不同加以分离。

氦气最先泄出(且未被液化)，接着就是占空气中78.09%的氮气，再来是占20.95%的氧气，最后是占空气中0.93%的氩气。

轴中心灌注了液化氮，在-196°C的超低温下金属会变得碎硬，如果在装配的过程中稍不留意碰撞或者不正确地挤压就会造成破裂，在这条大轴的组合下相对单薄的轴承套就更容易破碎了，我相信这个「黑影缺口」是轴承套破碎后，崩掉一块形成的「黑影缺口」。

事后我向负责安装的工程师查问，他告诉我他们在安装时曾经听到一声像玻璃破裂的声音，但是用肉眼又无法看到什么问题，为了安全起见，所以才叫我们前来用射线方法检测，看看什么地方有问题。

听他这么一说我心中有数了。

工程部的老总最初并不同意我的看法，他认为是焊缝来的，他说如果焊缝的材质密度比轴承套低时，射线拍片就有可能出现黑影缺口，因为射线就是通过材料密度来对比的，而且焊缝是有一定宽度的，也可能轴承套是焊接加工的，他的看法看来也不是没有道理。

为 了验证是否有焊缝，我们又在轴承套突出来约12mm上端对应没有破裂的位置，反复做过超声波检测，用高频横波斜探头扫瞄未见任何反射，如果是焊缝高频横波在提高灵敏度时会看到热影响区的反射的。

又用不同种类的酸腐蚀也未见焊缝特征，酸腐蚀时不同的金属会有不同反应出现不同的颜色，我们在做焊接工艺时经常用的一种方法。

再做磁粉无论是黑白磁粉还是萤光磁粉都没有看到任何痕迹，用交流磁轭如果有焊缝时会有焊缝的痕迹的。

射线多次都有这个「黑影缺口」，而其他三个方法都证明不是焊缝，那么肯定是轴承套出现破碎，这是很危险的，因为高速飞翔中的船一旦船舵失控，其后果不墈设想！！！

船厂立即拆卸，用同样的液化氮冷缩方法进行拆卸，拆开后我们清楚地看到轴承套破裂。(见图2) 

及时地避免了一次危险事故……。

（图 2 拆卸后看到轴承套破裂）

这 个案例让我们知道如果懂得一些小小常识，对我们NDT分析判断会有大大的帮助。

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