磁粉檢測(cè)工藝規(guī)程.(DOC)

1、.摘 要. 磁粉探傷的原理和特點(diǎn)3、主要磁化方法 1 磁軛法和交叉磁軛法 2 觸頭法 3 軸向通電法或中心導(dǎo)體法和線圈法 4 復(fù)合磁化法 5 平行電纜法 6 直流磁化法和交流磁化法.磁粉探傷的工藝帶齒軸磁粉檢測(cè)工藝卡磁粉探傷工藝編制說明磁粉檢測(cè)報(bào)告摘 要磁粉探傷是通過對(duì)鐵磁材料進(jìn)行磁化所產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)，來發(fā)現(xiàn)其表面或近表面缺陷的無損檢測(cè)方法。本文主要介紹了磁粉探傷的原理，磁粉探傷的方法，磁粉探傷的工藝，磁粉探傷在焊接件中的應(yīng)用。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 我國(guó)壓力容器的數(shù)量將日益增多。由此可見, 在用壓力容器的安全運(yùn)行是一項(xiàng)十分重要的安全工作, 因此 , 加強(qiáng)在用壓力容器無損檢測(cè)就顯得尤為重要。工

2、業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程日新月異, 高溫、 高壓、 高速度和高負(fù)荷, 無疑已成為現(xiàn)由于壓力容器的使用條件 TOC o 1-5 h z 惡劣 , 原材料中存在的缺陷、制造過程中遺留的缺陷或使用中產(chǎn)生的新生缺陷,均會(huì)導(dǎo)致其安全可靠性大幅下降, 甚至產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。已有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,在原材料中存在的與制造過程中產(chǎn)生的缺陷有70 %以上是表面缺陷, 而在使用中產(chǎn)生的缺陷有90 %以上是表面缺陷或由表面缺陷導(dǎo)致的缺陷1 。斷裂力學(xué)分析表明 , 表面和近表面缺陷的當(dāng)量尺寸比埋藏缺陷大一倍, 故其對(duì)壓力容器安全性的影響至關(guān)重要。磁粉檢測(cè)對(duì)表面缺陷有很高的檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確性和可靠性,是最常用、最直觀、 最經(jīng)濟(jì)方便的常

3、規(guī)無損檢測(cè)方法之一。這使得壓力容器的磁粉檢測(cè)具有十分重要的作用。關(guān)鍵詞 無損檢測(cè)磁粉探傷缺陷 檢驗(yàn)磁粉探傷的原理和特點(diǎn)磁粉探傷是通過磁粉在缺陷附近漏磁場(chǎng)中的堆積以檢測(cè)鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測(cè)方法。磁粉探傷的基本原理：將待測(cè)物體置于強(qiáng)磁場(chǎng)中或通以大電流使之磁化，若物體表面或表面附近有缺陷(裂紋、折疊、夾雜物等)存在，由于它們是非鐵磁性的， 對(duì)磁力線通過的阻力很大，磁力線在這些缺陷附近會(huì)產(chǎn)生漏磁。當(dāng)將導(dǎo)磁性良好的磁粉(通常為磁性氧化鐵粉)施加在物體上時(shí)，缺陷附近的漏磁場(chǎng)就會(huì)吸住磁粉，堆集形成可見的磁粉跡痕，從而把缺陷顯示出來，如圖1 所示。(a)(b)1 磁粉探傷原理示意圖(a)

4、 表面缺陷(b) 近表面缺陷磁粉探傷的用途：在工業(yè)中，磁粉探傷可用來作最后的成品檢驗(yàn)，以保證工件在經(jīng)過各道加工工序(如焊接、金屬熱處理、磨削)后，在表面上不產(chǎn)生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、鋼坯、鍛件、鑄件等的檢驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)原來就存在的表面缺陷。鐵道、航空等運(yùn)輸部門、冶煉、化工、動(dòng)力和各種機(jī)械制造廠等，在設(shè)備定期檢修時(shí)對(duì)重要的鋼制零部件也常采用磁粉探傷，以發(fā)現(xiàn)使用中所產(chǎn)生的疲勞裂紋等缺陷，防止設(shè)備在繼續(xù)使用中發(fā)生災(zāi)害性事故。磁粉探傷的特點(diǎn)：磁粉探傷對(duì)鋼鐵材料或工件表面裂紋等缺陷的檢驗(yàn)非常有效 ;設(shè)備和操作均較簡(jiǎn)單;檢驗(yàn)速度快，便于在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大型設(shè)備和工件進(jìn)行探傷；檢驗(yàn)費(fèi)用也較低。但它

5、僅適用于鐵磁性材料；僅能顯出缺陷的長(zhǎng)度和形狀，而難以確定其深度；對(duì)剩磁有影響的一些工件，經(jīng)磁粉探傷后還需要退磁和清洗。3、主要磁化方法1 磁軛法和交叉磁軛法在壓力容器制造和在用檢驗(yàn)中, 以焊縫檢測(cè)為主, 一般采用便攜式磁軛探傷儀 , 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、使用方便, 在壓力容器行業(yè)得到最廣泛的應(yīng)用, 甚至有“磁軛打天下”的說法。磁軛法采用單關(guān)節(jié)和多關(guān)節(jié)磁軛縱向磁化工件 , 適用于大型工件的局部檢測(cè), 如對(duì)接焊縫、角焊縫、筒體鋼板母材及坡口等的檢測(cè)。其特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便, 但由于須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨(dú)立檢測(cè) , 故效率低, 且易造成漏檢。交叉磁軛法采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件, 適用于對(duì)

6、接焊縫、母材、坡口及大口徑筒體封頭等局部檢測(cè)。JB 4730 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件允許時(shí)可使用該方法。由于采用交叉磁軛能獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), 靈敏可靠且探傷效率高, 故在低碳鋼和低合金鋼焊縫的制造和在用檢驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用。采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件常用完全連續(xù)磁化法。其磁軛的行走速率一般應(yīng)為2 3m/ min ; 磁極端面與工件表面的間隙越小越好, 一般 1. 5mm; 檢驗(yàn)部位的方向一般限于向下和斜向下;磁懸液噴灑應(yīng)使磁粉有足夠時(shí)間聚集, 并避免沖刷已形成的磁痕; 觀察磁痕應(yīng)及時(shí)進(jìn)行 3 。 JB 4730 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定磁軛法的磁化規(guī)范可根據(jù)靈敏度試片或提升力來確定。對(duì)于磁軛, 當(dāng)電磁軛極間距為200mm時(shí) ,

7、交流電磁軛至少應(yīng)有44N 的提升力 , 直流電磁軛至少應(yīng)有177N 的提升力, 其磁極間距應(yīng)控制在50 200mm ,但其有效磁化區(qū)域規(guī)定為兩極連線兩側(cè)50mm區(qū)域, 兩次檢測(cè)時(shí)應(yīng)重疊15mm對(duì)于;交叉磁軛, 其提升力要求88N。2 觸頭法觸頭法作為周向磁化方法, 也適用于大型工件的局部檢測(cè), 包括坡口、焊縫層間、 電弧氣刨面、鑄鍛件材料及無法在固定式設(shè)備上進(jìn)行探傷的大型結(jié)構(gòu)和工件等的檢測(cè)。觸頭法通常使用便攜式或移動(dòng)式探傷設(shè)備, 其特點(diǎn)是電極間距及磁化規(guī)范可調(diào), 但也須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨(dú)立檢測(cè), 效率不高 , 且易造成漏檢。由于存在電流的導(dǎo)入, 可能產(chǎn)生過熱、起弧或燒傷工件, 對(duì)

8、于熱處理后的焊縫及有淬硬傾向材料制造的壓力容器等需限制使用。當(dāng)觸頭法用于坡口和焊縫層間檢測(cè)時(shí), 應(yīng)在操作時(shí)注意保持觸頭與工件表面的良好接觸后再通電磁化,并在關(guān)閉電源后再拿開觸頭, 以免燒傷工件。有些材料或特殊用途的容器禁止使用銅觸頭。觸頭法磁軛的磁化規(guī)范可根據(jù)靈敏度試片來確定。其磁極間距應(yīng)控制在75200mm。磁化電流的選取應(yīng)保證在一定范圍內(nèi)靈敏度達(dá)到要求, 工件厚度1012KA/ML/D 為 51016KA/ML/D 為 2524KA/ML/D2 圓盤類工件36KA/M磁化方法的選擇對(duì)缺陷的檢測(cè)靈敏度有很大影響。磁化場(chǎng)應(yīng)盡可能與備件缺陷方向垂直，或有較大夾角。對(duì)于任意方向的缺陷原則上要進(jìn)行兩

9、個(gè)垂直方向的磁化場(chǎng)檢查，有復(fù)合磁化的條件，可以一次完成兩個(gè)方向的磁化檢查。對(duì)于大型工件和整體磁化效果不佳的工件可以選擇支桿法進(jìn)行局部磁化。對(duì)于比較精密的工件，如拋光、磨削、鍍層及材質(zhì)不容許局部加熱的工件，應(yīng)避免使用直接通電，以免燒傷工件。磁化方法有：周向磁化、縱向磁化、復(fù)合磁化直接通電法由于被檢工件是柄管工件，周向磁化可以用直接通電法，主要用于發(fā)現(xiàn)縱向（軸向）和接近縱向（夾角小于45）的缺陷。線圈法主要用于發(fā)現(xiàn)與軸線垂直的橫向（周向）和接近橫向（夾角小于45）的缺陷。通電方式工件磁化通電方式可分為連續(xù)法和剩磁法，采用剩磁法時(shí)磁粉應(yīng)在通電結(jié)束后再施加，一般通電時(shí)間為0.25s1s。 當(dāng)采用沖擊電

10、流時(shí)，通電時(shí)間應(yīng)不小于0.05秒，至少反復(fù)磁化三次。根據(jù)工件的大小、形狀、材質(zhì)和需要檢測(cè)的缺陷種類選擇磁化電流種類及大小。電流選擇過小，則缺陷不能產(chǎn)生足夠的漏磁場(chǎng)，影響檢測(cè)能力；電流過大，非缺陷部位也會(huì)產(chǎn)生漏磁通，使工件本地模糊，給缺陷判斷帶來困難。合理的磁化電流應(yīng)使要求檢出的缺陷產(chǎn)生足夠的漏磁場(chǎng)，形成明顯的磁痕，同時(shí)形成其他部位的漏磁場(chǎng)盡可能的減弱。電流種 類和大周向電流周向磁化磁化電流計(jì)算:連續(xù)法I=(8-15)D剩磁法I=(25-45)D小縱向電流由探傷儀器可知匝數(shù)為1320匝，直徑320mm,長(zhǎng)度140mm。式中 H=16kA/m ,根據(jù)公式I=4.5A被檢表面要求的部分進(jìn)行清除油漬、

11、污垢、銹蝕、氧化皮等。在磁化前，工件已進(jìn)行上述處理，符合要求。工件表面狀況對(duì)缺陷的檢出有很大的影響，檢驗(yàn)錢應(yīng)對(duì)工件待測(cè)磁粉選擇熒光磁粉適的程度分布及被檢工件表面顏色有較高的對(duì)比度，較光滑。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730-2005 規(guī)定，磁粉具有高磁導(dǎo)率，低矯頑力，合且該工件表面比一、磁痕分析磁痕分為3類：有缺陷漏磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁痕為相關(guān)磁痕；由非漏磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁痕為非相關(guān)磁痕；有其他原因產(chǎn)生的磁痕為假磁痕。磁痕分析首先要分出非相關(guān)磁痕和假磁痕，然后根據(jù)缺陷磁痕的特征，判別缺陷的種類。假磁痕的產(chǎn)生原因：工件表面粗糙，會(huì)在凹陷處邊緣容易滯留磁粉。工件表面氧化皮，銹蝕和油漆斑點(diǎn)，剝落處邊緣容易滯留磁粉。工件表面

12、存在油脂，纖維的贓物，都會(huì)粘附磁粉。磁懸液濃度太大，施加磁懸液方式不當(dāng)，都可能造成假磁痕。假磁痕的堆積比較松散，在分散劑中漂洗可以洗去磁痕。如果是工件表面狀態(tài)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，當(dāng)擦去磁痕后，對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，原來假磁痕一般不會(huì)出來。非相關(guān)磁痕由漏磁場(chǎng)產(chǎn)生，但它不是有害缺陷的漏磁場(chǎng)，其產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：1 工件表面突然會(huì)改變工件內(nèi)部磁力線的分布，在工件上孔洞，鍵槽，齒條等部位由于截面縮小，形成漏磁場(chǎng)。2工件磁導(dǎo)率不均勻會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)。它將產(chǎn)生寬松，淺淡和模糊的磁痕。一般在下列位置常產(chǎn)生：冷作加工后未經(jīng)熱處理的材料，在變形量大的冷作硬化區(qū)邊緣；局

13、部淬火工件的不同熱處理狀態(tài)的交界處：兩種鋼材焊接交界處；被檢材料有組織差異的部位；焊條金屬與母材有磁性差異的焊縫；工件中有殘余應(yīng)力存在的部位。磁寫已經(jīng)磁化的工件如與鐵磁性材料接觸，碰撞的部位就會(huì)有磁力線溢出表面，形成漏磁場(chǎng)，所形成磁痕叫磁寫。這種磁痕一般松散，模糊，線條不清晰。磁化電流過大這些磁痕的共同特點(diǎn)是：磁痕模糊松散，痕跡不分明。結(jié)合工件形狀就能找出原因并加以判斷。相關(guān)磁痕在磁粉檢測(cè)中常見的相關(guān)磁痕主要有：裂紋，發(fā)紋，折迭，白點(diǎn)，夾雜和疏松。在實(shí)際中根據(jù)工藝和磁痕的特征來確定缺陷的性質(zhì)。裂紋裂紋危害極大，給句成因不同可分為：鍛造裂紋，焊接裂紋，磨削裂紋，應(yīng)力裂紋和疲勞裂紋等等。裂紋的磁痕

14、一般磁粉堆積濃密，沿著裂紋走向清晰，磁痕中部稍粗，端部尖細(xì)。鍛造裂紋一般比較嚴(yán)重，有尖銳的根部或邊緣，次很濃密清晰，呈折線狀或曲線狀。嚴(yán)重的抹去磁痕后可以看到裂紋。鑄造裂紋一般出現(xiàn)在截面突變處，應(yīng)力集中部位。組造裂紋一般與一定的寬度，和深度，一般趨于直線狀或略有彎曲，尾部尖銳。磁痕濃密清晰，寬度較大，嚴(yán)重的裂紋直接可以用肉眼觀察到，細(xì)小的裂紋的磁痕有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)續(xù)狀。焊縫裂紋根據(jù)形成機(jī)理可分為熱烈溫和冷裂紋。焊縫裂紋產(chǎn)生在焊縫和母材的熱影響區(qū)。有縱向裂紋，橫向裂紋，還有星形的火口裂紋。兩頭尖細(xì)多有彎曲。磁痕一般濃密清晰可見，有直線狀，彎曲狀和放射狀。磨削裂紋是對(duì)高硬度工件表面磨削產(chǎn)生的裂紋。磨削裂

15、紋一般都尺寸較小，一般出現(xiàn)在磨削面上。往往不是單個(gè)存在，呈網(wǎng)狀，放射狀，以垂直與磨削方向的居多。磨削裂紋大都淺而且細(xì)，磁痕堆積集中，輪廓較清晰。疲勞裂紋工件在交變應(yīng)力長(zhǎng)期作用下形成的。疲勞裂紋以表面裂紋居多，通常垂直于主應(yīng)力方向。磁痕濃度，中間大，對(duì)稱向兩邊擴(kuò)散。兩端尖細(xì)，輪廓清晰可見。應(yīng)力腐蝕裂紋是在應(yīng)力和腐蝕的雙重作用下產(chǎn)生的裂紋。應(yīng)力腐蝕裂紋起源于工件表面，方向與主應(yīng)力垂直，它的深度長(zhǎng)度往往比較大，最嚴(yán)重的是晶界裂紋，會(huì)沿晶枝裂，擴(kuò)展。深度雖然比較大但裂紋寬度很小，肉眼根本無法看到。它的磁痕濃密，輪廓清晰，多有棱角，磁痕呈折現(xiàn)狀，粗細(xì)比較均勻。發(fā)紋發(fā)紋是原材料中的一種缺陷，鋼種的非金屬夾

16、雜，氣孔在軋制、拉拔過程中歲金屬伸長(zhǎng)形呈細(xì)細(xì)發(fā)紋。發(fā)紋通常呈細(xì)細(xì)流線方向，深度淺，寬度小，呈直線狀。磁痕細(xì)而均勻，有時(shí)呈斷續(xù)狀。尾部不尖，摸去磁痕，肉眼不可見。白點(diǎn)白點(diǎn)是對(duì)鋼材危害很大的內(nèi)部缺陷，在鋼材的縱斷面?zhèn)尸F(xiàn)銀白色的斑點(diǎn)，經(jīng)機(jī)加工后工件表面的白點(diǎn)磁痕清晰，在橫截面?zhèn)遣煌较虻募?xì)小裂紋，長(zhǎng)度不大以輻射狀出現(xiàn)。磁痕中部略粗，兩頭尖細(xì)。夾雜夾雜是冶金、鑄造、焊接中的常見缺陷，一般呈分散的點(diǎn)狀或短竿狀。磁痕較淺，不很清晰。疏松疏松是鑄件中的常見缺陷，通常產(chǎn)生在鑄件的最后部位。疏松分條狀疏松和片狀疏松。條狀疏松實(shí)際上是細(xì)微分散或直線狀分布的小孔。磁痕外形與裂紋相似。但磁痕比裂紋淡，寬度比裂紋大

17、，兩端不出現(xiàn)尖角。片狀疏松漏磁較小，磁痕出現(xiàn)稀疏的片狀，有一定的面積。二、退磁根據(jù) JB/T4730-2005 規(guī)定檢測(cè)后，加熱至700以上進(jìn)行熱處理的工件，一般可不進(jìn)行退磁。在下列情況下工件應(yīng)進(jìn)行退磁：） 、當(dāng)檢測(cè)需要多次磁化時(shí)，如認(rèn)定上次磁化將會(huì)給下一次磁化帶來不良影響；、如認(rèn)為工件的剩磁會(huì)對(duì)以后的機(jī)械加工產(chǎn)生不良影響；、如認(rèn)為工件的剩磁會(huì)對(duì)測(cè)試或計(jì)量裝置產(chǎn)生不良影響；、如認(rèn)為工件的剩磁會(huì)對(duì)焊接產(chǎn)生不良影響；、其他必要的場(chǎng)合。退磁可分為交流退磁法和直流退磁法。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)，將線圈中的電流鑄件減少至零或?qū)⒔涣麟娭苯油ㄟ^工件并逐步將電流減少到零。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，并逐漸減小電流由于本工件較小，質(zhì)量輕，所以直接用交流退磁法即可。平頭軸磁粉檢測(cè)報(bào)告委托單位南航磁粉實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)單位098201305工件名稱平頭軸材料45#鋼熱處理狀態(tài)調(diào)質(zhì)表面狀況機(jī)械加工檢測(cè)設(shè)備CEW-2000檢測(cè)部位內(nèi)外表面檢測(cè)方法剩磁熒光濕法磁懸液油基熒光磁粉磁懸液施加方法浸沒磁懸液濃度0.3mL/100mL周向磁化電流I= 0.25A縱向磁化電流I