1、磁粉检测工艺规程1.摘 要 2.磁粉探伤的原理和特点3、主要磁化方法 31 磁轭法和交叉磁轭法 32 触头法 33 轴向通电法或中心导体法和线圈法 34 复合磁化法 35 平行电缆法 36 直流磁化法和交流磁化法4.磁粉探伤的工艺5.带齿轴磁粉检测工艺卡6.磁粉探伤工艺编制说明7.磁粉检测报告1.摘 要 磁粉探伤是通过对铁磁材料进行磁化所产生的漏磁场，来发现其表面或近表面缺陷的无损检测方法。本文主要介绍了磁粉探伤的原理，磁粉探伤的方法，磁粉探伤的工艺，磁粉探伤在焊接件中的应用。随着我国国民经济的发展,我国压力容器的数量将日益增多。由此可见,在用压力容器的安全运行是一项十分重要的安全工作,因此,
2、加强在用压力容器无损检测就显得尤为重要。工业现代化进程日新月异,高温、高压、高速度和高负荷,无疑已成为现由于压力容器的使用条件恶劣,原材料中存在的缺陷、制造过程中遗留的缺陷或使用中产生的新生缺陷,均会导致其安全可靠性大幅下降,甚至产生灾难性的后果。已有的统计数据表明,在原材料中存在的与制造过程中产生的缺陷有70 %以上是表面缺陷,而在使用中产生的缺陷有90 %以上是表面缺陷或由表面缺陷导致的缺陷1 。断裂力学分析表明,表面和近表面缺陷的当量尺寸比埋藏缺陷大一倍,故其对压力容器安全性的影响至关重要。磁粉检测对表面缺陷有很高的检测灵敏度、准确性和可靠性,是最常用、最直观、最经济方便的常规无损检测方
3、法之一。这使得压力容器的磁粉检测具有十分重要的作用。关键词 无损检测 磁粉探伤 缺陷 检验2.磁粉探伤的原理和特点 磁粉探伤是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。磁粉探伤的基本原理：将待测物体置于强磁场中或通以大电流使之磁化，若物体表面或表面附近有缺陷（裂纹、折叠、夹杂物等）存在，由于它们是非铁磁性的，对磁力线通过的阻力很大，磁力线在这些缺陷附近会产生漏磁。当将导磁性良好的磁粉（通常为磁性氧化铁粉）施加在物体上时，缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉，堆集形成可见的磁粉迹痕，从而把缺陷显示出来，如图1所示。(a) (b) 图1 磁粉探伤原理示意图 (a
4、) 表面缺陷 (b) 近表面缺陷磁粉探伤的用途：在工业中，磁粉探伤可用来作最后的成品检验，以保证工件在经过各道加工工序（如焊接、金属热处理、磨削）后，在表面上不产生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、钢坯、锻件、铸件等的检验，以发现原来就存在的表面缺陷。铁道、航空等运输部门、冶炼、化工、动力和各种机械制造厂等，在设备定期检修时对重要的钢制零部件也常采用磁粉探伤，以发现使用中所产生的疲劳裂纹等缺陷，防止设备在继续使用中发生灾害性事故。磁粉探伤的特点：磁粉探伤对钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常有效;设备和操作均较简单;检验速度快，便于在现场对大型设备和工件进行探伤；检验费用也较低。但
5、它仅适用于铁磁性材料；仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度；对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。3、主要磁化方法31 磁轭法和交叉磁轭法在压力容器制造和在用检验中,以焊缝检测为主,一般采用便携式磁轭探伤仪,其结构简单、重量轻、使用方便,在压力容器行业得到最广泛的应用,甚至有“磁轭打天下”的说法。磁轭法采用单关节和多关节磁轭纵向磁化工件,适用于大型工件的局部检测,如对接焊缝、角焊缝、筒体钢板母材及坡口等的检测。其特点是设备简单、操作方便,但由于须在同一部位至少作两次相互垂直的独立检测,故效率低,且易造成漏检。交叉磁轭法采用旋转磁场磁化工件,适用于对接焊缝、母材、坡口及大口
6、径筒体封头等局部检测。JB 4730 标准规定条件允许时可使用该方法。由于采用交叉磁轭能获得旋转磁场,灵敏可靠且探伤效率高,故在低碳钢和低合金钢焊缝的制造和在用检验中得到了广泛应用。采用旋转磁场磁化工件常用完全连续磁化法。其磁轭的行走速率一般应为23m/ min ;磁极端面与工件表面的间隙越小越好,一般1. 5mm;检验部位的方向一般限于向下和斜向下;磁悬液喷洒应使磁粉有足够时间聚集,并避免冲刷已形成的磁痕;观察磁痕应及时进行3 。JB 4730 标准规定磁轭法的磁化规范可根据灵敏度试片或提升力来确定。对于磁轭,当电磁轭极间距为200mm时,交流电磁轭至少应有44N 的提升力,直流电磁轭至少应
7、有177N 的提升力,其磁极间距应控制在50200mm ,但其有效磁化区域规定为两极连线两侧50mm 区域, 两次检测时应重叠15mm;对于交叉磁轭,其提升力要求88N。32 触头法 触头法作为周向磁化方法,也适用于大型工件的局部检测,包括坡口、焊缝层间、电弧气刨面、铸锻件材料及无法在固定式设备上进行探伤的大型结构和工件等的检测。触头法通常使用便携式或移动式探伤设备,其特点是电极间距及磁化规范可调,但也须在同一部位至少作两次相互垂直的独立检测,效率不高,且易造成漏检。由于存在电流的导入,可能产生过热、起弧或烧伤工件,对于热处理后的焊缝及有淬硬倾向材料制造的压力容器等需限制使用。当触头法用于坡口
8、和焊缝层间检测时,应在操作时注意保持触头与工件表面的良好接触后再通电磁化,并在关闭电源后再拿开触头,以免烧伤工件。有些材料或特殊用途的容器禁止使用铜触头。触头法磁轭的磁化规范可根据灵敏度试片来确定。其磁极间距应控制在75200mm。磁化电流的选取应保证在一定范围内灵敏度达到要求,工件厚度10 12KA/ML/D为510 16KA/ML/D为25 24KA/ML/D2 圆盘类工件 36KA/M磁化方法的选择对缺陷的检测灵敏度有很大影响。磁化场应尽可能与备件缺陷方向垂直，或有较大夹角。对于任意方向的缺陷原则上要进行两个垂直方向的磁化场检查，有复合磁化的条件，可以一次完成两个方向的磁化检查。对于大型
9、工件和整体磁化效果不佳的工件可以选择支杆法进行局部磁化。对于比较精密的工件，如抛光、磨削、镀层及材质不容许局部加热的工件，应避免使用直接通电，以免烧伤工件。磁化方法有：周向磁化、纵向磁化、复合磁化直接通电法由于被检工件是柄管工件，周向磁化可以用直接通电法，主要用于发现纵向（轴向）和接近纵向（夹角小于45）的缺陷。 线圈法主要用于发现与轴线垂直的横向（周向）和接近横向（夹角小于45）的缺陷。 通电方式工件磁化通电方式可分为连续法和剩磁法，采用剩磁法时磁粉应在通电结束后再施加，一般通电时间为0.25s1s。当采用冲击电流时，通电时间应不小于0.05秒，至少反复磁化三次。根据工件的大小、形状、材质和
10、需要检测的缺陷种类选择磁化电流种类及大小。电流选择过小，则缺陷不能产生足够的漏磁场，影响检测能力；电流过大，非缺陷部位也会产生漏磁通，使工件本地模糊，给缺陷判断带来困难。合理的磁化电流应使要求检出的缺陷产生足够的漏磁场，形成明显的磁痕，同时形成其他部位的漏磁场尽可能的减弱。周向电流 周向磁化磁化电流计算: 连续法 I=(8-15)D 剩磁法 I=(25-45)D纵向电流由探伤仪器可知匝数为1320匝，直径320mm,长度140mm。式中H=16kA/m,根据公式I=4.5A被检表面要求工件表面状况对缺陷的检出有很大的影响，检验钱应对工件待测的部分进行清除油渍、污垢、锈蚀、氧化皮等。在磁化前，工
11、件已进行上述处理，符合要求。磁粉选择荧光磁粉根据标准JB/T4730-2005规定，磁粉具有高磁导率，低矫顽力，合适的程度分布及被检工件表面颜色有较高的对比度，且该工件表面比较光滑。一、磁痕分析磁痕分为3类：有缺陷漏磁场产生的磁痕为相关磁痕；由非漏磁场产生的磁痕为非相关磁痕；有其他原因产生的磁痕为假磁痕。磁痕分析首先要分出非相关磁痕和假磁痕，然后根据缺陷磁痕的特征，判别缺陷的种类。假磁痕的产生原因：1 工件表面粗糙，会在凹陷处边缘容易滞留磁粉。2 工件表面氧化皮，锈蚀和油漆斑点，剥落处边缘容易滞留磁粉。3 工件表面存在油脂，纤维的赃物，都会粘附磁粉。4 磁悬液浓度太大，施加磁悬液方式不当，都可
12、能造成假磁痕。假磁痕的堆积比较松散，在分散剂中漂洗可以洗去磁痕。如果是工件表面状态引起的假磁痕，可以在工件表面上找到原因。其他原因引起的假磁痕，当擦去磁痕后，对其进行校验时，原来假磁痕一般不会出来。非相关磁痕由漏磁场产生，但它不是有害缺陷的漏磁场，其产生的原因主要有以下几个方面：1 工件表面突然会改变工件内部磁力线的分布，在工件上孔洞，键槽，齿条等部位由于截面缩小，形成漏磁场。2工件磁导率不均匀会产生漏磁场。它将产生宽松，浅淡和模糊的磁痕。一般在下列位置常产生：冷作加工后未经热处理的材料，在变形量大的冷作硬化区边缘；局部淬火工件的不同热处理状态的交界处：两种钢材焊接交界处；被检材料有组织差异的
13、部位；焊条金属与母材有磁性差异的焊缝；工件中有残余应力存在的部位。3 磁写已经磁化的工件如与铁磁性材料接触，碰撞的部位就会有磁力线溢出表面，形成漏磁场，所形成磁痕叫磁写。这种磁痕一般松散，模糊，线条不清晰。4 磁化电流过大这些磁痕的共同特点是：磁痕模糊松散，痕迹不分明。结合工件形状就能找出原因并加以判断。相关磁痕在磁粉检测中常见的相关磁痕主要有：裂纹，发纹，折迭，白点，夹杂和疏松。在实际中根据工艺和磁痕的特征来确定缺陷的性质。1 裂纹裂纹危害极大，给句成因不同可分为：锻造裂纹，焊接裂纹，磨削裂纹，应力裂纹和疲劳裂纹等等。裂纹的磁痕一般磁粉堆积浓密，沿着裂纹走向清晰，磁痕中部稍粗，端部尖细。锻造
14、裂纹一般比较严重，有尖锐的根部或边缘，次很浓密清晰，呈折线状或曲线状。严重的抹去磁痕后可以看到裂纹。铸造裂纹一般出现在截面突变处，应力集中部位。组造裂纹一般与一定的宽度，和深度，一般趋于直线状或略有弯曲，尾部尖锐。磁痕浓密清晰，宽度较大，严重的裂纹直接可以用肉眼观察到，细小的裂纹的磁痕有时会呈现续状。焊缝裂纹根据形成机理可分为热烈温和冷裂纹。焊缝裂纹产生在焊缝和母材的热影响区。有纵向裂纹，横向裂纹，还有星形的火口裂纹。两头尖细多有弯曲。磁痕一般浓密清晰可见，有直线状，弯曲状和放射状。磨削裂纹是对高硬度工件表面磨削产生的裂纹。磨削裂纹一般都尺寸较小，一般出现在磨削面上。往往不是单个存在，呈网状，
15、放射状，以垂直与磨削方向的居多。磨削裂纹大都浅而且细，磁痕堆积集中，轮廓较清晰。疲劳裂纹工件在交变应力长期作用下形成的。疲劳裂纹以表面裂纹居多，通常垂直于主应力方向。磁痕浓度，中间大，对称向两边扩散。两端尖细，轮廓清晰可见。应力腐蚀裂纹是在应力和腐蚀的双重作用下产生的裂纹。应力腐蚀裂纹起源于工件表面，方向与主应力垂直，它的深度长度往往比较大，最严重的是晶界裂纹，会沿晶枝裂，扩展。深度虽然比较大但裂纹宽度很小，肉眼根本无法看到。它的磁痕浓密，轮廓清晰，多有棱角，磁痕呈折现状，粗细比较均匀。2 发纹发纹是原材料中的一种缺陷，钢种的非金属夹杂，气孔在轧制、拉拔过程中岁金属伸长形呈细细发纹。发纹通常呈
16、细细流线方向，深度浅，宽度小，呈直线状。磁痕细而均匀，有时呈断续状。尾部不尖，摸去磁痕，肉眼不可见。3 白点白点是对钢材危害很大的内部缺陷，在钢材的纵断面伤呈现银白色的斑点，经机加工后工件表面的白点磁痕清晰，在横截面伤是不同方向的细小裂纹，长度不大以辐射状出现。磁痕中部略粗，两头尖细。4 夹杂夹杂是冶金、铸造、焊接中的常见缺陷，一般呈分散的点状或短竿状。磁痕较浅，不很清晰。5 疏松疏松是铸件中的常见缺陷，通常产生在铸件的最后部位。疏松分条状疏松和片状疏松。条状疏松实际上是细微分散或直线状分布的小孔。磁痕外形与裂纹相似。但磁痕比裂纹淡，宽度比裂纹大，两端不出现尖角。片状疏松漏磁较小，磁痕出现稀疏
17、的片状，有一定的面积。二、退磁根据JB/T4730-2005规定检测后，加热至700以上进行热处理的工件，一般可不进行退磁。在下列情况下工件应进行退磁：（1）、当检测需要多次磁化时，如认定上次磁化将会给下一次磁化带来不良影响；（2）、如认为工件的剩磁会对以后的机械加工产生不良影响；（3）、如认为工件的剩磁会对测试或计量装置产生不良影响；（4）、如认为工件的剩磁会对焊接产生不良影响；（5）、其他必要的场合。退磁可分为交流退磁法和直流退磁法。交流退磁法：将需退磁的工件从通电的磁化线圈中缓慢抽出，直至工件离开线圈1m以上时，再切断电流。或将工件放入通电的磁化线圈内，将线圈中的电流铸件减少至零或将交流
18、电直接通过工件并逐步将电流减少到零。直流退磁法：将需退磁的工件放入直流电磁场中，不断改变电流的方向，并逐渐减小电流至零。由于本工件较小，质量轻，所以直接用交流退磁法即可。平头轴磁粉检测报告委托单位南航磁粉实验室检测单位098201305工件名称平头轴材料45#钢热处理状态调质表面状况机械加工检测设备CEW-2000检测部位内外表面检测方法剩磁荧光湿法磁悬液油基荧光磁粉磁悬液施加方法浸没磁悬液浓度0.3mL/100mL周向磁化电流I= 0.25A纵向磁化电流I= 4.5A执行标准JB/T 4730-2005验收标准JB/T 4730-2005 I级结论：日期2012.12.05检测郭世林审核 阶梯轴粉检测报告委托单位南航磁粉实验室检测单位098201305工件名称阶梯轴材料45#钢热处理状态调质表面状况机械加工检测设备CEW-2000检测部位内外表面检测方法剩磁荧光湿法磁悬液油基荧光磁粉磁悬
