磁粉检测2要点.pdf
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1、- 1 - 磁粉检测设备及检测工艺 主讲:杨胜岳 专业级别: RT-UT-MT- PT- 第五章磁粉检测设备 51 磁粉检测设备的命名方法 52 磁粉检测设备的分类 按设备的组合方式分为: 一体型磁探仪:将设备的各个功能部件组合成一个不可分割的整体。 分立型磁探仪:将各部分按功能制成单独分立的装置,使用时组合成系统。 按设备的重量和可移动性分为: 511 固定式探伤机:属一体型磁探仪,可进行通电法、中心导体法、感应电流法、 线圈法、磁轭法磁化。 512 移动式探伤机:属分立型磁探仪,可进行触头法、夹钳通电法、线圈法磁化。 513 便携式探伤机:属分立型磁探仪,可进行线圈法、磁轭法磁化。 53
2、磁粉检测设备的组成部分 1.磁化电源:产生磁场,磁化工件。 2.工件夹持装置:电动、手动或气动的磁化夹头或触头,夹头间距可调,以适应不同 规格的工件。夹头上应包上铜编织网,防止打火和烧伤工件。便携式探伤机不需要夹 持装置。 3.指示和控制装置;指示装置是指示磁化电流大小的仪表和有关工作状态的指示灯; 控制装置是控制磁化电流产生和使用过程的电器装置的组合。 4.磁粉和磁悬液施加装置 5.照明装置:包括日光灯和黑光灯。 非荧光磁粉检测时, 通常工件被检表面可见光照度应大于等于1000lx;当现场采 用便携式设备检测,由于条件所限无法满足时,可见光照度可以适当降低,但不得 低于 500lx。 荧光磁
3、粉检测时,所用黑光灯在工件表面的辐照度大于或等于1000W/cm 2, 黑光波长应在320nm400nm 的范围内,暗室或暗处可见光照度应不大于20lx。 6.退磁装置:应保证被磁化工件上的剩磁不影响工件的使用。 54 常用典型设备 交、直流磁轭探伤仪、旋转磁场探伤仪等。 55 测量仪器 毫特斯拉计(高斯计):利用霍尔效应来测量磁场强度的仪器。 霍尔效应:当电流垂直于外加磁场方向通过半导体时,在垂直于电流和磁场方向的物 体两侧产生电势差的现象。 袖珍式磁强计:利用力矩原理来快速测量工件剩磁的工具。不能用于测量强磁场, 也不能放入强磁场区,以防影响其精度。 - 2 - 照度计:用于测量被检工件表
4、面的可见光照度。 黑光辐照计:用于测量波长为320-400nm,峰值波长为365nm 的黑光辐照度。 通电时间测量器:用于测量通电磁化时间。 弱磁场测量仪:用于测量工件退磁后,剩磁要求极小的场合。 快速断电试验器:用于检测三相全波整流电磁化线圈有无快速断电效应。磁粉吸 附仪:用于测试磁粉的磁吸附性能,表征磁粉的磁特性和磁导率大小。 第六章 磁粉检测工艺 磁粉检测工艺就是包括检测前的预处理、选择磁化方法、磁化规范和检测时机、施 加磁粉或磁悬液(连续法、剩磁法)、磁痕分析或复验、评定验收、后处理(退磁)。 JB/T4730-2005 磁粉检测程序作了相应的规定 磁粉检测程序如下: a) 预处理;
5、b) 磁化; c) 施加磁粉或磁悬液; d) 磁痕的观察与记录; e) 缺陷评级; f) 退磁; g) 后处理。 同时 JB/T4730-2005 对磁粉检测方法也作了如下表的分类 分 类 条 件磁粉检测方法 施加磁粉的载体干法(荧光、非荧光)、湿法(荧光、非荧光) 施加磁粉的时机连续法、剩磁法 磁化方法 轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体法、交叉磁轭法 下面就检测程序和磁粉检测方法作简单讲解。 61 预处理及工序安排 611 预处理 1清除:被检工件表面不得有油脂、铁锈、氧化皮或其它粘附磁粉的物质。表 面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性,否则应做适当的修理。如打 磨,则
6、打磨后被检工件的表面粗糙度Ra25m。如果被检工件表面残留有涂层, 当涂层厚度均匀不超过0.05mm,且不影响检测结果时,经合同各方同意, 可以带涂 层进行磁粉检测。 采用轴向通电法和触头法磁化时,为了防止电弧烧伤工件表面和提高导电性能, 应将工件和电极接触部分清除干净,必要时应在电极上安装接触垫。 2分解:装配件一般要分解后再进行检测。因为: a.装配件的形状和结构一般都比较复杂,磁化和退磁困难; b.分解后检测容易操作; c.装配件动作面(如滚珠轴承)流进磁悬液后难以清洗,会造成磨损; d.分解后能观察到所有检测面; e.交界处可能产生漏磁场形成磁痕显示,容易与缺陷的磁痕显示相混淆(xia
7、o) . - 3 - 3封堵:若工件有盲孔和内腔,磁悬液流进后难以清洗时,检测前应将孔洞用非研磨 性材料 封堵上。; 4反差增强剂: 如果磁粉与工件表面颜色的对比度小,或工件表面过于粗糙而影响磁 痕显示时,为了提高对比度,可以使用反差增强剂。 612 工序安排 1)磁粉检测时机应安排在容易产生缺陷的各道工序(如焊接、 热处理、 机加工、 磨削、 锻造、矫正和加载试验)之后进行,在表面处理之前进行; 2)被检验的材料有延迟裂纹倾向的磁粉检测应在焊后24h 以后进行; 有再热裂纹倾向 的材料应在热处理后再增加一次磁粉检测; 3)对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行,除有特殊要求外。
8、 JB/T4730.4-2005标准 :焊接接头的磁粉检测应安排在焊接工序完成之后进行。对于有 延迟裂纹倾向的材料,磁粉检测应根据要求至少在焊后24h 以后进行。除另有要求, 对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行。 62 磁化、施加磁粉或磁悬液 磁化工件是磁粉检测中较为关键的工序,对检测灵敏度影响很大,磁化不足会导致 缺陷的漏检,磁化过度,会产生非相关显示而影响缺陷的正确判别。因 此要根据工件的材质、结构尺寸、表面状态和需要发现的不连续性的性质、位置和方 向来选择磁粉检测方法(磁场方向和缺陷所成的夹角)和磁化方法、磁化电流、磁化 时间等工艺参数。 62 1 连续法 6211 连
9、续法: 在外加磁场磁化的同时,将磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉 探伤的方法。 1应用范围 1)适用于所有铁磁性材料和工件的磁粉检测; 2)工件状态复杂不易得到所需剩磁时; 3)适用于检测表面覆盖蹭较厚(标准允许范围内)的工件; 4)使用剩磁法检验时,设备功率达不到要求时 2操作要点 1)湿连续法:一定的通电时间,确保三同时(通电、施加磁悬液、观察磁痕的形 成和显示);通电时间1-3 秒,停止施加磁悬液至少1 秒后方可停止磁化。为保证磁化 效果应至少反复磁化两次。 2)干连续法:对工件通电磁化后开始撒磁粉,并在通电的同时吹去多余的磁粉,待磁 痕形成与磁痕观察和记录完后再停止通电; 3优点 1)
10、适用于任何铁磁性材料; 2)具有最高的检测灵敏度; 3)可用于多向磁化; 4)交流电磁化不受断电相位的影响; 5)能发现近表面缺陷; 6)可用于湿法检验和干法检验。 4局限性 1)效率低; - 4 - 2)易产生非相关显示; 3)目视可达性差。 JB/T4730.4-2005 标准 :采用连续法时,被检工件的磁化、施加磁粉的工艺以及观察磁 痕显示都应在磁化通电时间内完成,通电时间为1s-3s,停施磁悬液至少1s 后方可停 止磁化。为保证磁化效果应至少反复磁化两次。 622 剩磁法 6221 剩磁法: 停止磁化后,再将磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉探伤的方 法。 1应用范围 1)矫顽力在1KA
11、 m,剩磁 0.8T 以上者,才可以进行剩磁法检验;(高碳钢和合金结 构钢) 2)用于因工件几何形状限制,连续法难以检测的部位,如螺纹根部和筒形件内表面; 3)用于评价连续法检测出的磁痕显示是属于表面还是近表面缺陷显示。(通过磁痕的 形状特征来判别) 2操作要点 1)磁粉要在通电结束后再施加,一般通电时间为0.251s; 2)浇磁悬液2-3 遍,要保证在工件的各个部位得到润湿; 3)若浸( jin )入搅拌均匀的磁悬液中,一般控制在1020s后取出检验,时间过长防 止产生过度背景; 4)磁化后的工件在检验完毕前,不要与任何铁磁性材料接触,以免产生磁写。 磁写:当两个已磁化的工件互相接触或用一钢
12、块在一个已磁化的工件上划过时,在 接触部位便会产生磁性变化,产生的磁痕显示称为磁写。 3优点 1)效率高; 2)具有足够的检测灵敏度; 3)缺陷显示重复性好,可靠性高; 4)目视可达性好,可用湿剩磁法检测管子内表面的缺陷; 5)易实现自动化检测; 6)能评价连续法检测出的磁痕显示是属于表面还是近表面缺陷显示; 7)可避免螺纹根部、凹槽和尖角处磁粉过度堆积。 4局限性 1)只适用于矫顽力和剩磁达到要求的材料; 2)不能用于多向磁化; 3)交流电磁化时受断电相位的影响,所以 交流探伤设备应配备断电相位控制器,以确 保工件的磁化效果; 4)检测缺陷的深度小,发现近表面缺陷灵敏度低; 5)不适用于干法
13、检验。 JB/T4730.4-2005 标准 : 主要用于矫顽力在1KA m 以上,并能保持足够的剩磁场(剩 磁 0.8T 以上)的被检工件。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0.251s。施加磁粉或磁悬液之前,任何强磁性物体不得接触被检工件表面。采 用交流磁化法时,应配备断电相位控制器以确保工件的磁化效果。 - 5 - 623 湿法: 将磁粉悬浮载液中进行磁粉探伤的方法。 1应用范围 1)适用于特种设备上的焊缝、宇航工件及灵敏度要求较高的工件的检测; 2)适用于大批量工件的检测,常用固定式设备配合使用,磁悬液可回收; 3)适用于检测表面微小缺陷,如疲劳裂纹、磨削裂纹、焊
14、接裂纹和发纹等。 2操作要点 1)磁悬液施加可采用浇法、喷法和浸法,但不能采用刷涂法; 2)连续法宜用浇法、喷法,注意液流的压力,预防将已显示的磁痕冲掉; 3)剩磁法宜用浇法、喷法和浸法,浇法、喷法灵敏度低于浸法; 4)用水磁悬液时,应进行水断试验; 5)可根据各种工件表面的不同,选择不同的磁悬液浓度; 6)仰视检验和水中检验宜用磁膏。 3优点 1)用湿法 +交流电,检验工件表面微小缺陷灵敏度高; 2)可用于剩磁法检验和连续法检验; 3)与固定式设备配合使用,操作方便,检测效率高,磁悬液可回收。 4局限性 检验大裂纹和近表面缺陷的灵敏度不如干法。 JB/T4730.4-2005 标准 : 用于
15、连续法检测和剩磁法检测。采用湿法时, 应确认整个检 测面被磁悬液润湿后(水断试验),再施加磁悬液。磁悬液施加可采用喷、浇、浸等 方法,不宜采用刷涂法。无论采用哪种方法,均不应使检测面上磁悬液的流速过快。 624 干法: 以空气为载体用干磁粉进行磁粉探伤的方法。 1应用范围 1)适用于表面粗糙的大型锻件、铸件、毛坯(pi)、结构件和大型焊接件焊缝的局部检 查及灵敏度要求不高的工件; 2)常与便携式设备配合使用,磁粉不可回收; 3)适用于检测大的缺陷和近表面缺陷。 2操作要点 1)工件表面要干净和干燥,磁粉也要干燥; 2)工件磁化时施加磁粉,并在观察个分析磁痕后再撤去磁场; 3)将磁粉吹成云雾状,
16、轻轻地飘落在被磁化工件表面上,形成薄而均匀的一层; 4)吹去多余的磁粉一定要注意风压、风量等。 3优点 1)检验大裂纹灵敏度高; 2)用干法 +单相半波整流电,检验工件近表面缺陷灵敏度高; 3)适用于现场检验。 4局限性 1)检验微小缺陷的灵敏度不如湿法; 2)磁粉不易回收; 3)不适用于剩磁检验。 - 6 - JB/T4730.4-2005标准 : 干法通常用于交流和半波整流的磁化电流或磁轭进行连续法 检测的情况,采用干法时,应确认检测面和磁粉已完全干燥,然后再施加磁粉。磁粉 的施加可采用手动或电动喷粉器以及其他合适的工具来进行。磁粉应均匀地撒在工件 被检面上。磁粉不应施加过多,以免掩盖缺陷
17、磁痕。在吹去多余磁粉时不应干扰缺陷 磁痕。 63 磁痕观察、记录与缺陷评级 1磁痕观察 1)缺陷磁痕的观察应在磁痕形成后立即进行; 2)非荧光磁粉检测时,缺陷磁痕的评定应在可见光下进行,通常工件被检件表面可见 光照度应大于或等于1000lx;当现场采用便携式设备检测,由于条件无法满足时,可 见光照度可以适当降低,但不可以低于500lx; 3)荧光磁粉检测时,所用黑光灯在工件表面的辐照度大于或等于1000W cm 2,黑 光波长应在320 nm400nm 的范围内,缺陷磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行,暗 室或暗处可见光照度应不大于20lx, 检测人员进入暗区, 至少经过3min 的暗室适应后,
18、 才能进行荧光磁粉检测; 4)观察荧光磁粉检测显示时,检测人员不准戴对检测有影响的眼镜。 2缺陷磁痕显示记录 1)缺陷磁痕显示记录可采用照相,同时应用草图标示; 2)贴印,同时应用草图标示; 3)录像,同时应用草图标示; 4)可剥性涂层(可剥落塑料薄膜方式记录)同时应用草图标示;, 5)临摹 6)磁粉探伤 -橡胶铸型法与磁橡胶法 1磁粉探伤 -橡胶铸型法( MT-RC ) 11 MT-RC 法:是将磁粉探伤所显示出来的缺陷磁痕采用室温硫化硅橡胶加固化剂 形成的橡胶铸型进行复印,再对复印所得的橡胶铸型进行目视或在光学显微镜下进行 磁痕分析。 12 应用范围 1)适用于剩磁法,可检测工件上不小于3
19、mm 孔径内壁的不连续性; 2)能间断跟踪检测疲劳裂纹的产生和发展; 3)复印缺陷磁痕的橡胶铸型可永久保存。 13 优点: 1)检测灵敏度高(0.1-0.5mm) ; 2)能较精确测量橡胶铸型上裂纹的长度,并能通过间断跟踪检测疲劳裂纹的扩展,从 而推断其扩展速率; 3)裂纹磁痕与背景对比度高,容易辨认; 4)工艺可靠,容易掌握,适用于外场检验; 5)橡胶铸型可永久记录,长期保存。 14 局限性 1)可检测的孔深受橡胶扯断强度的限制; 2) 孔壁粗糙、 孔型复杂、 同心度差的多层结构的孔及其层间间隙均会增加脱膜的难度; 3)整个检验过程相当慢,对于大面积检验,成本高,不适用。 - 7 - 2磁橡
20、胶法( MRI ) 21 MRI 法: 是将磁粉弥散于室温硫化硅橡胶中,加入固化剂后,倒入经适当围堵 的受检部位。磁化工件,在缺陷漏磁场的作用下,磁粉在橡胶液内迁移和排列。取出 固化的橡胶铸型,即可获得一个含有不连续性显示的橡胶铸型,可放在光学显微镜下 观察分析。 22 应用范围 1)适用于连续法,可检测孔径内壁的不连续性; 2)适用于水下检验。 23 优点 适用于水下检验 24 局限性 与 MT-RC 法比,对比度小,灵敏度很低,工艺难以控制,可靠性低。 标准要求缺陷磁痕的显示记录可采用照相、录相和可剥性塑料薄膜等方式记录, 同时应用草图标示。 3缺陷评级 3.1 下列缺陷不允许存在 a)
21、不允许存在任何裂纹和白点; b) 紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。 3.2 焊接接头的磁粉检测质量分级 焊接接头的磁粉检测质量分级见下表。 焊接接头的磁粉检测质量等级 等级线性缺陷磁痕圆形缺陷磁痕(评定框尺寸为35mm100mm ) 不允许d1.5,且在评定框内不大于1 个 不允许d3.0,且在评定框内不大于2 个 l 3.0 d4.5,且在评定框内不大于4 个 大于级 注: l 表示线性缺陷磁痕长度,mm;d 表示圆形缺陷磁痕长径,mm。 3.3 受压加工部件和材料磁粉检测质量分级 受压加工部件和材料磁粉检测质量等级见表。 受压加工部件和材料磁粉检测质量等级 等级线性缺陷磁痕圆形缺陷
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