毕业设计：asme磁粉检测通用工艺规程编制设计.doc

毕业设计报告（论文）题目ASME磁粉检测通用工艺规程编制设计所属系机械工程技术系班级无损检测1021学生姓名学号同组成员指导教师I摘要磁粉检测是将钢铁等铁磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物体表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法，缩写为MT。铁磁材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测的质量控制，是建立在对影响磁粉检测灵敏度和检测可靠性的诸因素逐个地加以控制基础之上的。磁粉检测的能力，取决于施加磁场的大小和缺陷的延伸方向，还与缺陷的位置、大小和形状等因素有关。工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大检测灵敏度最高；当磁场方向与缺陷延伸方向夹角为45度时，缺陷可以显示，但灵敏度降低；当磁场方向与缺陷延伸方向平行时，不产生磁痕显示，发现不了缺陷。磁粉检测工艺，是指包含磁粉检测的预处理、磁化（选择磁化方法和磁化规范）、施加磁粉或磁悬液、磁痕的观察与记录、缺陷评级、退磁和后处理七个程序的全过程。磁粉检测的时机应根据不同的材料工件而定。磁化、施加磁粉或磁悬液的方法有连续法、剩磁法、干法。特种设备磁粉检测通用工艺规程至少应包括以下内容适用范围；引用标准法规；检测人员资格；检测设备、器材和材料；检测表面制备；检测时机；检测工艺和检测技术；检测结果的评定和质量等级的分类；检测记录、报告和资料存档；编制（级别）、审核（级别）和批准人；制定日期。关键词磁粉检测设备器材工艺规程IIABSTRACTMAGNETICPARTICLETESTINGISMADEOFFERROMAGNETICMATERIALSSUCHASSTEELSHALLBEWORKPIECEMAGNETIZEDANDUSETHEDEFECTIVEPARTSCANABSORBTHECHARACTERISTICSOFMAGNETICPOWDER,MAGNETICPOWDERDISTRIBUTIONACCORDINGTOSHOWISTODETECTTHEOBJECTSURFACEDEFECTSANDNEARSURFACEDEFECTSDETECTIONMETHOD,ABBREVIATIONFORMTTHEFERROMAGNETICMATERIALSWORKPIECEMAGNETIZEDBYTHEEXISTENCEOFCONTINUITY,TOMAKETHEWORKSURFACEANDNEARSURFACEOFMAGNETICINDUCTIONLINETOOCCURFROMLOCALDISTORTIONLEAKAGEMAGNETICFIELD,ONTHESURFACEOFTHEADSORPTIONOFMAGNETICPOWDER,INTHERIGHTLIGHTVISUALVISIBLEMAGNETICIMAGEFORMATION,WHICHSHOWSTHELOCATIONOFTHECONTINUITYNOTSIZEANDSHAPEANDSEVERITYTHEMAGNETICPOWDERDETECTIONQUALITYCONTROL,ISBASEDONMAGNETICPOWDERDETECTIONSENSITIVITYANDINFLUENCETHEINSPECTIONRELIABILITYOFTHECATEGORIESTOTRYTOCONTROLFOUNDATIONMAGNETICPARTICLETESTINGABILITY,DEPENDSONTHESIZEOFTHEMAGNETICFIELDONTHEEXTENSIONDIRECTIONANDDEFECTS,ANDTHEPOSITIONOFTHEDEFECTSRELATEDTOSUCHFACTORSASTHESIZEANDSHAPETHEWORKPIECEMAGNETIZED,WHENMAGNETICFIELDWITHTHEDIRECTIONOFTHEDEFECTEXTENSIONDIRECTIONPERPENDICULAR,DEFECTMAGNETICLEAKAGEFIELDDETECTIONSENSITIVITYOFTHEBIGGESTSUPREMEWHENMAGNETICFIELDWITHTHEDIRECTIONOFTHEDEFECTEXTENSIONDIRECTIONANGLEOF45DEGREES,DEFECTSCANDISPLAY,BUTLOWERSENSITIVITYWHENMAGNETICFIELDWITHTHEDIRECTIONOFTHEDEFECTEXTENSIONDIRECTIONPARALLEL,DONOTPRODUCEMAGNETICIMAGEDISPLAY,NOTFINDDEFECTSTHEMAGNETICPOWDERDETECTIONTECHNOLOGY,ITISTOPOINTTOINCLUDEMAGNETICPARTICLETESTINGPREPROCESSINGMAGNETIZEDCHOOSEMAGNETIZATIONMETHODANDMAGNETIZEDSTANDARDONTHEMAGNETICPOWDERORSUSPENSIONOFMAGNETICIMAGEOBSERVINGANDRECORDINGDEFECTSRATINGDEMAGNETIZATIONANDPOSTPROCESSINGSEVENTHEWHOLEPROCESSOFTHEPROGRAMTHETIMINGOFTHEMAGNETICPARTICLETESTINGSHOULDBEBASEDONTHEDIFFERENTMATERIALANDDECIDEONTHEWORKPIECEMAGNETIZEDMAGNETICPOWDERORSUSPENSIONMETHODHAVECONTINUOUSMETHODOFRESIDUALMAGNETISMDRYSPECIALEQUIPMENTMAGNETICPARTICLETESTINGUNIVERSALPROCESSPLANNINGSHOULDINCLUDEATLEASTTHEFOLLOWINGCONTENT；THEAPPLICABLESCOPEREFERENCESTANDARDRULESANDREGULATIONSTESTINGPERSONNELQUALIFICATIONDETECTIONEQUIPMENTANDMATERIALSTESTSURFACEPREPARATIONTESTINGTIMEDETECTIONTECHNOLOGYANDDETECTIONTECHNOLOGYTHERESULTSOFDETECTIONLEVELSOFQUALITYEVALUATIONANDCLASSIFICATIONTHERECORDOFINSPECTIONREPORTSANDDATAARCHIVEPREPARELEVELAUDITSLEVELANDAPPROVALDATESETKEYWORDSMAGNETICPARTICLETESTINGEQUIPMENTTECHNOLOGICALPROCEDUREI目录第一章概述211磁粉检测的发展简史和现状2111磁粉检测的发展简史2112磁粉检测的现状2113设备、器材、配套检测仪器的发展2114压力容器磁粉检测应用现状及特点212磁粉检测2121磁粉检测原理2122磁粉检测使用范围2123磁粉检测程序2124磁粉检测的优点及局限性213表面无损检测方法的比较2第二章编制说明221磁粉检测设备2211磁粉检测主要设备器材现状和发展2212磁化技术的发展2213磁粉探伤器材的发展2214磁粉检测设备的分类2215固定式磁粉探伤机2216移动式磁粉探伤机2217便携式磁粉探伤仪2218固定式探伤机的组成2219磁粉检测辅助器材222磁粉检测器材2221磁粉2222载液和磁悬液2223反差增强剂2224标准试片2225标准试块2226检测方法2227压力容器磁粉检测主要检测工艺223磁化电流和磁化方法2231磁化电流2232磁化方法2233压力容器磁粉检测方法2234压力容器磁粉检测的主要磁化方法和磁化规范2II第三章磁粉检测工艺规程231磁粉检测的要技术文件2311磁粉检测的委托书和产品验收的技术要求2312磁粉检测工艺规程2313检测记录和结论报告232规程的编制2321检测规程与检测工艺卡2322检测规程的编制233按ASME编制的磁粉通用工艺规程2第四章课题结论、问题与建议241课题结论242问题243对磁粉检测的建议2参考文献2致谢21第一章概述11磁粉检测的发展简史和现状111磁粉检测的发展简史目前国外国内都非常重视磁粉检测设备的开发，因为只有检测设备的进步，才能给磁粉检测带来成功的应用。磁粉检测设备从固定式、移动式到携带式，从半自动到专用设备，从单向磁化到多向磁化，设备已实现了系列化和商品化。如今我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，已取得较大进步。断裂和塑性力学在无损检测领域的应用，为制定更合理的产品磁粉检测验收标准提供了依据。我们相信，磁粉检测在特种设备行业将得到更加广泛的应用和重视，为控制产品质量，防患于未然做出应用的贡献。磁粉检测是将钢铁等铁磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物体表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法，缩写为MT。磁粉检测是利用磁现象来检测材料和工件中缺陷的方法。春秋战国时期，中国劳动人发现了磁石吸铁现象。17世纪发国物理学家对磁力作了定量研究。19世纪初期，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围也存在着磁场。后来英国的法拉第首创了磁力线的概念。1918年，美国人HOKE的发现被认为是钢块被纵向磁化而引起的，它促使了磁粉检测法的发明。1928年，DEFOREST为解决油井钻杆的断裂失效，研制出周向磁化法。1930年，DEFOREST和DOANE将研制出的干磁粉成功应用于焊缝及各种工件的探伤。1935年，油磁悬液在美国开始使用。1936年，法国有人申请了在水磁悬液中添加润湿剂和防锈剂的专利。1938年，无损检测论文集在德国出版，该书对磁粉检测的基本原理和装置进行了描述。1940年，此份检验的原理教科书在美国出版。1941年，荧光磁粉投入使用，磁粉检测从理论到实践，已经初步形成一种无损检测方法。1949年以前，我国仅有几台美国进口的蓄电池式直流探伤机，用于航空工件的维修检查。近几十年来，在广大磁粉检测工作者和设备器材制造者的共同努力下，磁粉检测已发展成为一种成熟的无损检测方法。112磁粉检测的现状随着现代科学技术的发展，尤其是电子计算机的广泛应用研制出许多新的自动化与半自动化的探伤设备。新的探伤材料及新的探伤技术也不断涌现。国外很重视磁粉检测设备的开发，因为只有检测设备的进步，才能给磁粉检测带来成功的应用。现在国外磁粉探伤设备从固定式磁粉探伤机、移动式磁粉探伤机、到便携式磁粉探伤机，从半自动磁粉探伤机、全自动磁粉探伤机到专用磁粉探伤设备，从单向磁化到多向磁化，设备已系列化和商品化。由于晶闸管等电子元器件用于磁粉检测设备，使智能化设备大量涌现，这些设备可以预置磁化规范和合理的工艺参数。进行荧光磁粉检测和自动化操作，国外还成功第御用电视光电探测器荧光磁粉扫查和激光飞点扫描系统，实现了磁粉检测观察阶段的自动化，将检测到的信息在2微机和其他电子装置中进行处理，鉴别可剔除的不连续性，并进行自动标记和分选，完全改变了传统磁粉检测“手脚并用眼睛看”的面貌。大大提高了检测的灵敏度和可靠性，代表了当代磁粉检测的新成就。我国近年来磁粉检测设备发展也很快，已实现了系列化，三项全波直流探伤超低频退磁设备的性能已打到国外同类设备的水平。交流探伤就机用于剩磁法检验时加装断电相位控制器保证剩磁稳定是我国的特色。断电相位控制器利用可控硅技术，可以代替自藕变压器无级调节磁化电流，还为我国磁粉检测设备的电子化和小型化奠基了基础。智能化设备已生产应用光电扫描图像识别的磁粉探伤机已研制成功。用电脑处理磁痕现实的试验研究有很大的进展，自动化和半自动化设备有不少应用。磁粉检测的器材，国外开发的很多，如固定式磁粉探伤机合用的400W冷光源黑光灯都得到了应用。快速断电测量器的开发解决了直流磁化“快速断电效应”的测量问题。标准试片和试块，及测量剩磁的磁墙做载液。荧光磁粉一般推荐使用14A，国外还研制出白光下发荧光的荧光磁粉。荧光磁粉检测可靠性高、速度快，在国外已普遍使用。我国研制的器材，如LPW3号磁粉检验载液（无臭味没有），性能已感伤国外同类产品，在国内很多行业普遍使用。磁粉检测用B型和E型百准试块，性能和指标均由于国外同类产品。已被批准为“国家标准样品”，并推广使用。ST80C照度计和UVA紫外辐照计性能可满足要求。M1型多功能标准试片于国外KS234试片等效。我国研制的YC2型荧光磁粉，灵敏度高，满足磁粉检测的要求，已大力推广使用。磁悬液喷灌使用方便，尤其在特种设备磁粉检测中普遍应用。磁粉检测的质量控制，是建立在对影响磁粉检测灵敏度和检测可靠性的诸因素逐个地加以控制基础之上的。国外非常重视，不仅制定了具体控制项目、校验周期和技术要求，还设有质量监督检查机制，保证贯彻执行，同时通过实践对质量控制技术要求进行持续改进。如几年前美国标准要求工件表面白光照度不低于200英尺烛光（2100LX），现修正为100英尺烛光（1000LX）；将磁化规程由直径每毫米3048A电流修正降为1232A等等。使磁粉检测标准的技术要求更加合理。目前磁粉检测技术正在朝着专业化、半自动及自动化方向发展。所谓专业化，是指检测设备专业化，即改变了过去的一机多能但是检测效率不高的状态。根据产品检测的要求，突出了检测的专一方法，把一些不需要的功能废置，而在提高专一方法效率上下功夫。这也是在工业产业化进程中所必须的。在提高效率要求下，多采用计算机技术进行。如采用编程软件，实现检测过程的程序控制；采用CCD摄像技术及计算机图像处理技术，实现对磁痕显示的采集、处理和储存。113设备、器材、配套检测仪器的发展磁粉检测设备目前基本上仍由4种形式组成1、便携式磁轭；2、大电流发生器移动式磁化电源；3、固定式磁化床式机通用磁粉探伤机；4、专用检测系统。近年来磁粉检测设备主要有以下变化采用了大功率电子整流及晶闸管调压方式，改变了过去采用自耦变压器调压的诸多不便。电子调压的最大优点是无触点调节，调节控制方便，设备整体重量减轻。加上采用数字电路控制，容易实现过程自动化。但这一种方式也带来一些新的问题。其主要是电子调压与变压器调压的波形不同。变压器调压采用电磁感应技术，调压出来的波形与交流输入波形一样是正弦波，而电子调压是截取某一相位上的正弦波，是一个畸形波。而目前对磁化磁场的计算3上多采用正弦波处理方式，畸形波产生的磁场与正弦波产生的磁场不完全一致。所以在新的国家标准GB/T1582223中规定，应由设备制造商提供“可供电流的波形”、“电流调节与影响波形的方法”以及“工作范围和增量调节步进量”。但目前供应商还未能提供这些相关数据。另外，由于采用调节电流相位方式调节电压，一般调节上不能作到均匀调节，是操作中值得注意的。在检测器材上，荧光磁粉进一步得到广泛使用。并且，磁粉的性能也得到提高。如MR荧光磁粉在荧光系数和荧光稳定性上与14A荧光磁粉比较荧光系数有较大提高，更有利于缺陷的识别。在与荧光磁粉配套的黑光灯上，国内不少厂家生产的黑光灯基本能满足国内使用要求。但相应品种、质量尚不尽如人意。目前国外产品相应较多，并大量在军工行业或要求较高地方使用。如美国磁通公司及欧洲瑞典LABINO公司的产品从4W400W共650个品种可供选择，适应于各种检测环境。大功率的黑光聚光灯辐照度甚至可达450W/M2，在高强度下，高荧光亮度可以补偿因为环境白光造成的对比度损失，可以满足在大范围下及普通光线下进行的检测。另外，在与磁粉检测配套的仪器上也日臻完善。不同型号及使用范围的特斯拉计、磁强计、弱磁场测量仪、白光照度计、黑光辐照计、标准试块、标准试片、沉淀试管、标准筛、工业内窥镜等产品在市场上争奇斗艳，满足生产科研的产品越来越多，更进一步推动了磁粉检测技术的发展。114压力容器磁粉检测应用现状及特点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。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法之一。这使得压力容器的磁粉检测具有十分重要的作用。对压力容器行业而言，应用磁粉检测技术的目的通常是为了保证产品质量、保障使用安全、改进制造工艺和降低生产成本。其主要作用是在不损伤铁磁性工件的前提下,检出表面和近表面缺陷,以满足压力容器设计中强度等方面的需要。在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等几个阶段中，磁粉检测技术均得到了广泛应用。相关法规也明确要求铁磁性材料的压力容器表面检测应优先选用磁粉检测。为防止事故和保障安全，压力容器的磁粉检测通常按行业相关规程、标准规定和设计文件要求等进行。12磁粉检测磁粉检测（MAGNETICPARTICLETESTING，缩写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉探伤，属于无损检测五大常规方法之一。121磁粉检测原理铁磁材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。4122磁粉检测使用范围适用于检测铁磁性材料（如16MNR，20G,30CRMNSIA）工件表面和近表面尺寸很小、间隙极窄（如可检测出01MM、宽为微米级的裂纹）和目视难以看见的缺陷。马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料如1CR17NI7具有磁性，因而可以进行磁粉检测。不适用于非磁性材料，比如奥氏体不锈钢材料（如1CR18NI9,0CR18NI9TI）和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不适用于检测铜铝、镁、钛合金等非磁性材料。适用于检测工件表面和近表面的裂纹，白点、发纹、折叠、冷隔、气孔和夹杂等缺陷，但不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁感应线方向夹角小于20的缺陷适用于检测未加工的原材料（如钢坯）和加工的半成品、成品件及使用过的工件及特种设备。适用于检测管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件及焊接件。123磁粉检测程序（1）预处理；（2）磁化；（3）施加磁粉或磁悬液；（4）磁痕的观察与记录；（5）缺陷评级；（6）退磁；（7）后处理。124磁粉检测的优点及局限性优点（1）可检测出铁磁性材料表面和近表面（开口和不开口）的缺陷。（2）能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。（3）具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。（4）单个工件检测速度快，工件简单，成本低廉，污染少。（5）采用合适的磁化方法，几乎可以检测到工件表面的各个部位，基本上不受工件大小和几何形状的限制。（6）缺陷检测重复性好。（7）可检测受腐蚀的表面。局限性（1）只适用于铁磁性材料，不能检测奥氏体不锈钢材料和奥氏体不锈钢焊缝及其他非铁磁性材料。（2）只能检测表面和近表面缺陷。（3）检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系，若缺陷放向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于20，缺陷就难以发现。另外，表面浅而宽的划伤、锻造皱折也不易发现。（4）受几何形状影响，易产生非相关显示。（5）若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有不良影响。用通电法和触头法磁化时，易产生电弧，烧伤工件。因此，电接触部位的非导电覆盖层必须打磨掉。5（6）部分磁化后具有较大的剩磁的工件需要进行退磁处理。13表面无损检测方法的比较磁粉检测、渗透检测和涡流检测都属于表面无损检测方法，但其原理和适用范围区别很大，并且有各自独特的优点和局限性。所以无损检测人员应掌握这三种检测方法，并能根据工件材料、状态、和检测要求，选择合理的方法进行检测。表面无损检测方法的比较方法项目磁粉检测（MT）渗透检测（PT）涡流检测（ET）方法原理磁力作用毛细渗透作用电磁感应作用适用材质铁磁性材料非多孔性材料导电材料能检测出的缺陷表面和近表面缺陷表面开口缺陷表面及表层缺陷应用对象铸钢件、锻钢件、压延件管材、棒材、型材、焊接件、机加工件及使用中的上述工件检测任何非多孔性材料工件及使用中的上述工件检测管材线材棒材等工件检测；材料状态检验和分选；厚度测量等主要检测缺陷裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物、冷隔裂纹、白点、疏松针孔、夹杂物裂纹、材质变化厚度变化显示缺陷的器材磁粉渗透液和显像剂记录仪示波器或电压表缺陷表现形式漏磁场吸附磁粉形成磁痕渗透液的回渗线圈输出电压和相位的变化缺陷显示直观直观不直观缺陷性质判断能大致确定能大致确定难以判断灵敏度高较高较低检测速度较快慢很快（可自动化）污染较轻较重很轻表16第二章编制说明21磁粉检测设备211磁粉检测主要设备器材现状和发展磁轭探伤仪主要用于在役锅炉压力窖器焊鞋的检验。磁轭探伤仪可分为单关节磁轭，型号有CEE1、CDX1等；多关节磁轭，型号有CJE系列及CDX1等；交叉磁轭旋转磁场，型号有CXX1和CDXA等；兰种功能合一的磁轭，型号有CYE3等。磁轭探伤仪近几年来在以下三方面发展（1）磁轭交流磁化，提升力44N45K和磁轭直流磁化，提升力177N181KGF两种，满足用户对厚板和薄板探伤的要求。（2）为满足用户现场检测需要，进一步减轻设备重量和简化结构，苏州铜罗探伤材料厂生产了MP3型交流磁轭在电路安全保护措施下采用220V电压的磁轭达到了简化结构，进一步减轻设备重量的目的。（3）为适应高空作业和无电源现场检验，美国PAKER公司推出了1000M/CM2。，但光强分布不均，现正在改进中。4标准试片标准试片是较验磁粉探伤综合灵敏度的工具，能准确地指示复杂工件不同部位的磁场方向和强度。日本JISA、B、C型灵敏度试片，在80年代初我国铁科院金化所，上材所就研制成功并批量生产供应检测需要，我国还自行研制了综合4型灵敏度试片和拼装式员敏度试片。80年代中期JB396585钢制压力容器磁粉探伤和JB424886压力容器锻件磁粉探伤采用了ASME标准试片，把磁粉探伤系统性能测试板、人工缺路试环、磁场指示器三种ASME标准试片怍为锅炉压力容器磁粉探伤中的校验灵敏度及设备性能的工具。214磁粉检测设备的分类磁粉检测设备又称磁粉探伤机，通常按其使用方法分为固定式，移动式和便携式三类。215固定式磁粉探伤机固定式，也称为卧式，这类设备固定在探伤室、实验室场合使用，其整机尺寸和重量都比较大。特点体积和重量大，额定周向磁化电流一般从100010000A。可进行通电法，中心导体法，线圈法，磁轭法整体磁化或复合磁化等。适用对中小工件检测，利用备有的触头和电缆也可对难以搬上工作台的大型工件进行探伤。局限性检测的最大截面受磁化电流和夹头中心高限制，检测长度受最大夹头间距限制。216移动式磁粉探伤机在大量的应用中，常会出现被检工件不能搬运送检的情况。这种设备可借助小车等运输工具在工作场地自由移动，体积、重量都远小于固定式设备，有良好的机动性和适应性。特点额定周向磁化电流一般为5008000A，主体为磁化电源，可提供交流和单相半波整流电的磁化电流。适用借助运输工具运至现场可对大型工件探伤。217便携式磁粉探伤仪便携式设备体积小，重量轻，也称为手提式磁粉探伤仪。这种设备的机动性、适应性最强，可用于各种现场作业，如锅炉、压力容器的内、外探伤，飞机的现场维护检查，立体管道的检查，乃至高空、水下作业等。8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。设备的命名方法根据国家专业标准ZBN70001的规定，磁粉探伤机应按以下方式命名CXXX1234第1部分C，代表磁粉探伤机；第2部分字母，代表磁粉探伤机的磁化方式；第3部分字母，代表磁粉探伤机的结构形式；第4部分数字或字母，代表磁粉探伤机的最大磁化电流或探头形式。如CJW4000型，为交流固定式磁粉探伤机，最大周向磁化电流为4000A；CZQ6000型，为超低频退磁直流磁粉探伤机，最大周向磁化电流为6000A。218固定式探伤机的组成组成部分磁化电源、磁化线圈、工件夹持装置、指示装置、喷洒装置、照明装置、退磁装置、剩磁法时交流探伤机应配备断电相位控制器。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。磁化线圈进行纵向磁化的螺管线圈。工件夹持装置磁化夹头和触头夹紧工件，使其通过电流的电极或通过磁场的磁极装置。夹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。喷洒装置磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。照明装置非荧光磁粉检测时，在波长范围为400760NM的可见光下观察磁痕。可见光是目视可见的光，即七种颜色的光。退磁装置不妨碍使用要求。219磁粉检测辅助器材1光源磁粉检测观察照明装置有可见光光源和紫外线光源。（1）可见光光源自然光，白炽灯，日光灯。只要满足白光照度即可，一般应大于等于1000LX，最低也得500LX。光照度单位面积上接受到的光通量,符号E,单位勒克斯LX，ED/DA。光通量能引起眼睛视觉强度的辐射通量，符号，单位流明LM。（2）紫外线光源紫外线光源用于荧光磁粉检验。紫外线灯也称黑光灯。紫外线其实质是电磁波，波谱位于X射线和可见光之间。紫外线可分为三种范围第一种波长320400NM的紫外线称为UVA，或称为黑光紫外线或长波紫外线。适于荧光磁粉探伤。9第二种波长280320NM的紫外线称为UVB，或称为中波紫外线或红斑紫外线。UVB能使皮肤变红，引起晒斑和雪盲，故不能用于磁粉探伤。第三种波长100280NM的紫外线称为UVC，或称为光化、杀菌紫外线或短波紫外线。能引起猛烈的燃烧，伤害眼睛。2磁场测量仪表特斯拉计（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。1T10000GS。测量时要转动探头，使指示值最大，读数才正确。常用仪器有GD3（高斯计）和CT3毫特斯计。袖珍式场强计（磁场强度计）利用力矩原理做成的简易测磁计。主要用于测退磁后的剩磁大小。常用仪器有XCJA（精度01MT）、XCJB（精度01MT即GS）和XCJC（精度005MT）。注意，在非均匀磁场中，场强计的格数只反映了磁场的强弱程度，不代表具体的值。磁化电流表磁粉设备上，表征磁场强度的电流值，至少半年校验一次。弱磁场测量仪弱磁场测量仪的基本原理基于磁通门探头，它具有两种探头，均匀磁场探头和梯度探头。这是一种高精度仪器，测量精度可达8104A/M（105OE），对于磁粉检测来说，仅用于要求工件退磁后的剩磁极小的场合。国产有RC1型弱磁场测量仪。白光照度计测量被检工件表面的白光照度。常用仪器有ST85型，量程是01999102LX，分辨01LX。ST80（C）型，量程是01999105LX，分辨01LX。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UVA，量程是01999MW/CM2，分辨01MW/CM2。辐照度表面上一点的辐照度是入射在包含该点的面元上的辐射通量除以该面元面积之商，单位瓦特/米2。快速断电试验器为了检测三相全波整流电磁化线圈有无快速断电效应，可采用快速断电试验器进行测试。磁粉吸附仪用于检定和测试磁粉的磁吸附性能，来表征磁粉的磁特性和磁导率大小，常用的CXY磁粉吸附仪。通电时间测量器可用通电时间控制器（如袖珍式电秒表），用于测量通电磁化时间。22磁粉检测器材221磁粉1磁粉种类按磁痕观察分荧光磁粉和非荧光磁粉按施加方式湿法磁粉和干法粉。荧光磁粉磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰基铁粉为核心，在铁粉外面用树脂粘附一层荧光染料而制成。荧光磁粉发出510550NM黄绿荧光，人眼最敏感的光。因而其对比度很高，从而可见度也高。荧光磁粉一般只适于湿法。非荧光磁粉四氧化三铁黑磁粉、三氧化二铁红磁粉、工业纯铁粉为原料粘附其它颜料的有色磁粉（如白磁粉等）、JCM系列空心磁粉（铁铬铝的复合氧化物，用于高温）共四种。前两种既适于湿法也适于干法，后两种只用于干法。2磁粉的性能磁特性磁粉被磁场吸引的能力称为磁粉的磁性，它直接影响缺陷处磁痕的形成能力，磁粉应具有高磁导率（易被吸附）、低矫顽力（易分散流动）、低剩磁（易分散流动）。10粒度磁粉的粒度就是磁粉颗粒的大小。粒度细小的磁粉悬浮性好，容易被小缺陷产生的漏场磁化和吸附，形成的磁痕显示线条清晰，定位准确，所以检验工件表面微小缺陷时，宜选用粒度细小的磁粉；检验大缺陷时，宜选用粒度较大一点的磁粉。形状保证好的磁吸附性能和流动性能。理想的磁粉应由一定比例的条形、球形和其他形状的磁粉混合。流动性探伤时，磁粉的流动性要好。直流电不利于磁粉的流动，故直流电不适于干法检验；湿法时，磁粉的流动靠载液带动，故直交流电均可。密度对磁吸附性、悬浮性、流动性有影响。湿磁粉（黑、红）密度约45G/CM3,干磁粉8G/CM3，荧光磁粉与其组成成分有关。识别度指磁粉的光学性能，包括颜色、荧光亮度、工件表面颜色的对比度。222载液和磁悬液用来悬浮磁粉的液体称为载液或载体。磁粉检测常用油基载液和水载液，磁粉探伤橡胶铸型法则使用乙醇载液。1种类种类分为油基载液、水载液、乙醇载液（橡胶铸型法）。油基载液低粘度、高闪点、无荧光、无臭味和无毒性等的特点在一定的使用温度范围内，尤其在较低温度下，若油的黏度小，磁悬液流动性好，检测灵敏度高。水载液润湿性，分散性，防锈性，消泡性，稳定性。2磁悬液磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体。磁悬液浓度包括配制浓度（主要用于不回收的磁悬液）（每升磁悬液中所含磁粉的重量G/L）和沉淀浓度（主要用于循环使用的磁悬液）（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对显示缺陷的灵敏度影响很大，浓度不同，检测灵敏度也不同。浓度太低，影响漏磁场对磁粉的吸附量，磁痕不清晰会使缺陷漏检；浓度太高，会在工件表面滞留很多磁粉，形成过度背景，甚至会掩盖相关显示。3磁悬液配制（1）水悬液的配制方法第一步将少量的水加入称好的分散剂（水）中。搅拌均匀；第二步将称好的荧光磁粉倒入与少量水混合的分散剂里。是磁粉全部润湿搅拌成均匀的糊状；第三步在徐徐搅拌中计入其余的水量。兵充分搅拌混合。（2）油悬液的配制方法第一步将称好的无味煤油取出少许与磁粉混合，让磁粉全部湿润，搅拌成均匀的糊状；第二步边搅拌边加入剩余的无味煤油并充分混合。223反差增强剂目的为了提高缺陷磁痕与工件表面颜色的对比度。构成一般为一层白色薄膜（2545M）。配方丙酮、稀释剂、火棉胶、氧化锌粉。施加浸涂、刷涂、喷涂。11使用环境背景不好、或为了检查细小缺陷、应力腐蚀裂纹等。224标准试片1作用（1）检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。（2）检测磁场方向、有效磁化范围、大致的磁场强度。（3）考察所用的探伤工艺和操作方法是否妥当。（4）确定磁化规范。2分类标准试片的分类常用试片A1、C、D、M1型四种。所有试片的型号名称中的分数分子代表人工缺陷槽的深度，分母表示试片的厚度，单位为M。试片由DT4电磁软铁（低碳纯铁）板制成。A1型试片由退火电磁软铁制造，磁导率较高，用较小磁场就可磁化。又分为A15/50、A115/50、A130/50、A115/100、A130/100、A160/100六种规格，其大小为2020MM。其中A130/100规格为常用。C型试片所用材料与A1相同，由退火电磁软铁制造。又分为C8/50、C15/50两种规格。其大小为1025（5MM/块5块）MM。C试片是当A1试片使用不方便时采用的。某种程度上是代替A1试片。如焊缝坡口检测。其中C15/50规格为常。D型试片可认为是小型的A1试片，又分为D7/50、D15/50两种规格。其大小为1010MM。也是当A1试片使用不方便时为了更准确地推断被检工件表面的磁化状态使用。M1型试片属于多功能试片，由三个刻槽深度不同而间隔相等的同心圆人工刻槽组成。观察磁痕显示差异直观。更准确地推断被检工件表面的磁化状态。又分为M17/50、M115/50、M130/50三种规格。其大小为2020MM。3试片使用的注意事项试片只适用于连续法检验，不适用于剩磁法检验；根据工件探伤面的大小和形状，选取合适的试片类型使用试片前，应用溶剂清洗防锈油。工件表面应打磨平，并除去油污；试片表面锈蚀或有褶纹时，不得继续使用；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（间隙应小于01MM），但透明胶纸不得盖住有槽的部位；根据工件探伤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；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。M1型多功能试片，是将三个槽深各异而间隔相等的人工刻槽，以同心圆式做在同一试片上，其三种槽深分别与A1型试片的三种型号的槽深相同，一片多用，观察磁痕显示差异直观，能更准确地推断出被检工件表面的磁化状态；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。12225标准试块1作用（1）检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。（2）考察所用的探伤工艺和操作方法是否妥当。但不能确定被检工件的磁化规范。检测磁场方向、有效磁化范围、磁场强度大小及分布。只能对上述参数粗略校验。2分类标准试片的分类常用试块B（直流标准试块）、E（交流标准试块）、磁场指示器和自然缺陷标准样件四种。B型试块（直流标准环形试块）由铬工具钢钨锰制成。硬度9095HRB。端面钻有12个人工通孔。其直径007英寸（1778MM）。每孔距外圆表面距离依次递加007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。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，孔中心距铜棒中心的距离分别为235MM23MM225MM。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。磁场指示器又称八角试块。是8块低碳钢三角形薄片（32MM）与025MM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。自然缺陷标准样件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。自然缺陷标准样件的使用应经级人员同意。主要持有级资格证的指技术负责人或责任工程师。226检测方法检测方法分类根据不同的分类条件，磁粉检测方法的分类如表所示。1干法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。2湿法湿法主要用于连续法和剩磁法检测。采用湿法时，应确认整个检测面被磁悬液湿润后，再施加磁悬液。3连续法采用连续法时，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1S3S，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。4剩磁法剩磁法主要用在矫顽力在1KA/M以上，并能保持足够的剩磁场（剩磁在08T以上）的被检工件上。13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025SLS。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交叉磁轭法使用交叉磁轭装置时，四个磁极端面与检测面之间应尽量贴合，最大间隙不应超过15MM。连续拖动检测时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4M/MIN。磁粉检测方法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227压力容器磁粉检测主要检测工艺1湿法和干法湿法检测灵敏度较高，特别适于检测如疲劳裂纹类的细微缺陷，多采用连续法非荧光磁粉湿法油或水悬液检测。而干粉法与磁轭法或触头法相配合，常用于大型铸锻件毛坯及大型结构件焊缝的局部检测。对较高层间温度下进行的焊缝层间检验，常采用干法，干磁粉颜色可选用较高对比度的蓝、灰或红色；对于300400的高温，可使用特制的高温磁粉。2荧光法和非荧光法由于压力容器制造、安装和在用检验工况环境等因素的影响和限制，非荧光法的应用远比荧光法广泛。常用非荧光法的磁粉为黑色FE3O4和红褐色2FE2O3磁粉等。当工件油污等已被有效清洗或对工件锈蚀无特殊要求时，成品磁膏现场配制的黑磁粉水基磁悬液因方便经济并能满足检测灵敏度的要求，而得到广泛使用。由于荧光法具有对比度高、灵敏度高、适于暗处和空间狭窄部位、成本低、视觉疲劳小、劳动强度低和环境污染小等优点，在国外得到广泛应用。近年来国内压力容器行业荧光磁粉的应用也逐步增加，针对灵敏度要求高的关键工件和受力部位应要求采用荧光法检测。3系统综合灵敏度校验由于使用简单、携带方便而且能满足压力容器现场检测的需要，标准试片和磁场指示器是合理选择磁化规范及进行系统综合灵敏度校验的快速、直观和有效的方法，相对于采用霍尔元件或场强计等其它验证磁化规范的方法而言，应用更广泛。标准试片是校验磁粉探伤系统综合灵敏度的工具，能较准确地反映复杂结构工件不同部位的磁场方向和磁场强度。标准试片用于被检工件表面有效磁场强度和方向、有效检测区及磁化方法是否正确的测定。常用的是中等灵敏度的A230/100型标准试片。受工件尺寸限制时，可用相当于A215/100灵敏度的C型标准试片。磁场指示器用于粗略校验表面磁场方向、有效检测区及磁化方法是否正确，应用于连续法，但不能用作磁场强度及其分布的定量指示。1423磁化电流和磁化方法231磁化电流在电场作用下，电荷有规则的运动形成电流。电流通过的路径称为电路，它一般由电源、连接导线和负载组成。单位时间内流过导体某一截面的电量叫电流，用I表示，单位是安培（A）。磁粉探伤采用的磁化电流有交流电、整流电（包括单相半波整流电、单相全波整流电、三相半波整流电和三相全波整流电）、直流电和冲击电流，其中最常用的磁化电流是交流电、单相半波直流电和三相全波整流电。1交流电概念峰值、有效值、平均值、趋肤效应、趋肤深度（穿透深度）。交流电的趋肤效应导体表面电流密度大，内部电流密度小产生的原因是电磁感应产生了涡流。电流从表面值下降到1/E037的深度称为趋肤深度，可由下式求出流电的优点（1）对表面缺陷检测灵敏度高；（2）容易退磁；（3）能够实现感应电流磁化；（4）能够实现多向磁化；（5）变截面工件磁场分布较均匀；（6）有利于磁粉迁移；（7）用于评价直流电发现的磁痕显示；（8）适用于在役工件的检验；（9）适用于12MM弹簧钢丝的检验；（10）交流电磁化时，两次磁化的工序间不需要退磁。交流电的局限性（1）剩磁法检验时，受交流电断电相位的影响；（2）探测缺陷的深度小。2整流电（1）单相半波整流电优点1兼有直流的渗透性和交流的脉动性；2剩磁稳定；3有利于近表面缺陷的检测；4能提供较高的灵敏度和对比度；5设备结构简单、轻便，有利于现场检验。局限性1设备结构简单、轻便，有利于现场检验；2检测缺陷深度不如直流电大；RFF501153要求较大的输入功率。（2）三相全波整流电优点1具有很大的渗透性和很小的脉动性；2剩磁稳定；3适用于近表面缺陷的检测；4需要设备的输入功率小。局限性1退磁困难；2退磁场大；3变截面工件磁化不均匀；4不适用于干法检验；5在周向和纵向磁化工序间需要退磁。3选择磁化电流规则用交流电磁化，对表面微小缺陷检测灵敏度高；由于趋肤效应，对工件表面下的磁化能力，交流电比直流电弱；交流电用于剩磁法时，应加装断电相位控制器；交流电磁化连续法检验主要与电流有效值有关，而剩磁法检验主要与峰值电关；整流电或直流电，能检测工件近表面较深的缺陷；整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越小；整流电和直流电用于剩磁法检验时，剩磁稳定；冲击电流只能用于剩磁法和专用设备；直流电检测缺陷深度最大。232磁化方法1磁场方向与发现缺陷的关系磁粉检测的能力，取决于施加磁场的大小和缺陷的延伸方向，还与缺陷的位置、大小和形状等因素有关。工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大检测灵敏度最高；当磁场方向与缺陷延伸方向夹角为45度时，缺陷可以显示，但灵敏度降低；当磁场方向与缺陷延伸方向平行时，不产生磁痕显示，发现不了缺陷。2选择磁化方法应考虑的因素工件的尺寸大小；工件的外形结构；工件的表面状态。并根据工件过去断裂的情况和各部分的应力分布，分析可能产生缺陷的部位和方向，选择合适的磁化方法。3周向磁化方法根据工件的几何形状，尺寸大小和欲发现缺陷方向而在工件上建立的磁场方向，将磁化方法一般分为周向磁化、纵向磁化和多向磁化（复合磁化）。周向磁化是指给工件直接通电，或者使电流流过贯穿空心工件孔中的导体，旨在工件中建立一个环绕工件的并与工件轴垂直的周向闭合磁场，用于发现与工件轴平行的纵向缺陷，即与电流方向平行的缺陷。（1）轴向通电法16定义如果工件截面是圆形，便产生圆形磁场；长方形截面则产生椭圆形磁场；电流方向和磁场方向的关系遵从右手定则另有直角通电和夹钳通电法通电法产生打火烧伤的原因及预防措施。（2）中心导体法（芯棒法）定义是感应磁化，可用于检查空心工件内、外表面与电流平行的纵向不连续性和端面的径向不连续性。空心件用直接通电法不能检查内表面的不连续性，因为内表面的磁场强度为零；但用中心导体法能更清晰地发现工件内表面的缺陷，由于内表面比外表面具有更大的磁场强度。（3）偏置芯棒法适用于中心导体法检验时，设备功率达不到的大型环和管子的检验。偏置芯棒法采用适当的电流值磁化，有效磁化范围约为导体直径D的4倍。检查时要转动工件，以检查整个圆周，并要保证相邻检查区域有10的重叠。（4）触头法（支杆法）定义触头间距75200MM，两次应重叠25MM。（按标准）当触头间距为200MM时，通以800A的交流电，则有效的磁化范围宽度约为（3L/83L/8）。在两触头的连线上，产生的磁场强度最大，愈远离该连线，磁场强度愈小。4纵向磁化方法（1）磁轭法提升力应大于45N，并用15/100或30/100的A型试片进行综合性能试验。磁轭磁化的间距应控制在75200MM范围内，检测的有效区域为两极中心连线两侧各50MM的范围内，磁化区域每次应有15MM重叠。适用于特种设备平板对接焊接、T形焊缝、管板焊缝