磁粉检测工艺.ppt

磁粉检测工艺,第4章 磁粉检测器材 4.1 磁粉 磁粉是显示缺陷的重要手段，磁粉质量的优劣和选择是否恰当， 将直接影响磁粉检测结果，所以，检测人员对作为磁场传感器的磁 粉应进行全面了解和正确使用。 磁粉的种类很多，按磁痕观察，磁粉分为荧光磁粉和非荧光磁 粉；按施加方式，磁粉分为湿法用磁粉和干法用磁粉。 1. 荧光磁粉和非荧光磁粉 在黑光下观察磁痕显示的磁粉称为荧光磁粉。荧光磁粉是以磁性氧化铁粉、 工业纯铁粉或羰基铁粉为核心，在铁粉外面用环氧树脂粘附一层荧光染料(如 YC2荧光磁粉)或将荧光染料化学处理在铁粉表面（如美国14A荧光磁粉）而制 成。,JB/T4730.5-2005的规定： 对在用承压设备进行磁粉检测时，如制造时采用高强 度钢以及对裂纹（包括冷裂纹、热裂纹和再热裂纹）敏感 的材料，或是长期工作在腐蚀介质环境下，有可能发生应 力腐蚀裂纹的场合，其内壁宜采用荧光磁粉方法进行检 测。,2. 非荧光磁粉 在可见光下观察磁痕显示的磁粉称为非荧光磁粉。常 用的有四氧化三铁（Fe3O4）黑磁粉和三氧化二铁 （-Fe2O3）红褐色磁粉，还有蓝磁粉、白磁粉，所以 也叫彩色磁粉。前两种磁粉既适用于湿法，又适用于干 法。以工业纯铁粉等为原料，用粘合剂包覆制成的白磁粉 或经氧化处理的蓝磁粉等非荧光的彩色磁粉只适用于干 法。 湿法用磁粉是将磁粉悬浮在油或水载液中喷洒到工件 表面的磁粉；干法用磁粉是将磁粉在空气中吹成雾状喷撒 到工件表面的磁粉。 高温用磁粉,3. 磁粉的性能 磁特性、粒度、形状、流动性、密度和识别度 （1）磁特性： 高磁导率，低剩磁，低矫顽力 用称量法测试。 非荧光湿式磁粉不少于7g， 干式磁粉为10g，荧光磁粉 不少于5g。,（2）粒度：磁粉颗粒的大小， 影响磁粉的悬浮性和漏磁场对磁粉的吸附能力. 选择时，应考虑：缺陷的性质、尺寸、埋藏深度 及磁粉的施加方式,干法用磁粉：10m50m 80-160目 湿法用磁粉：5m10m 300-400目(3848m) ASTM E1444 40 60m 荧光磁粉：5 25m JB/T6063-2006的规定：,1型参考试块 （磁粉性能型式检验） 试块采用直流电中心导体法磁化，用目视或其他适当 方法进行显示比较来进行评定。,（3）形状 各种各样（条形、椭圆形、球型或其它） （4）流动性 便于被漏磁场吸附 湿法利用磁悬液的带动 干法利用：a 微风 b 交流电的不断换向或单项半波电 流的单项脉动,（5）密度 湿法用黑磁粉和红磁粉：4.5g/cm3 干法用纯铁粉：8g/cm3 空心球形磁粉：0.72.3g/cm3 荧光磁粉: 磁粉，及与荧光染料和黏结剂的配比 （6）识别度 光学性能： 包括颜色、荧光亮度及与工件表 面颜色的对比度,4 磁粉的验收试验 湿法非荧光磁粉：污染、颜色、粒度、灵敏度、 悬浮性 湿法荧光磁粉： 污染、颜色、粒度、灵敏度、 悬浮性、耐用性,污染：目视检查 颜色： 非荧光磁粉：1000lx的白光检查 荧光磁粉：暗室中1000w/cm2黑光检查 粒度：320目分样筛,灵敏度： （1） B型试块： 至少显示5个孔 （2500A三相全波整流） （2） E型试块： 至少显示1个孔（700A有效值交流电） （3）衬度试验,悬浮性： 用酒精沉淀法测定磁粉悬浮性，用以反映磁粉的粒 度，酒精和磁粉明显分界处的磁粉柱高度应不低于 180mm。 该方法系用一根长400mm，内径为10±1mm的玻璃管，垂直固定在支座上， 用夹子夹紧。从玻璃管底部为零的水平线到300mm高度进行刻度，其试验装置 如图4-2所示，试验程序如下： 1）用工业天平称出3g未经磁化的磁粉试样； 2）往玻璃管内倒入酒精到150mm高度处； 3）将称出的3g磁粉试样倒入玻璃管内酒精中，并使其均匀混合； 4）再往玻璃管内注入酒精至300mm高度处； 5）堵上塞子，反复倒置玻璃管，使磁粉与酒精均匀混合； 6）停止倒置，将玻璃管垂直固定在支座上，静置3min，读出明显分界处的磁粉柱高度； 7）按上述步骤试验3次，每次更换新磁粉，取3次平均值。酒精沉淀法磁粉的悬浮情况如图4-3所示。,耐用性：对荧光磁粉而言 将浓度和综合性能试验合格的荧光磁悬液至少400mL 注入1000ml的恒速搅拌器内，以大约10000r/min 12000r/min的速度转动10min，搅拌2min，并停5min，重 复此操作5次，按要求再进行综合性能试验，荧光磁粉应 能保持原始的检测灵敏度、颜色和亮度为耐用性合格。,4.2 载液 用来悬浮磁粉的液体称为载液，也称为分散剂。 种类：分为油基载液、水载液、乙醇载液（橡胶铸型 法）。 油基载液：闪点（不低于94），运动粘度（38 时小于等于3.0mm2/s或使用温度下小于等于 5.0mm2/s ），荧光（无），气味（无），颗粒物（不大 于1.0mg/L），总酸值（不大于1.0mgKOH/L） ，颜色(水 白色)，毒性（无）。 优先选用的场合：对腐蚀严加防止的材料，水引起电击， 高强钢氢脆,粘度, 水载液：润湿性，分散性，防锈性，消泡性， 稳定性。 油基载液与水载液的区别,4.3 磁悬液 磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体。 1. 磁悬液浓度：包括配制浓度（每升磁悬液中所 含磁粉的重量g/L）和沉淀浓度（每100ml磁悬液 中沉淀出磁粉的体积ml/L ）。,浓度与灵敏度关系 磁悬液浓度 磁悬液的配制,水下磁粉检测,4.4 反差增强剂 作用：提高缺陷磁痕与工件表面的对比度 4.5 标准试片和标准试块 4.5.1 标准试片 1. 用途 检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。 检测磁场方向、有效磁化范围、大致的磁场强度。 考察所用的探伤工艺和操作方法是否妥当。确定磁化规范。,2.分类：A型、C型、D型和M1型四种 试片由DT4A超高纯低碳纯铁制成。 用于加工试片的材料，包括经退火处理和未经 退火处理两种。试片分类符号用大写英文字母表 示，A、C、D型用A、C、D表示，热处理状态用 阿拉伯数字表示，经退火处理的为1或空缺，未经 退火处理的为2。型号名称中的分数，分子表示试 片人工缺陷槽的深度，分母表示试片的厚度，单 位为m。,3. 使用 (1) 试片只适用于连续法检测，用连续法检测时，检测灵敏度几 乎不受被检工件材质的影响，仅与被检工件表面磁场强度有关。承 压设备磁粉检测时，一般应选用A1-30/100的试片，灵敏度要求高时，可选用A1- 15/100的试片。应注意：试片不适用于剩磁法检测。 (2) 根据工件探伤面的大小和形状，选取合适的试片类型。探伤面大时，可选 用A1型。探伤面窄小或表面曲率半径小时，可选用C1型或D1型，因C1型试片可 剪成5个小试片单独使用； (3) 根据工件检测所需的有效磁场强度，选取不同灵敏度的试片。需要有效磁 场强度较小时，选用分数值较大的低灵敏度试片，需要有效磁场强度较大时，选 用分数值较小的高灵敏度试片； (4) 试片表面锈蚀或有褶纹时，不得继续使用； (5) 使用试片前，应用溶剂清洗防锈油。如果工件表面贴试片处凹凸不平，应 打磨平，并除去油污； (6) 将试片有槽的一面与工件受检面接触，用透明胶纸靠试片边缘贴成“#”字 形，并贴紧（间隙应小于0.1mm），但透明胶纸不得盖住有槽的部位； (7) 也可选用多个试片，同时分别贴在工件上不同的部位，可看出工件磁化 后，被检表面不同部位的磁化状态或灵敏度的差异。 (8) 用完试片后，可用溶剂清洗并擦干。干燥后涂上防锈油，放回原装片袋保 存。,关于A型试片的讨论 右图表示在不同钢材和不同热 处理状态下，测出的某种A型 试片的磁场与试片的槽深与厚 度比h/t的关系曲线。 1-S10C钢未退火的45圆棒试件 2-SK4钢未退火的45圆棒试件 3-SK4钢退火的45圆棒试件,4.5.2 标准试块 用途：基本同试片 但不能用于确定磁化规范 也不能考察被检工件表面的磁场方向 和有效磁化区。 2. 分类： B型试块 直流试块（ Betz环） E型试块 交流试块 磁场指示器八角试块（Pie Gages） 自然缺陷试块, B型试块（直流标准环形试块）：Betz环 由铬钨锰工具钢（一般退火的9CrWMn钢锻件） 制成,硬度90-95HRC。端面钻有12个人工通孔。其 直径1.78mm（0.07英寸）。每孔距外圆表面距离 依次递加1.78mm（0.07英寸）。 磁化时，检查应达到灵敏度要求的最少孔数。 该试块用于中心导体法，直流磁化，连续法检查。,3. 结构与用法 B型试块, E型试块（交流标准环形试块）： 该试块是个组合件，它由钢环、胶木衬套和铜 棒组成。钢环由低碳钢（一般退火的10#钢锻件） 制成。钢环上钻有3个1的通孔，孔中心距试块 外边缘的距离分别为1.5mm2.0mm2.5mm。使用 时，将铜棒夹在交流探伤机的电极夹头间，磁化 时观察钢环外表面的磁痕显示。,E型试块,磁场指示器：又称八角试块。 8块低碳钢三角形薄片（3.2mm）与0.25mm的铜 片焊在一起构成的。它的用途与A1型试片类似，但 它是一种粗略的校验工具，粗略校验被检工件表 面的磁场方向、有效磁化区以及磁化方法是否正 确。连续法使用。使用时，将铜面朝上，碳钢面 贴近被检工件面。,磁场指示器,用法： 磁粉检测综合性能（系统灵敏度）试验，应在初次 使用探伤机时及此后每天开始工作前进行。 （1）E型标准试块 将E型标准试块穿在铜棒上，通以700A（有效值）的 交流电用中心导体法周向磁化，用湿连续法检验时，在E 型标准试块应能清晰显示出一个人工孔的磁痕，为综合性 能试验合格。 （2）B型标准试块 将B型标准试块穿在直径为25mm31.8mm的铜棒上，用中心 导体法周向磁化，用湿连续法检验，所用磁化电流与所显示孔的最 少数量符合表9-1时，为综合性能试验合格。,表 9-1 B型标准试块要求显示出的孔数,4.5.3 自然缺陷试块 一般是在以往的磁粉探伤中发现的，材料、状 态和外形具有代表性。使用应经过磁粉级人员 的批准，仅对专门产品有效。 由于同一制作非常困难，各单位制作的有差 异，因此应慎重使用。,第5章 磁粉探伤设备 5.1 磁粉检测设备的命名方法 JB/T10059-1999试验机与无损检测仪器 型号编 制方法 CJW-4000型，为交流固定式磁粉探伤机，最大 周向磁化电流为4000A；CZQ-6000型，为超低频退 磁直流磁粉探伤机，最大周向磁化电流为6000A； CEE-1型，为交直流磁轭磁粉探伤仪，型式为1 型。,5.2 磁粉检测设备的分类 固定式、移动式、携带式 一体型、分离型 固定式磁探机 一般都包括磁化电源、工件夹持装置、指示与 控制装置、磁粉或磁悬液施加装置、照明装置和 退磁装置等。,额定电流100012000A，国外最大到20000A。 常见固定式磁粉探伤机型号：（2000A-12000A）CEW-2000、CEW-2000A、CEW-4000、CEW-10000。 常见固定式磁粉探伤机特点：两磁化卡头间最大距离从1米到4.5米。该类设备可进行周向磁化、纵向磁化，有些还可进行复合磁化。该类设备可分别进行交流或直流退磁，或交直流全自动退磁。设备上均装有磁悬液循环和喷洒装置。该类设备有的还配有支杆触头，通过软电缆连接，软电缆另外还可实行绕电缆法探伤。,磁化电源 是探伤机的核心，其作用是提供磁化电流（包括交流电和直流电），使工件磁化。 磁化电源主要结构：调压器和主变压器。调压器将 不同的电压输送给主变压器，主变压器是降压变压器，提 供低电压大电流，电流（交流电或整流电）直接通过工件 或通过穿入工件内孔的中心导体或者通入线圈，对工件磁 化。 调压器分为：自耦调压和晶闸管调压。 磁化电源的输出电流可借助磁化卡头、线圈或电缆进行周向磁化、纵向磁化或多向磁化 螺管线圈：进行纵向磁化和退磁。 断电相位控制器：剩磁法时交流探伤机必须配备。,工件卡持装置：磁化卡头和触头。卡头上应包上铅垫或铜编制网。 指示装置：电流表、电压表。 电流表至少半年校验一次。当设备进行重要电气修理、周期大修或损坏时，应进行校验。 照明装置 退磁装置,移动式磁粉探伤机 额定电流一般为5008000A。 组成 主体是磁化电源，可提供交流和单相半波整流 电的磁化电流。 附件有：触头、夹钳）及线圈（开合式或闭合 式 ） 、软电缆等。 磁化方法：触头法、夹钳通电法、线圈法,常见移动式磁粉探伤机型号：（3000-6000A）CED3000、CED5000。 常见移动式磁粉探伤机特点：与固定式相比，无磁悬 液循环和喷洒装置、磁化卡头。由于重量较重，一般装有 滚轮，可来回移动。 若使用软电缆，随着电缆的延长，检验部位的电流 值会显著降低，若采用触头法，应在手柄上安装微型开 关，以控制磁化电流的时间。另外，移动式磁粉探伤机还 具备自动退磁功能。,移动式装置检验应用中大都采用直径12mm的柔 性胶皮绝缘电缆。在电缆长为510m时，提供的电 流几何与额定电流相等。但随着电缆的延长，检 验部位的电流值将显著下降。 例如，一台4kA的磁探机在装上两根30m厂的电 缆后，由于电阻的作用，检测部位电流仅1kA。,常见便携式磁粉探伤机（包括小型磁粉探伤机）：额定电流：500-2000A CXE 交叉磁轭旋转磁场仪、 CEE 交直流电磁轭型、CJE 型交流电磁轭、 CJX-500、CJX-1000、 CJX-2000 交流磁粉探伤仪 常见便携式磁粉探伤机的分类： 电磁轭（包括交流、直流） ：非电接触，不会产生电弧和烧伤。,交叉磁轭（包括空间交叉、平面交叉） ： 两个轭状的电磁铁以一定的夹角进行空间交叉或平面 交叉组合而成，并由不同相位的两组交流电励磁的磁化装 置构成。两个电磁轭产生的两个正弦交变磁场叠加后，产 生一个方向随时间变化的椭圆形旋转磁场。 永久磁铁： 用于没有电源的探伤场地。 小型磁粉探伤机： 带有支杆触头和电缆，电缆可绕 成线圈进行进行纵向磁化。此探伤机可属于小型移动磁粉 探伤机。,常见便携式磁粉探伤机的特点： 体积小、重量轻、特别适合于野外和高空作 业，是特种设备检测的最常用仪器。 常见便携式磁粉探伤机的综合技术要求： 主要是考察提升力和灵敏度。 当磁轭极间距最大时，交流电磁轭至少45N， 直流电磁轭至少177N，交叉电磁轭至少118N（间 隙为0.5mm）。,常用典型设备 特种设备磁粉检测中最常用的设备有带触头的 小型磁粉探伤仪、电磁轭、交叉磁轭或永久磁铁 等。这些设备具有重量轻、体积小、携带方便、 结构简单和探伤效果好等特点。,1. CJE交流电磁轭探伤仪、CEE交直流电磁轭探伤仪 通过改变磁轭方向来检查焊缝的纵向和横向缺陷，还 可以进行退磁。 锅炉压力容器焊缝磁粉检测，最好选用交流电磁轭。 厚度6mm的压力管道焊缝磁粉检测，最好选用直流电磁 轭。 2. CXE系列交叉磁轭施转磁场探伤仪 交叉磁轭是由两个轭状的电磁铁以一定夹角进行空间 交叉或平面交叉组合而成，并由不同相位的两组交流电激 磁的磁化装置。常用的有十字交叉磁轭探伤仪和平面交叉 磁轭探伤仪，如图5-4和图5-5所示。,图4-4 十字交叉磁轭 图4-5 平面交叉磁轭,十字交叉磁轭探伤仪是由两个交叉的形电磁 轭构成，三相交流电经降压后由任意两相供电给 电磁轭，一路Ua供激磁线圈L1和L2，另一路Ub， 供激磁线圈L3和L4，Ua和Ub有120°的相位差， 由这两个电磁轭产生的两个正弦交变磁场叠加 后，产生一个方向随时间变化的椭圆形旋转磁场. 平面交叉磁轭探伤仪是由两个型铁芯和一公 用铁芯组合而成，常采用三相交流电中的任意两 相作激磁电源供电，相位差为120°时，可以使交 叉磁轭的公用铁芯的横截面积与两相磁路相等， 这样，设计简单，并且减轻磁轭重量。,3. CJX500型、1000型和2000型交流磁粉探伤仪 这类设备用两电极触头通交流电，进行周向磁 化，带有开合及闭合线圈或者用绕电缆法进行纵 向磁化和退磁。可根据检测所需磁化电流大小， 选用CJX500型（即周向磁化电流最大，为500A）, 1000型和2000型，合适轻便的仪器。,4. CJD和CED系列移动式磁粉探伤仪 CED3000型是移动式探伤仪，其主电路原理方 框图如5-6所示。主电路采用可控硅交流调压，主 变压器降压输出。可控硅接在主变压器电源一 侧，只要用移相控制的触发电路，使控制角随触 发脉冲的移相而改变，就可连续调节或自动调节 磁化或退磁电流，可控硅又是无触点开关，噪声 小、寿命长，由逻辑电路控制的触发脉冲触发可 控硅使断电相位得到控制，用剩磁法检验不会造 成漏检。,图5-6 CED-3000型探伤仪主电路图,5. CZQ6000型直流探伤超低频退磁机 CZQ系列固定式探伤机具有三相全波直流探伤和超低频退磁功能，设备的特点是： (1) 具有三相全波整流电波形，输出平滑的大电流，能检测工件表面和近表面较深的缺陷，磁化电流0A6000A连续可调。 (2) 机内装有集成时序逻辑电路控制的衰减式超低频自动退磁装置，退磁大电流0A6000A连续可调，退磁效果好。 (3) 磁化电流和退磁电流均可预选，并用数字式电表显示。 (4) 机内装有集成电路能使电流自动调节，保持电流基本不变。 (5) 机内装有集成时序电路构成的时间控制电路，对2500A以上电流进行不同工作周期的控制。 (6) 采用可控硅带平稳电抗器的双星形整流和退磁主电路，工作噪声很小。 (7) 退磁电流频率分为三挡：0.39Hz、1.56Hz、3.12Hz。退磁一次的时间分三挡：0s15s、 0s30s和0s60s。,6. SQT-I型旋转磁场多功能曲轴探伤机 7.全自动磁粉检测装置 不需任何人工操作，试件的自动装卸和定位、自动磁化、与磁化周期对应，自动定时施加磁悬液、对磁痕的自动检测和标记、对工件自动退磁、对显示的自动解释和分选，其中自动磁化由计算机控制磁场方向、励磁电流的种类和大小、磁化时间等。半自动磁粉检测装置仅指全自动装置中的磁痕检测和判断仍由检测人员进行。,5.5 测量仪器 毫特斯拉计（高斯计）： 利用霍尔效应制造的霍尔元件做成的测量磁场 强度的仪器。1T=10000Gs。测量时要转动探 头，使指示值最大，读数才正确。 常用仪器有GD-3（高斯计）和CT-3毫特斯计。 袖珍式磁强计：主要用于测退磁后的剩磁大小。 常用仪器有 XCJ-A（精度0.1mT）、 XCJ-B （精度0.1mT即Gs） XCJ-C （精度0.05mT） 。,3 照度计 测量被检工件表面的可见光照度。 常用仪器有： ST-85和ST-80C型， 量程是0199900 lx，分辨：0.1lx。 4 黑光辐照计：测量波长320400nm，中心波长365nm的黑光辐照度。 常用仪器为UV-A。,5 通电时间测量器 6 弱磁场测量仪 8×10-4A/m 仪器型号：RC-1 7 快速断电试验器 8 磁粉吸附仪,第6章 磁粉检测工艺 1. 检测记录 进行检测的见证，执行工艺卡的见证， 检测报告的来源 信息要全，超过报告的信息，能够使检测 过程重现,2. 检测报告 检测的正式结果 (1) 委托单位、被检工件名称和编号； (2) 被检工件材质、坡口型式、焊接方法热处理状态及表面状态； (3) 检测装置的名称和型号； (4) 磁粉种类及磁悬液浓度和施加磁粉的方法； (5) 磁化方法及磁化规范； (6) 检测灵敏度检验及标准试片、标准试块； (7) 磁痕记录及工件草图（或示意图）； (8) 检测结果及质量等级评定、检测标准名称和验收等级 (9) 检测人员和责任人员签字及其技术资格； (10) 检测日期。,10 磁粉检测报告（JB/T4730.42005） 磁粉检测报告至少应包括以下内容： a） 委托单位； b） 被检工件：名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊 接方法和热处理状况； c） 检测设备：名称、型号； d） 检测规范：磁化方法及磁化规范，磁粉种类及磁悬液浓度和施加磁粉的方法， 检测灵敏度校验及标准试片、标准试块； e）磁痕记录及工件草图（或示意图）； f）检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级； g）检测人员和责任人员签字及其技术资格； h）检测日期。,第7章 磁痕分析与质量分级 相关显示（缺陷显示） 磁粉检测时由于缺陷（裂纹、未熔合、气孔和 夹渣等）产生的漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示. 非相关显示 由工件截面突变和材料磁导率差异产生的漏磁 场吸附磁粉形成的磁痕显示. 伪显示 不是由漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示. 其中只有相关磁痕影响工件的使用性能。,7.2 伪显示 伪显示产生的原因： 1. 工件表面粗糙，磁粉堆积； 2. 表面油污等粘附磁粉； 3. 磁悬液中的纤维物线头； 4. 工件表面氧化皮、锈蚀、油漆皮滞流磁粉； 5. 工件上形成排液沟滞留磁粉； 6. 磁悬液浓度过大，施加方式不当造成背景过 度。 伪显示的鉴别：漂洗或擦除后重新检验不再出现.,7.3 非相关显示 产生的原因 1. 磁极和电极附近的漏磁场，鉴别方法改变极位置，不 再出现； 2. 工件截变面突变，鉴别方法根据工件的几何形状同一 部位出现； 3. 磁写，两个已磁化的工件相接触或已磁化的工件与铁磁性材料接触、碰撞致使此部位的磁场改变形成漏磁场 4. 工件磁导率不均匀，包括两种材料交界面； 5. 局部冷作硬化（导致磁导率变化） ； 6. 金相组织不均匀（导致磁导率变化） ； 7. 磁化电流过大，金属流线显示出来 。,非相关磁痕 冶金性质 合金和硬度 接触磁痕（磁写）与钢印标记 结构磁痕 尖角、键槽等 异种合金与焊接接头,7.4 相关显示 缺陷产生的磁痕显示。 缺陷按形成时期分为： 1.原材料缺陷； 2.加工缺陷（冷和热加工）； 3.使用后产生的缺陷。,7.4.1 原材料缺陷 钢材冶炼在铸锭结晶时产生的缩管、气孔、金 属和非金属夹杂物及钢锭上的裂纹等。,7.4.2 热加工缺陷 指钢材经热加工处理，如锻造、轧制、铸 造、焊接和热处理后产生的缺陷。 1.锻钢缺陷 锻造裂纹,锻造折叠 折叠是鍛造加工特有的缺陷。,白点：氢致裂纹 磁痕特征是：在横断面上，白点磁痕呈锯齿状或短的曲 线状，中部粗，两头尖呈辐射状分布，如左图所示。在纵 向剖面上，磁痕沿轴向分布，呈弯曲状或分叉，磁痕浓密 清晰，如右图所示。,2.轧制件缺陷磁痕 发纹（不是裂纹）：夹杂物和气孔拉长时形成 发纹分布在工件截面的不同深度处，呈连续或断续的直 线（锻件中的发纹沿金属流动方向分布，有直线和弯曲线 状），长短不等，长者可达数十毫米，磁痕清晰而不浓 密，两头是圆角，擦掉磁痕，目视发纹不可见。,分层：是钢板中常见的缺陷。 分层的特点是与轧制 面平行，磁痕清晰， 呈连续或断续的线状。,拉痕 由于模具表面光洁度不高、残留有氧化皮或润 滑条件不良等原因，在钢材通过轧制设备时，便 会产生拉痕，也叫划痕。划痕呈直线沟状，肉眼 可见到沟底，分布于钢材的局部或全长。宽而浅 的拉痕探伤时不吸附磁粉，但较深者会吸附磁粉。 鉴别时应转动工件观察磁痕，若沟底明亮不吸 附磁粉，即为划痕。,3.铸钢缺陷 铸造裂纹：金属液在铸型内凝固收缩过程中，表 面和内部冷却速度不同会产生很大的铸造应力， 当该应力超过金属强度极限时，铸件便产生破裂。 根据破裂时温度高低分为热裂纹和冷裂纹。 热裂纹：12001400°C 冷裂纹：200400°C,铸造热裂纹,铸造冷裂纹,疏松：铸造特有的缺陷。,冷隔：铸造特有的缺陷。,4.焊接件缺陷磁痕显示 （1）焊接裂纹 焊缝中原子结合遭到破坏，形成新的界面而产 生的缝隙称为焊接裂纹。按裂纹的产生温度分为 焊接热裂纹和焊接冷裂纹。 1）焊接热裂纹 热裂纹一般产生在11001300高温范围内的焊缝熔 化金属内，焊接完毕即出现，沿晶扩展，有纵向、横向或 弧坑裂纹，露出工件表面的热裂纹断口有氧化色。热裂纹 浅而细小，磁痕清晰而不浓密。,2）焊接冷裂纹 冷裂纹一般产生在100300低温范围内的热影响区 （也有在焊缝区的），主要是由于承压设备常用的低合金 高强度钢属于易淬火钢一类，在焊接过程中，若因措施不 当使得焊缝中存在淬硬组织，或未严格按工艺要求进行焊 接，使焊缝中有较高的氢含量，或有较大的焊接残余应 力，则焊缝容易产生冷裂纹，其中延迟裂纹是一种常见形 式。它不是焊后立即形成，而是在焊后几小时甚至十几小 时或几天后才出现。冷裂纹可能是沿晶开裂、穿晶开裂或 两者混合出现，断口未氧化，发亮。冷裂纹多数是纵向 的，一般深而粗大，磁痕浓密清晰。容易引起脆断，危害 极大。磁粉检测一般应安排在焊后24h或36h后进行。 对焊缝边缘的裂纹，常因与焊缝边缘下凹所聚集的磁 粉相混而不易观察，当将凹面打磨平后，还有磁粉堆积 时，可作裂纹缺陷判断。,（2）未焊透 母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部称为未 焊透。它是由于焊缝电流小，母材未充分加热和焊根清理 不良等原因产生的，磁粉检测只能发现承压设备上埋藏浅 的未焊透，磁痕松散、较宽。 （3）气孔 焊缝上的气孔是在焊接过程中，气体在熔化金属冷却 之前来不及逸出而保留在焊缝中的孔穴，多呈圆形或椭圆 形。它是由于母材金属含气体过多，焊药潮湿等原因产生 的。有的单独出现，有的成群出现，其磁痕显示与铸钢件 气孔相同。 （4）夹渣 夹渣是在焊接过程中熔池内未来得及浮出而残留在焊接 金属内的焊渣。多呈点状（椭圆形）或粗短的条状，磁痕 宽而不浓密。,焊接裂纹,焊接裂纹,焊接裂纹,焊接裂纹,未焊透,5.热处理缺陷 淬火裂纹,7.4.3 冷加工产生的缺陷 冷加工指在常温下对工件加工，如产生磨削裂 纹和矫正裂纹等。 1. 磨削裂纹：裂纹方向一般与磨削方向垂直 磨削裂纹磁痕呈网状、鱼鳞状、放射状或平行 线状分布，渗碳表面产生的多为龟裂状。 磨削裂纹一般比较浅，磁痕轮廓清晰，均匀而 不浓密。,磨削裂纹,2.矫正裂纹 变形工件校直过程中产生的裂纹称为矫正裂纹 或校正裂纹。校直过程施加的压力会使工件内部产生塑性变形，在应力集中处产生与受力方向垂直的矫正裂纹，裂纹中间粗，两头尖，呈直线形或微弯曲，一般单个出现，磁痕浓密清晰。,7.4.4 使用后产生的缺陷 主要有疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹。 1. 疲劳裂纹 工件在使用过程反复受到交变应力的作用，工 件内原有的小缺陷、带有表面划伤、缺口和内部 孔洞的结构都可能形成疲劳源，产生的疲劳裂缝 称为疲劳裂纹。疲劳裂纹一般都产生在应力集中 部位，其方向与受力方向垂直，中间粗，两头 尖，磁痕浓密清晰。,疲劳裂纹,2. 应力腐蚀裂纹 工件材料在特定腐蚀介质和拉应力共同作用下 产生的裂纹称为应力腐蚀裂纹。 由于工件金属材料受到外部介质（雨水、酸、 碱、盐等）的化学作用产生腐蚀坑，起到缺口作 用造成应力集中，成为疲劳源，进一步在交变应 力作用下不断扩展（期间腐蚀作用也在不断进 行），最终导致腐蚀开裂。应力腐蚀裂纹与应力 方向垂直，磁粉检测时，对腐蚀表面要清理好， 磁痕显示浓密清晰。,应力腐蚀裂纹,7.4.5 电镀产生的缺陷 工件材料在电镀时由于氢脆产生的裂纹称为脆 性裂纹。脆性裂纹的磁痕特征是：一般不单个出 现，都是大面积出现，呈曲折线状，纵横交错， 磁痕浓密清晰。,7.4.6 常见缺陷磁痕显示比较 1. 发纹和裂纹缺陷磁痕显示 发纹和裂纹缺陷虽然都是磁粉检测中最常见的 线性缺陷，但对工件使用性能的影响却完全不 同，发纹缺陷对工件使用性能影响较小，而裂纹 的危害极大，一般都不允许存在。因此对它们进 行对比分析，提高识别能力十分重要，发纹和裂 纹缺陷的对比分析见表7-1。,表7-1 发纹和裂纹缺陷的对比分析,表面缺陷磁痕显示浓密清晰、瘦直、轮廓清 晰，呈直线状、弯曲线状或网状，磁痕显示重复 性好。（主要指裂纹） 近表面缺陷是指工件表面下的气孔、夹杂物、 发纹和未焊透等缺陷，因缺陷处于工件近表面， 未露出表面，所以磁痕显示宽而模糊，轮廓不清 晰。磁痕显示与缺陷性质与埋藏深度有关。,7.5 JB/T4730.4-2005 磁粉检测质量分级 7.5.1 磁痕分类 相关显示、非相关显示和伪显示。 条状磁痕、圆形磁痕 横向缺陷、纵向缺陷 7.5.2 磁粉检测质量分级 1. 不允许存在的缺陷 （1）不允许存在任何裂纹和白点； （2）紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。,磁粉检测图谱,第8章 磁粉检测应用 8.1 焊接件磁粉检测 8.1.1 检测内容 1. 坡口：裂纹和分层 坡口面和钝边区域 2. 焊接过程中的检测 层间检测：太高温度时不能检测 电弧气刨面（清根和返修时）,3. 焊缝检测 焊缝检测的目的主要是检测焊接裂纹等焊接缺 陷。检测范围应包括焊缝金属及母材的热影响区, 热影响区的宽度大约为焊缝宽度的一半。因此, 要 求检测的宽度应为两倍焊缝宽度。 4.机械损伤部位的检测 在组装过程中，往往需要在焊接部件的某些位 置焊上临时性的吊耳和卡具，施焊完毕后要割 掉，在这些部位有可能产生裂纹，需要检测。这 种损伤部位的面积不大，一般从几平方厘米到十 几平方厘米。,8.1.2 检测方法选择 大型焊接结构使用便携式设备； 小型焊接件可用固定式设备。 一般根据焊接件的结构形状、尺寸、检测的内容和范围等具体情况来选择。 磁轭法、触头法、绕电缆法、交叉磁轭法,8.1.3 焊接件检测实例 1. 坡口检测 触头法：利用触头法沿坡口纵长方向通电磁化， 最有利于检测与电流方向平行的分层和裂纹。 交叉磁轭法：,2. 电弧气刨面的检测,3. 对接焊缝的检测 曲率半径大时，可用磁轭和交叉磁轭，要保证磁极与工件表面良好接触。 磁轭法检测如下：,使用交叉磁轭时应注意以下问题： (1) 磁极端面与工件表面的间隙不宜过大； (2) 交叉磁轭的行走速度要适宜； 与其他方法不同，使用交叉磁轭时通常是连续行走检测。而且 从检测效果来说，连续行走检测比固定不动检测不仅效率高， 而且可靠性高。只要操作无误，不会造成漏检。 交叉磁轭相对于工件作相对移动，也就是磁化场随着交叉磁轭 在工件表面移动。对于在工件表面有效磁化场内的任意一点来说， 始终在一个变化着的旋转磁场作用下，因此在被探面上任意方向的 裂纹都有与有效磁场最大幅值正交的机会，从而得到最大限度的缺 陷漏磁场，这就是使用交叉磁轭旋转磁场探伤的独特之处，是其他 磁化方法所不及的。 交叉磁轭行走速度最快不超过4m/min，灵敏度和行走速度应 根据标准试片上的磁痕显示来确定。,(3) 磁悬液的喷洒原则 为了避免磁悬液的流动而冲刷掉缺陷上已经形 成的磁痕，并使磁粉有足够时间聚集到缺陷处， 喷洒磁悬液的原则是：在检测球罐环缝时，磁悬 液应喷洒在行走方向的前上方，如图8-5所示；在 检测球罐的纵缝时，磁悬液应喷洒在行走方向的 正前方，如图8-6所示。,磁悬液喷洒方向,(4) 观察磁痕在磁轭通过后尽快进行 用交叉磁轭检测时通常是在交叉磁轭通过检测 部位之后，尽快观察辨认有无缺陷磁痕，以免磁 痕显示被破坏。,如果工件的曲率半径太小，采用磁轭法和交叉磁轭法 不能保证磁极和工件的良好接触，例如小直径的管子对接 焊缝，应采用触头法和电缆缠绕法磁化。,缠绕电缆法,T型焊接接头的检测 可用带有活动关节的电磁轭或触头法磁化。,角接接头的检测 通常采用触头法，应注意工件过热和打火烧伤。 当工件曲率半径较大时，可用磁轭法，但要保 证接触良好。,对于管板角焊缝和管管角焊缝的纵向缺陷可 用绕电缆法检测，一次可检测所有的纵向缺陷， 并且非电接触，方法简单，灵敏度高。应控制焊 缝与电缆之间的间距a，一般有20mma50mm, 同时采用标准试片确认磁化规范。,8.4 特种设备在用与维修件磁粉检测 磁粉检测在特种设备定期检验中的重要性 定期检验主要是检查使用过程中发现的缺陷， 就是各种各样的表面裂纹（尤其是内表面）。而 特种设备几乎都是铁磁性材料制造的，因此，对 于特种设备定期检验，磁粉检测是最好的方法， 应用最为广泛。,检测特点： （1）既然检测的目的主要是为了检查疲劳裂纹和应力腐 蚀裂纹等使用缺陷，所以检测前，要充分了解工件 在使用中的受力状态、应力集中部位、易开裂部位 以及裂纹的方向。 （2）疲劳裂纹一般出现在应力最大部位，因此，在许多 情况下，只需要进行局部检查。特别是不能拆卸的 组合件只能局部检测。 （3）常用的磁粉检测方法是触头法、电磁轭法、线圈法 （绕电缆法）等，已拆卸的小工件也常常利用固定式 检测机进行全面检验。 （4）对于不可接近或视力不可达的部位，可使用内窥镜 配合检验。对于危险孔，最好采用磁粉检测橡胶 铸型法。,（5）许多维修件有镀层或漆层，须采用特殊的检 测工艺，必要时要除掉表面覆盖层。 （6）磁粉检测后往往需要记录磁痕，以观察疲劳 裂纹的扩展。,检测要求 （1）对在用承压设备进行磁粉检测时，如制造时采用高强度钢以及对裂纹（包括冷裂纹、热裂纹、再热裂纹）敏感的材料；或是长期工作在腐蚀介质环境下，有可能发生应力腐蚀裂纹的场合，宜采用荧光磁粉检测方法进行检测。 （2）对装过易燃易爆材料的容器，决不能使用通电法和触头法在容器内对焊缝的磁粉检测，以防打火引起燃烧或爆炸，内部清理和表面预处理很重要。,检测实例 1. 球形储罐的开罐检测 （1）检测部位 （2）表面清整 （3）检测操作 a 检测环缝时,交叉磁轭跨在焊 缝上连续行走检测,检测纵缝 时,要自上而下. b 接管角焊缝用触头或磁轭法 检测 c 母财损伤部分用磁轭法 d 柱腿与球罐的角焊缝用触头 或绕电缆,2. 高压螺栓 定期检测时,重点是横向裂纹, 对螺栓有更大的危害性。 一般推荐使用：线圈法纵向磁化，采用湿法、剩磁法和低浓度的荧光磁悬液检测，要反复施加磁悬液，既要使螺纹部分缺陷清晰，又要衬度好。 制造检测时，还要检测纵向缺陷。,第9章 质量控制与安全防护 经典质量控制：人、机、料、法、环。 现代质量管理：全过程控制，全员参与,9.1.1 人员控制 1、培训，考核与取证专业技能 2、视力要求 3、人力资源配备、储备和开发 配备适当的人力资源，遵守法律和法规， 持证上岗，有技术和经验 4、人员的职业道德教育,5、人员技术业绩档案 技术工作简历表； 学历、资格、技能等级证书； 上岗培训考核记录； 历年工作考核记录； 历年培训和考核记录； 技术业绩的资料：事故处理、制定标准、发表论文、 研究成果； 检测质量方面的奖惩记录等,9.1.2设备的质量控制 保证检测用仪器设备的完好，国际通用的做法 ASNI Z-540或者 ISO10012 电流表精度校验，至少半年一次；（ ASNT 每年至少一次 ） 设备内部短路检查，至少每年一次，将磁化电流调节到经常使用的最大电流，卡头之间不夹任何导体，通电后电流表的指针不动则说明无短路；（ASNT 每天） 电流载荷校验，即检查所输出的最小和最大磁化电流值，至少每年一次； （ASNT 每天校验最大值）,通电时间校验，至少每年一次，检查控制磁化电流的持续时间，要求控制在0.51S； （ASNT 半年） 电磁轭提升力校验，至少半年一次； 黑光辐照计、照度计、磁场强度计、毫特斯拉计、袖珍式电秒表至少每年一次。,仪器设备的配备要合理 仪器设备材料的采购管理 合格供应商，采购计划，合同，验收等 仪器设备档案 设备名称、唯一性标识；出厂资料；接收和验收记录；设备说明书； 检定和 校准证书；维护保养计划；故障、维修记录；设备操作规程；设备状态等 仪器设备使用管理 仪器设备的检定校准 强检和自检 消耗材料的管理 设备的强制检验和校准 计量法、计量法实施细 则的规定 强检目录 实验室认可的规定,9.1.3材料的质量控制 磁悬液浓度测定：对于新配制的磁悬液浓度应符合下表要求。 对于在固定式探伤机上循环使用的磁悬液，浓度一般采用梨形沉淀管，用以测量容积的方法来测定，每天开始检验前进行。,测定方法是： (1) 充分搅拌磁悬液，取100ml注入沉淀管中； (2) 对沉淀管中磁悬液退磁（新配制的除外）； (3) 水磁悬液静置30min，油磁悬液静置60min，变压器油磁悬液静置24h；