磁粉檢測(cè)課程設(shè)計(jì)模板

1、 磁粉檢測(cè)課程設(shè)計(jì)課題：帶齒軸的磁粉檢測(cè) 學(xué)院：測(cè)試與光電工程 班級(jí)：100815 姓名：韓志偉 指導(dǎo)老師：周瑞琪 二零一三年十月二十三日 測(cè)試與光電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 測(cè)控 系 100815 班 學(xué)生 韓志偉 學(xué)號(hào) 10081515 課題名稱： 帶齒軸 的磁粉檢測(cè)課題設(shè)計(jì)要求：1. 編制所指定工件的磁粉探傷工藝規(guī)程，工藝卡。2. 說明編制規(guī)程、工藝卡所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)的條目，所選擇參數(shù)的計(jì)算方法和過程。3. 通過實(shí)踐驗(yàn)證所編的規(guī)程、工藝卡的合理性和可靠性，如不能正確檢測(cè)缺陷，則對(duì)所編規(guī)程進(jìn)行修改，直到能檢出。分析影響檢測(cè)結(jié)果的相關(guān)因素，根據(jù)自己的實(shí)際的檢測(cè)過程，重點(diǎn)分析其中一種的原因以及解決方

2、法。4.根據(jù)自己選定的標(biāo)準(zhǔn)中的驗(yàn)收規(guī)定，對(duì)缺陷定量、定性、定位。課題內(nèi)容：1. 給定定工件實(shí)物名稱、材料、熱處理狀態(tài)等。2. 根據(jù)磁粉檢測(cè)原理和工藝步驟，設(shè)計(jì)探傷規(guī)程和工藝卡。3. 編寫設(shè)計(jì)根據(jù)和原理說明。4. 對(duì)實(shí)物進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，或做修改，反復(fù)，達(dá)到設(shè)計(jì)上合理，實(shí)踐上可行的要求。5. 撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告（內(nèi)含工件的檢測(cè)報(bào)告）。進(jìn)度安排：1. 周一安排任務(wù)，任務(wù)說明2. 周二周四，查閱資料，設(shè)計(jì)。3. 周四周五答疑，驗(yàn)證確定設(shè)計(jì)任務(wù)。主要參考資料:1. HB72-98航空制件磁粉檢測(cè)2. JB4730-2005 特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)3. 任吉林等編 電磁檢測(cè)科學(xué)出版社 2008年系負(fù)責(zé)

3、人：陸 銘 慧 指導(dǎo)教師：周 瑞 琪 2013年9月 帶齒軸的磁粉檢測(cè) 學(xué)生姓名：韓志偉 學(xué)號(hào)：10081515 指導(dǎo)老師：周瑞琪 摘要：磁粉檢測(cè)是利用鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變 而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度的。本次課程設(shè)計(jì)利用熒光磁粉的方法對(duì)帶齒軸表面及近表面的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。關(guān)鍵詞：帶齒軸、鐵磁性材料、磁粉檢測(cè)、缺陷、漏磁場(chǎng) 指導(dǎo)老師簽名： 磁粉檢測(cè)課程設(shè)計(jì) 帶齒軸的磁粉檢測(cè)目錄前言11 磁粉探傷工藝規(guī)程21.1 磁粉檢測(cè)程序21.2 磁粉檢測(cè)設(shè)

4、備21.3 磁化規(guī)范31.4 磁痕的分類和處理51.5 缺陷磁痕的觀察51.6 退磁61.7 磁粉檢測(cè)質(zhì)量分級(jí)61.8 磁粉檢測(cè)報(bào)告72磁粉檢測(cè)工藝卡83磁粉探傷工藝編制說明104 實(shí)際檢測(cè)144.1 檢測(cè)結(jié)果144.2 影響檢測(cè)結(jié)果的因素145 總結(jié)146 致謝157 參考文獻(xiàn)15前言隨著科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)水平較以往有了很大的提高。隨著工業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。在產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用過程中，對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)力度也逐漸加大。通常我們采用常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法對(duì)我們的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)我們的產(chǎn)品質(zhì)量作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。帶齒軸是一個(gè)關(guān)鍵性的零件，在生產(chǎn)和使用過程中必須對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。本文介紹了

5、利用磁粉檢測(cè)方法對(duì)帶齒軸進(jìn)行檢測(cè)，敘述了檢測(cè)的條件的選擇，并給出了相應(yīng)的檢測(cè)報(bào)告。1 磁粉探傷工藝規(guī)程1.1 磁粉檢測(cè)程序磁粉檢測(cè)程序如下：1. 預(yù)處理；2. 磁化；3. 施加磁粉或磁懸液；4. 磁痕的觀察與記錄；5. 缺陷評(píng)級(jí)；6. 退磁；7. 后處理。1.2 磁粉檢測(cè)設(shè)備1.2.1斷電相位控制器 采用剩磁法檢測(cè)時(shí)，交流探傷機(jī)應(yīng)配備斷電相位控制器。1.2.2 黑光輻照度及波長(zhǎng)當(dāng)采用熒光磁粉檢測(cè)時(shí)，使用的黑光燈在工件表面的黑光輻照度應(yīng)大于或等于1000W/cm2，黑光的波長(zhǎng)應(yīng)為320nm400nm，中心波長(zhǎng)約為365nm。黑光源應(yīng)符合GB/T 16673的規(guī)定。1.2.3 退磁裝置 退磁裝置應(yīng)

6、能保證工件退磁后表面剩磁小于或等于0.3mT（240A/m）。1.2.4 磁懸液磁懸液濃度應(yīng)根據(jù)磁粉種類、粒度、施加方法和被檢工件表面狀態(tài)等因素來(lái)確定。一般情況下，磁懸液濃度范圍應(yīng)符合表1的規(guī)定。測(cè)定前應(yīng)對(duì)磁懸液進(jìn)行充分的攪拌。 表1 磁懸液濃度磁粉類型配制濃度（g/L）沉淀濃度（含固體量：mL/100mL）非熒光磁粉10251.22.4熒光磁粉0.53.00.10.41.3 磁化規(guī)范1.3.1 磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度可以用以下幾種方法確定： a） 用磁化電流表征的磁場(chǎng)強(qiáng)度按3.8.6.13.8.6.3所給出的公式計(jì)算；b） 利用材料的磁特性曲線，確定合適的磁場(chǎng)強(qiáng)度；c） 用磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)測(cè)量施加在工件

7、表面的切線磁場(chǎng)強(qiáng)度。連續(xù)法檢測(cè)時(shí)應(yīng)達(dá)到2.4 kA/m4.8kA/m，剩磁法檢測(cè)時(shí)應(yīng)達(dá)到14.4kA/m。d） 用標(biāo)準(zhǔn)試片（塊）來(lái)確定磁場(chǎng)強(qiáng)度是否合適。1.3.2 軸向通電法和中心導(dǎo)體法的磁化規(guī)范表3 軸向通電法和中心導(dǎo)體法磁化規(guī)范檢測(cè)方法磁化電流計(jì)算公式交流電直流電、整流電連續(xù)法I=（815）DI=（1232）D剩磁法I=（2545）DI=（2545）D注：D為工件橫截面上最大尺寸，mm。中心導(dǎo)體法可用于檢測(cè)工件內(nèi)、外表面與電流平行的縱向缺陷和端面的徑向缺陷。外表面檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡量使用直流電或整流電。1.3.3 偏置芯棒法當(dāng)使用中心導(dǎo)體法時(shí)，如電流不能滿足檢測(cè)要求時(shí)應(yīng)采用偏置芯棒法進(jìn)行檢測(cè)，芯棒

8、應(yīng)靠近內(nèi)壁放置，導(dǎo)體與內(nèi)壁接觸時(shí)應(yīng)采取絕緣措施。每次有效檢測(cè)區(qū)長(zhǎng)度約為4倍芯棒直徑（見圖8）,且應(yīng)有一定的重疊區(qū)，重疊區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)不小于有效檢測(cè)區(qū)的10%（0.4d）。磁化電流仍按表3中公式計(jì)算，式中D的數(shù)值取芯棒直徑加2倍工件壁厚。H磁場(chǎng)；F缺陷圖8 偏置芯棒法檢測(cè)有效區(qū)1.3.4 剩磁法檢測(cè)的線圈法磁化規(guī)范進(jìn)行剩磁法檢測(cè)時(shí)，考慮L/D的影響，推薦采用空載線圈中心的磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)不小于下表中所列數(shù)值?？蛰d線圈中心的磁場(chǎng)強(qiáng)度值L/D磁場(chǎng)強(qiáng)度（kA/m）>2528>51020>1012圓盤狀工件361.4 磁痕的分類和處理磁痕顯示分為相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示和偽顯示。長(zhǎng)度與寬度之比大于3的

9、缺陷磁痕，按條狀磁痕處理，長(zhǎng)度與寬度之比不大于3的磁痕，按圓形磁痕處理。長(zhǎng)度小于0.5mm的磁痕不計(jì)。兩條或兩條以上缺陷磁痕在同一直線上且間距不大于2mm時(shí)，按一條磁痕處理，其長(zhǎng)度為兩條磁痕之和加間距。缺陷磁痕長(zhǎng)軸方向與工件（軸類或管類）軸線或母線的夾角大于或等于30。 時(shí)，按橫向缺陷處理，其它按縱向缺陷處理。1.5 缺陷磁痕的觀察缺陷磁痕觀察應(yīng)在磁痕形成后立即進(jìn)行。熒光磁粉檢測(cè)時(shí)，所用黑光燈在工件表面輻照度大于或等于1000W/cm2，黑光波長(zhǎng)應(yīng)在320nm400nm范圍內(nèi)，缺陷磁痕顯示評(píng)定應(yīng)在暗室或暗處進(jìn)行，暗室或暗處可見光照度應(yīng)不大于20lx。檢測(cè)人員進(jìn)入暗區(qū)，至少經(jīng)過3min的暗室適應(yīng)

10、后，才能進(jìn)行熒光磁粉檢測(cè)。觀察熒光磁粉檢測(cè)顯示時(shí)，檢測(cè)人員不準(zhǔn)戴對(duì)檢測(cè)有影響的眼鏡。除能確認(rèn)磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不當(dāng)造成的之外，其它磁痕顯示均應(yīng)作為缺陷處理。當(dāng)辨認(rèn)細(xì)小磁痕時(shí)，應(yīng)用2倍10倍放大鏡進(jìn)行觀察。缺陷磁痕顯示記錄，缺陷磁痕的顯示記錄可采用照相、錄相和可剝性塑料薄膜等方式記錄，同時(shí)應(yīng)用草圖標(biāo)示。1.6 退磁1.6.1 交流退磁法將需退磁的工件從通電的磁化線圈中緩慢抽出，直至工件離開線圈1m以上時(shí)，再切斷電流?；?qū)⒐ぜ湃胪姷拇呕€圈內(nèi)，將線圈中的電流逐漸減小至零或?qū)⒔涣麟娭苯油ㄟ^工件并逐步將電流減到零。1.6.2 剩磁測(cè)定工件的退磁效果一般可用剩磁檢查儀或磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)測(cè)

11、定。剩磁應(yīng)不大于0.3mT（240A/m），或按產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定。1.7 磁粉檢測(cè)質(zhì)量分級(jí)1.7.1 不允許存在的缺陷a) 不允許存在任何裂紋和白點(diǎn)；b) 緊固件和軸類零件不允許任何橫向缺陷顯示。1.7.2 受壓加工部件和材料磁粉檢測(cè)質(zhì)量分級(jí)受壓加工部件和材料磁粉檢測(cè)質(zhì)量等級(jí)見表7。表7 受壓加工部件和材料磁粉檢測(cè)質(zhì)量等級(jí)等級(jí)線性缺陷磁痕圓形缺陷磁痕（評(píng)定框尺寸為2500mm2 其中一條矩形邊長(zhǎng)最大為150mm）不允許d2.0，且在評(píng)定框內(nèi)不大于1個(gè)l4.0，d4.0，且在評(píng)定框內(nèi)不大于2個(gè)l6.0， d6.0，且在評(píng)定框內(nèi)不大于4個(gè)大于級(jí)注：l表示線性缺陷磁痕長(zhǎng)度，mm； d表示圓形缺陷磁痕

12、長(zhǎng)徑，mm。1.7.3 綜合評(píng)級(jí)在圓形缺陷評(píng)定區(qū)內(nèi)同時(shí)存在多種缺陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)級(jí)。對(duì)各類缺陷分別評(píng)定級(jí)別，取質(zhì)量級(jí)別最低的級(jí)別作為綜合評(píng)級(jí)的級(jí)別；當(dāng)各類缺陷的級(jí)別相同時(shí)，則降低一級(jí)作為綜合評(píng)級(jí)的級(jí)別。1.8 磁粉檢測(cè)報(bào)告磁粉檢測(cè)報(bào)告至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：a） 委托單位；b） 被檢工件：名稱、編號(hào)、規(guī)格、材質(zhì)、坡口型式、焊接方法和熱處理狀況；c） 檢測(cè)設(shè)備：名稱、型號(hào)；d） 檢測(cè)規(guī)范：磁化方法及磁化規(guī)范，磁粉種類及磁懸液濃度和施加磁粉的方法， 檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)試片、標(biāo)準(zhǔn)試塊；e）磁痕記錄及工件草圖（或示意圖）； f）檢測(cè)結(jié)果及質(zhì)量分級(jí)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)名稱和驗(yàn)收等級(jí)；g）檢測(cè)人員和責(zé)任人員簽字及其

13、技術(shù)資格；h）檢測(cè)日期。2磁粉檢測(cè)工藝卡工件名稱15號(hào)帶齒軸材料牌號(hào)45#規(guī)格尺寸見圖熱處理狀態(tài)淬火檢測(cè)部位帶齒軸外表面被檢表面要求機(jī)加工表面檢測(cè)時(shí)機(jī)機(jī)加工后檢測(cè)設(shè)備CJW-3000標(biāo)準(zhǔn)試塊A1-30/100檢測(cè)方法熒光、濕法、剩磁法光線及檢測(cè)環(huán)境黑光輻照度1000uW/cm2環(huán)境光照度小于20lx缺陷磁痕記錄方式照相、草圖磁化方法偏置芯棒法，線圈法電流種類磁化規(guī)范AC周向磁化I1=600AI2=1300A縱向磁化N=1320I3=6.8A，H=28kA/m磁粉、載液及磁懸液沉淀濃度熒光磁粉煤油0.52g/L磁懸液施加方法浸入磁懸液檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730.4-2005質(zhì)量驗(yàn)收等級(jí)I級(jí)磁粉

14、檢測(cè)質(zhì)量評(píng)級(jí)要求不允許存在任何裂紋和白點(diǎn)。不允許存在任何線性缺陷磁痕。在2500mm2的評(píng)定框內(nèi)，其中一條矩形邊長(zhǎng)最大為150mm，圓形缺陷磁痕長(zhǎng)徑d2mm，且在評(píng)定框內(nèi)不大于1個(gè)。不允許存在綜合評(píng)級(jí)超標(biāo)的缺陷磁痕。 示意草圖：D2=50D1=24d=12161021周向磁化：中心導(dǎo)體法 縱向磁化 ：線圈法 磁化方法附加說明：磁化順序：先進(jìn)行周向磁化再進(jìn)行縱向磁化。中心導(dǎo)體法磁化：I1=（2545）*24=(6001080) A I2=（2545）*50=(12502250) A 磁化次數(shù)：24和50共磁化兩次?？v向磁化：H=28kA/m，N=1320，L=0.14m，D=0.28m。根據(jù)公式

15、可以得出I3=6.8A。工件縱向磁化一次觀察記錄缺陷后，把工件旋轉(zhuǎn)90度，再磁化一次。退磁后Br0.3mT。 編制MT級(jí)（或級(jí)）審核NDT責(zé)任工程師審批單位技術(shù)負(fù)責(zé)人3磁粉探傷工藝編制說明參數(shù)選擇說明選擇結(jié)果儀器設(shè)備及環(huán)境磁粉探傷設(shè)備必須符合GB3721的規(guī)定，在室溫20正負(fù)5攝氏度，相對(duì)濕度不大于80%的條件下各回路絕緣強(qiáng)度在規(guī)定的50HZ正負(fù)交變?cè)囼?yàn)電壓作用下，歷時(shí)一分鐘無(wú)擊穿或閃爍現(xiàn)象。整機(jī)對(duì)地絕緣電阻不小于1兆歐。周向磁化電流及縱向磁化安匝數(shù)應(yīng)連續(xù)或斷續(xù)可調(diào)，并有指示表指示，采用剩磁法是交流探傷應(yīng)配斷點(diǎn)相位控制器，退磁裝置應(yīng)能保證工件退磁后表面磁場(chǎng)強(qiáng)度小于0.3mT。CJW3000磁粉

16、探傷機(jī)磁粉檢測(cè)方法按施加磁粉時(shí)間分類連續(xù)法連續(xù)法是在外加磁場(chǎng)作用的同時(shí)對(duì)工件施加磁粉或是磁懸液，也稱外加磁化法，適用于任何鐵磁性材料。比剩磁法靈敏度高，但是效率低，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些干擾缺陷磁痕，評(píng)定時(shí)雜亂顯示。本次采用剩磁法做兩次周向磁化和一次縱向磁化進(jìn)行檢測(cè)剩磁法剩磁法是利用工件中的剩磁進(jìn)行檢驗(yàn)的方法。一般來(lái)說經(jīng)淬火、調(diào)質(zhì)滲碳、滲氮的高碳鋼，合金鋼都滿足剩磁法的要求，剩磁法效率高、干擾小。磁粉檢測(cè)方法按顯示材料分類熒光法以熒光磁粉做顯示材料，它的檢測(cè)靈敏度高，適用于精密零件的檢測(cè)要求較高的工件通常要在暗室中紫光燈照射下進(jìn)行。本次采用熒光法非熒光法以普通磁粉做顯示材料，在自然光下進(jìn)行檢測(cè)，普通磁

17、粉種類很多、適用廣泛。磁 化 方 法 的 選 擇周向磁化 在工件中建立一個(gè)沿圓周方向的磁場(chǎng)，主要用于發(fā)現(xiàn)縱向和接近縱向的缺陷，常用方法包括直接通電法，中心導(dǎo)體法，穿電纜法和支桿法。先中心導(dǎo)體法周向磁化再用線圈法縱向磁化縱向磁化 使工件得到一個(gè)與其軸線平行方向的磁場(chǎng)，用于發(fā)現(xiàn)與其軸線垂直的橫向和接近橫向的缺陷。常用的縱向磁化方法有線圈法，磁軛法和感應(yīng)電流法。復(fù)合磁化 一般認(rèn)為缺陷和磁化方向夾角應(yīng)大于45度。由此可見，采用方向的一次磁化不能把所有的方向檢測(cè)出，要對(duì)工件施加兩個(gè)或兩個(gè)以上不同方向的磁場(chǎng)。磁 化 規(guī) 范周 向 磁 化 規(guī) 范 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB/T47302005，當(dāng)采用中心導(dǎo)體法對(duì)工件磁化

18、，磁化時(shí)電流選擇由公式：I=（2545）D。對(duì)本零件而言采用I=25D，周向磁化電流為I1=25D1=25*24=600A，I2=25D2=25*50=1250A，取I2=1300A。周向I1=600A，I2=1300A縱 向 磁 化 規(guī) 范 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB/T47302005，當(dāng)工件縱向磁化時(shí)根據(jù)L/D的取值磁場(chǎng)強(qiáng)度，線圈中心的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以分別取：L/D磁場(chǎng)強(qiáng)度（kA/m）>2528>51020>1012圓盤狀工件36由零件尺寸可得L/D在2L/D5范圍，取H=28KA/m線圈參數(shù)L=0.14m D=0.28m N=1320由公式H=NI/L²+D²得 :

19、 可求磁化電流為I=HL²+D²/N=6.8A縱向I3=6.8A標(biāo) 準(zhǔn) 試 片 標(biāo)準(zhǔn)試片是磁粉檢測(cè)的必備測(cè)試工具，它可以用來(lái)檢查和評(píng)定設(shè)備性能，磁粉和磁懸液性能。磁化方法和磁化規(guī)范選擇是否適當(dāng)、操作方法是否正確；檢查和評(píng)定磁粉檢測(cè)的綜合靈敏度。 標(biāo)準(zhǔn)試片分為：A型標(biāo)準(zhǔn)試片、C型對(duì)比試片A型標(biāo)準(zhǔn)試片中央有圓形和十字形人工刻槽，分高中低三種靈敏度。靈敏度要求高時(shí)選A115/100試片；被檢工件表面較小或是曲面，A1型試片使用不便時(shí)選用C115/50試片；特種設(shè)備一般選用A130/100試片；為了更準(zhǔn)確的推斷出被檢工件的表面磁化狀態(tài)，可選用D型或M1型標(biāo)準(zhǔn)試片。本實(shí)驗(yàn)選用A130/100試片即可達(dá)到要求。A130/100試片退 磁 根據(jù)JB/T47302005規(guī)定檢測(cè)后，加熱至700攝氏度以上進(jìn)行熱處理的工件，一般可不進(jìn)行退磁。但是，當(dāng)保留剩磁的工件在后續(xù)加工、使用過程中會(huì)產(chǎn)生麻煩時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行退磁處理。 退磁可分為交流退磁法和直流退磁法兩種。 交流退磁法：將需退磁的工件從通電的磁化線圈中慢慢抽出，直至工件離開線圈一米以上時(shí)，再切斷電流?；?qū)⒐ぜ湃胪姷拇呕€圈內(nèi)，將線圈中的電流逐漸減小至零或?qū)⒔涣麟娭苯油ㄟ^工件并逐步將電流減小到零。 直流退磁法：將需退磁的工件放入直流電磁場(chǎng)中，不斷改變電流的方向，并逐漸減小電流至零。由于