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JB4730.4-2005标准讲义,赵永城说明,JB/T4730.4-2005共有10章、两个附录。 1、范围 2、引用文件 3、一般要求 4、检测方法 5、磁痕显示分类和记录 6、复验 7、退磁 8、在用承压设备检测 9、质量分级 10、报告,磁粉检测原理、优点和局限性,1、原理： 磁粉检测是利用铁磁材料的磁导率与被检工件中缺欠的磁导率，当被检工件被适宜的磁化后，被检工件表面或近表面缺欠处，产生磁场畸变，从而形成局部漏磁场。当细磁粉施加被检工件表面上后，而被漏磁场吸引而聚集在缺欠周围，产生磁痕。,2、优点： 1）可检测铁磁材料的表面或近表面缺欠、非金属夹杂及其它不连续性缺欠。 2）缺欠中含有杂质时，不会大幅度减低检测灵敏度。除非该杂质具有与被检工件类似的磁性。 3）可带非金属涂层检测，但涂层厚度不应大于50m。带涂层检测的不利因素是降低检测灵敏度。 3、局限性： 1）不适用于非铁磁性材料。 2）一般要进行后处理。因为磁粉的特性可能会对该工件后面的工序产生有害影响。 3）表面有涂层时，可能降低灵敏度。 4）非表面开口性缺欠会造成发散的磁痕。而且随着缺欠距表面的距离的增加，其磁粉也越来越发散。 5）组织的变化或某些类型的偏析可能造成非相关显示。,影响漏磁场的因素,1、外加磁场的强度的影响 缺欠的漏磁场大小与工件 磁化强度有关，从磁化曲线得知， 外加磁场的大小与方向直接影响 磁感应强度的变化。一般来说， 外加磁场强度一定大于Hm， 即选择在产生最大磁导率m对应的 Hm点右侧的磁场强度值，此时磁导率减小，磁阻增大，漏磁场增大（也就是说磁导率越小越容易形成漏磁场）。当磁感应强度达到饱和值的80%左右时，漏磁场会迅速增大。,制定周向磁化规范的的基本原则(磁特性曲线),但外加磁场强度也不能过大，如果过大磁粉将会出现背景效应（毛状痕迹）。这将降低真实缺欠痕迹的清晰度，从而降低灵敏度。一旦出现这种情况，则应修改检测方法。这时应采取措施，改善表面状况，或减小磁场强度等，直至磁痕清晰度达到可以接受的程度。,2、缺欠位置的影响及形状的影响 1）缺欠埋藏深度的影响 缺欠埋藏深度，即缺欠上端距工件表面的距离，对漏磁场产生很大的影响。同样的缺陷，位于工件表面时，产生漏磁场最大；若位于工件的近表面，产生的漏磁场显著减小；随着缺欠埋藏深度的增加漏磁场急剧减小，达到一定深度后工件表面几乎没有漏磁场存在。,2）缺欠方向的影响 磁粉检测是根据漏磁场 吸引磁粉显示磁痕来判断 是否有缺陷存在的，对取向 垂直于磁力线的线状缺陷其 灵敏度最高，当缺陷与磁力 线平行时，则没有漏磁场 产生，因此，这类缺陷是检 测不到的。 当需要检测所有类型的缺陷时，对某一表面上进行两次近似相互垂直的磁化可完成对该表面的完全覆盖。因为磁力线在偏离缺陷最佳检测方向达到60时，应被认为有效。,3）缺欠宽深比的影响 同样宽度的表面缺欠，如果深度不同，产生的漏磁场也不同。在一定范围内，漏磁场的增加与缺欠的深度的增加几乎呈线性关系；当超过这个范围后缺欠深度增加，漏磁场将缓慢增加。当缺欠宽度很小时，漏磁场随着宽度的增加而增加，并在缺欠的中心形成一条磁痕；当缺欠宽度很大时，漏磁场反而下降，如表面划伤又浅又宽，产生的漏磁场很小，在缺欠两侧形成磁痕，而缺欠根部没有磁痕。 缺欠的宽深比越大，漏磁场越大，缺欠越容易检出。,3、工件表面覆盖层的影响,4）工件材料及状态的影响 （1)晶粒大小的影响 晶粒越大，磁导率越大，矫顽力越小，漏磁场越小。 (2)含碳量的影响 含碳量越高，矫顽力越大，磁导率越小，漏磁场越大 (3)热处理的影响 退火正火 几乎没有影响； 退火淬火 影响较大 淬火提高矫顽力和剩磁，漏磁场增大； 淬火回火 随温度的增高，材质变软，矫顽力降低，漏磁场减小。 (4)合金元素的影响 合金元素的增加，材料硬度增大，矫顽力增大、漏磁场增大。 （5） 冷加工的影响 如冷拔、冷轧、冷校、冷挤压等增加表面硬度，矫顽力增大、漏磁场增大。,第一章 范围,说明,主要规定了适用范围，94标准只适用于压力容器，05标准将范围扩大到锅炉、压力容器、压力管道等承压设备，与承压设备的支承件和结构件的磁粉检测也可参照执行。,JB/T 4730的本部分规定了承压设备磁粉检测方法及质量分级要求。 本部分适用于铁磁性材料制承压设备的原材料、零部件和焊接接头表面、近表面缺陷的检测，不适用于奥氏体不锈钢和其它非铁磁性材料的检测。 与承压设备有关的支承件和结构件，如有要求也可参照本部分进行磁粉检测。,1 范围,本标准即适用于承压设备的制造检验也适用于承压设备的在役检验。 本标准可应用于原材料、半成品（钢坯、钢块、铸件和锻件）、成品材料和焊缝等的检验。 铁磁材料（承压设备常用的有Q235、Q345R(16MnR)、Q245(20R、20g)、30CrMnSiA等) 非铁磁材料有铜、铝、镁、钛合金、奥氏体不锈钢等。,说明,说明,对不锈钢的几点说明： 不锈钢通常在热处理后使用。常用的不锈钢有铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢、奥氏体型不锈钢和双相钢（铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的机械混合物）四种。 1）铁素体型不锈钢是以铁素体为基体的不锈钢。如Cr17、Cr17Ti、Cr28等，主要在退火状态下使用。具有磁性，可以进行磁粉检测。 2）马氏体型不锈钢是以马氏体为基体的不锈钢。如1Cr13、2Cr13等，主要在淬火加回火状态下使用，具有强烈的淬硬倾向和冷裂倾向。也具有磁性，可以进行磁粉检测。,说明,3）奥氏体型不锈钢是以奥氏体为基体的不锈钢。如0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等，通常在固溶处理后使用（所谓固溶处理，既是将钢加热到10501080的高温，使铬的碳化物重新扩散而溶于固溶体中，然后在水或油中迅速冷却，使铬的碳化物来不及析出的一种处理方法），是应用最广泛的一种不锈钢耐酸钢。它不能通过淬火强化。奥氏体型不锈钢不具有磁性，因此不能进行磁粉检测。 4）双相钢是铁素体型不锈钢和奥氏体型不锈钢的机械混合物，有优良的耐腐蚀性能。是否能进行磁粉检测要看特素体和奥氏体的混合比例而定。 铁素体和马氏体型不锈钢，由于晶粒尺寸和各向异性不明显，可以采用磁粉检测，但磁性较差。 奥氏体型不锈钢，由于其各向异性和晶粒尺寸较大，不具有磁性，因此，不能进行磁粉检测。,第二章 规范性引用文件,下列文件中的条款通过JB/T 4730的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。 GB 115331989 标准对数视力表 GB/T 166731996 无损检测用黑光源（UV-A）辐射的测量 JB 4730.1 承压设备无损检测 第1部分：通用要求 JB/T 60631992 磁粉探伤用磁粉 技术条件 JB/T 60652004 无损检测 磁粉检测用试片 JB/T 60662004 无损检测 磁粉检测用环形试块 JB/T 82901998 磁粉探伤机,2 规范性引用文件,第三章 一般要求,说明,第3章一般要求共有12节，包括： 1、检测人员 2、检测程序 3、设备 4、磁粉、载体及磁悬液 5、标准试件 6、电流类型及选用 7、磁化方向 8、磁化规范 9、质量控制 10、安全防护 11、表面准备 12、检测时机,磁粉检测的一般要求除应符合JB/T 4730.1的有关规定外，还应符合下列规定。 3.1 磁粉检测人员,磁粉检测人员的未经矫正或经矫正的近（距）视力和远（距）视力应不低于5.0（小数记录值为1.0）, 测试方法应符合GB 11533的规定。并一年检查一次，不得有色盲。 本条规定了检测人员视力要求，对人员的其他要求在JB/T4730.1中以进行了规定。,3 一般要求,说明：,1）无损检测人员应当持证上岗。 2）取得不同无损检测方法各资格级别的人员，只能从事与该方法和该资格级别相应的无损检测工作，并负相应的技术责任。 3）由于磁粉检测中对缺陷的识别与人的视觉特性有关，即与人眼对识别对象、亮度、反差（对比度）、色泽等感观方式有关，因此标准对检测人员的视力和辨色能力进行了规定。 本标准是按GB11533的规定，提出了近距视力和远距视力要求，由于色弱视力已低于1.0，所以05标准不在对色弱者提出要求。 本标准要求检测人员不得有色盲。医学上对色盲、色弱的定义是：色盲是指全部或部分失去对颜色的分辨能力，分红色盲、绿色盲、全色盲等；色弱是指对颜色能正确认出，但表现出困难或辨认时间延长。 正常人对彩色可以辨认，而色盲者只能通过明暗来判断，因此无论各种色盲或全色盲，对磁粉检测或荧光磁粉检测处理过程控制和显示观察评定都会产生严重影响。所以本标准规定磁粉检测人员不能有色盲，而对色弱者没有明确要求。当然在培养磁粉、渗透检测人员时，如非确有需要，一般也不应选择色弱者。,3.2 磁粉检测程序,磁粉检测程序如下： 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,说明,本条是本标准新增内容，94标准没有此项内容。 磁粉检测程序也就是磁粉检测工艺，是指预处理、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。,3.3 磁粉检测设备,3.3.1 设备 磁粉检测设备应符合JB/T 8290的规定。 固定磁粉 探伤机 移动式磁粉探伤机,固定式磁粉探伤机,29,30,31,32,33,34,移动式磁粉探伤机,（3000-6000A）CYD3000、CYD5000。CZQ6000型直流探伤机、CDG10000型多功能探伤机。,36,37,便携式磁粉探伤机,（500-2000A）CYE-3（旋转磁场仪）、E型（旋转磁场仪）、CYE-1（电磁轭型）、CJE型（电磁轭）、CY-500（支杆）、CY-1000（支杆）、CY2000（支杆）。,39,40,41,42,43,3.3.2 提升力 当使用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有45N的提升力；直流电磁轭至少应有177N的提升力；交叉磁轭至少应有118N的提升力(磁极与试件表面间隙为0.5mm)。,说明,JB/T4730-2005关于磁轭提升力如何规定的 磁轭提升力指标反映了磁化规范的要求，其原理为：对于一定的设备与工件，磁轭平均吸力与铁素体钢板的磁导率、磁极间距、磁极间隙及运动状态有关，当上诉因素不变时，磁感应强度峰值Bm与磁轭平均吸力有一定的对应关系。但如磁轭间距变化，将使磁感应强度B、磁场强度H和相对磁导率变化，因此，提升力指标中应注明磁极间距。 JB4730-1994关于磁轭提升力要求：当磁轭间距为200mm时，交流电磁轭至少应有44N的提升力，直流电磁轭至少有177N提升力。 JB/T4730-2005关于磁轭提升力要求：当磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有45N的提升力，直流电磁轭至少有177N提升力，交叉磁轭至少应有118N提升力（磁极与工件表面的间隙为0.5mm）。,说明,标准对直、交流电磁轭的要求是参照ASME A分篇（强制性）中对提升力的要求：当使用磁轭最大间距时，每个交流电磁轭至少应有10Ib(4.5kg)的提升力；每个直流或永久磁铁磁轭至少应有40Ib(18.1kg)的提升力。 JB4730-1994未提及交叉磁轭的提升力。 在国内某些标准文献中规定交叉磁轭的提升力为88N，理由是交叉磁轭有两个交流电磁轭组成，所以提升力应为两个交流电磁轭提升力指标之和，但此理由不能成立，因为两个交叉磁轭提升力的合力是矢量和，而不是向量和。 为确定交叉磁轭提升力，磁粉标准修改组专门做了试验，试验结果：在间隙为0.5mm1mm且不考虑行走速度的情况下，要达到A1-7/50探伤灵敏度交叉磁轭至少应有118N的提升力（注意此处间隙大小和磁轭行走速度对提升力的影响至关重要）这条是具有中国特色的。,3.3.3 断电相位控制器 采用剩磁法检测时，交流探伤机应配备断电相位控制器。 3.3.4 黑光辐照度及波长 当采用荧光磁粉检测时，使用的黑光灯在工件表面的黑光辐照度应大于或等于1000W/cm2，黑光的波长应为320nm400nm，中心波长约为365nm。黑光源应符合GB/T 16673的规定。 3.3.5 退磁装置 退磁装置应能保证工件退磁后表面剩磁小于或等于0.3mT（240A/m）。,说明,1、只有采用剩磁法时，交流磁粉探伤机必须配备断电相位控制器。当采用连续法时不用配备。 2、黑光辐照度及波长应当注意是指当采用荧光磁粉检测时，所使用的紫外线灯在工件表面的黑光辐照度,3.3.6 辅助器材 一般应包括下列器材： a） 磁场强度计； b） A1型、C型、D型和M1型试片、标准试块和磁场指示器； c） 磁悬液浓度沉淀管； d） 2倍10倍放大镜； e） 白光照度计； f） 黑光灯； g） 黑光辐照计； h) 毫特斯拉计。,50,51,3.4 磁粉、载体及磁悬液,磁粉应符合下列要求： 磁粉类型：为了使磁粉与被检测表面背景有高的反差（对比度），应对磁粉进行染色处理（荧光磁粉、非荧光磁粉或两者兼之）。 温度限制：磁粉的使用应在生产厂商设定的温度限制内使用。,3.4.1 磁粉 磁粉应具有高磁导率、低矫顽力和低剩磁，并应与被检工件表面颜色有较高的对比度。磁粉粒度和性能的其他要求应符合JB/T 6063的规定。,说明,1、磁粉作为磁场传感材料，其性能直接影响磁粉检测灵敏度，磁粉的性能包括磁特性、粒度、形状、流动性、密度和识别性，JB/T4730和JB/T6063对此作了专门规定。 2、本标准特别强调磁粉应具有高的磁导率是为了以便磁化和被吸引到物体的不连续处。低矫顽力和低剩磁是为了防止它们不会相互吸引（成磁粉团）。与被检工件表面颜色有较高的对比度是为了便于观察。 3、控制磁粉的尺寸、形状，以获得统一的结果。磁粉应是无毒、未生锈的，并无油脂、污物和其他有害物，以免干扰其使用。,3.4.2 载体 湿法应采用水或低粘度油基载体作为分散媒介。若以水为载体时，应加入适当的防锈剂和表面活性剂，必要时添加消泡剂。油基载体的运动粘度在38时小于或等于3.0 mm2/s，使用温度下小于或等于5.0mm2/s，闪点不低于94，且无荧光和无异味。,说明,1、载液的适用范围扩大了，94标准只用水和煤油，但有些低粘度的载液完全可以作载液，因此本标准将载液的适用范围扩大了。 2、以水为载体时，必须加入适当的防锈剂是为了防止零件或设备腐蚀； 加入表面活性剂是为了增加水的润湿性和弥散。 实际检测中要进行断水试验，检测载液对工件的润湿性。如果工件表面出现均匀的、薄层载液，说明载液对工件的润湿性很好，可以进行检测。如果出现断水现象，则说明载液对工件的润湿性较差，应加入表面活性剂。,说明,3、现对油基载液性能指标要求不断提高，要求使用低粘度、高闪点、无荧光、无溴味的油基载液。 本标准规定的是运动粘度，磁粉检测规定粘度主要是考虑粘度对磁悬液流动性，从而保证检测灵敏度。要注意在38时油基载体的运动粘度小于或等于3.0 mm2/s，使用温度下小于或等于5.0mm2/s。这里的使用温度应是最低使用温度。因为黏度与温度有关，与压强几乎无关。对于液体来说温度越高黏度越小，而对于气体正好相反。运动粘度表示液体在重力作用下流动时内力的量度，其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比。单位厘斯cst，1cst=1mm2/s。 高闪点指标主要是考虑安全问题。无荧光是为了保证荧光磁粉检测时不至于干扰正常显示。,3.4.3 磁悬液 磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来确定。一般情况下，磁悬液浓度范围应符合表1的规定。测定前应对磁悬液进行充分的搅拌。,表1 磁悬液浓度,说明,采用配制浓度主要考虑特种设备现场作业的特点，由于现场检测时绝大多数磁悬液是一次性使用不可回收，采用配制浓度（g/L)，方法简单实用，磁粉用量明确。现场配制磁悬液时，可用磁膏的长短确定磁粉的含量。 对于在固定式探伤机检测的工件，磁悬液可以循环使用，因此使用沉淀浓度较为方便。 荧光磁粉比非荧光磁粉浓度低很多的原因是因为荧光磁粉的对比度高。,说明,磁粉、载液和浓度选择原则 1、根据工件表面粗糙度来选择 A、对表面粗糙度低（光亮）的工件，采用黏度和浓度都较大一些的磁悬液进行检测。 B、对表面粗糙的工件采用黏度和浓度都较小一些的磁悬液进行检测。 2、根据工件选择 对细牙螺纹根部缺陷的检测，应采用荧光磁粉。 对于容器内壁特别是在用容器检测时最好采用荧光磁粉。 使用剩磁法检测时，应多浇几次磁悬液，以获得最佳的检测效果。,3.5 标准试件,JB/T4730-2005将标准件分为三类： 一是：标准试片 二是：磁场指示器 三是：中心导体磁化方法标准试块 3.5.1 标准试片 3.5.1.1 标准试片主要用于检验磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能，了解被检工件表面有效磁场强度和方向、有效检测区以及磁化方法是否正确。标准试片有A1型、C型、D型和M1型。其规格、尺寸和图形见表2。A1型、C型和D型标准试片应符合JB/T 6065的规定。,说明,标准试件除了试片、试块、指示器外还有标准缺陷试块（自然缺陷试块）本标准并不提倡使用，主要是制作统一的标准样件极其困难，各单位自行收集、制作的样件又有差异，这会带来质量评定时的争议。 本条文字说明两个内容一是试片的作用，二是试片的分类 试片的作用： 1、测试系统灵敏度，即标准所说的标准试片主要用于检验磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能。 2、用于了解被检工件表面大致的有效磁场强度和方向以及有效检测区。如角焊缝。 3、用于考察所用的检测工艺规程和操作方法是否妥当。 4、确定复杂工件的磁化规范。将试片贴在工件的不同部位进行测定。,表2 标准试片的类型、规格和图形,表2 标准试片的类型、规格和图形,说明,试片的分类见教材特别强调几点 1、本标准将标准试片分为A1型、C型、D型和M1型四种。 2、JB/T6065-2004对试片的分类有三种方法 1）按产品类型分：A、C、D三种。 2）按热处理状态分：经退火处理和未经退火处理两种。 3）按灵敏度分：高、中、低三种 3、试片符号含义举例 A1-30/100或A-30/100 符号含义 A-A型试片 1或空缺-热处理状态，经退火处理 30-人工槽深度30m 100-试片厚度100m,说明,C8/50 符号含义 C-C型试片 1或空缺-热处理状态，经退火处理 8-人工槽深度8m 50-试片厚度50 3、同一类型和灵敏度等级相同的试片，经退火处理比未经退火处理的灵敏度约高1倍。 4、按灵敏度分类，仅适用于相同状态的试片，人工槽深度越浅则灵敏度约高。 例如A型试片试片厚度为50，高灵敏度是人工槽深度为7m；中灵敏度是人工槽深度为15；低灵敏度是人工槽深度为30。同样对于100厚的高灵敏度15；中灵敏度是30；低灵敏度是60。其它型号也同理。,说明,5、A1型试片共六种试片厚度为50m的三种适用于有曲率的探测面，厚度为100m的三种适用于平的探测面。 6、用连续法检测A型标准试片的磁痕，几乎不受被检材质的影响，而仅与被检物表面的磁场强度有关。 根据有关资料介绍，A型灵敏度试片上的磁痕显示与磁化电流和磁场强度有大致如下的对应关系： A-15/100 显示时，I=(1012）D，H=32003800A/m A-30/100显示时，I=(68）D，H=19202560A/m A-60/100显示时，I=(24）D，H=6401280/m 05标准规定对锅炉、压力容器、压力管道磁粉检测时，应选用A-30/100试片，灵敏度要求高时，可选用A-15/100 。这与3.8磁化规范中规定连续法时，工件表面切线磁场强度应达到2.4KA/m4.8KA/m就一致了。（因为2.4KA/m2560A/m，A-30/100显示）,说明,C型标准是片灵敏度 C-8/50的灵敏度相当于A-7/50； C-15/50的灵敏度相当于A-15/50；,3.5.1.2 磁粉检测时一般应选用A1-30/100型标准试片。当检测焊缝坡口等狭小部位，由于尺寸关系，A1型标准试片使用不便时，一般可选用C-15/50型标准试片。用户需要时可用D型标准试片，为了更准确地推断出被检工件表面的磁化状态，当用户需要或技术文件有规定时，可选用M1型标准试片。 3.5.1.3 标准试片使用方法 a） 标准试片适用于连续磁化法，使用时，应将试片无人工缺陷的面朝外。为使试片与被检面接触良好，可用透明胶带将其平整粘贴在被检面上，并注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷。 b） 标准试片表面有锈蚀、褶折或磁特性发生改变时不得继续使用。,试片使用的注意事项：,(1)试片只适用于连续法检验，不适用于剩磁法检验； (2)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； (3)试片表面锈蚀或有褶纹时，不得继续使用； (4)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“井”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； (5)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C型或D型，因C型试片可剪成5个小试片单独使用；,(6)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； (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)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； (9)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。,3.5.2 磁场指示器 磁场指示器是一种用于表示被检工件表面磁场方向、有效检测区以及磁化方法是否正确的一种粗略的校验工具,但不能作为磁场强度及其分布的定量指示。其几何尺寸见图1。,说明,磁场指示器又叫八角试块P88 最早来自美国标准，磁场指示器只能用于了解工件表面的磁场方向和有效磁化范围，而不能作为磁场强度和磁场分布的定量测定。八角试块是由八块低碳钢经铜焊拼接而成，它的人工缺陷为铜焊缝，其宽度在0.1mm数量级范围，试块厚度为3.7mm左右，由于试块刚性大，不可能与工件表面特别是曲面很好的粘合，同时由于其厚度较大，因此无法模拟工件表面状况，可以说八角试块显现磁痕与工件表面磁场强度无严格的对应关系，所以八角试块只能作为工件表面磁场方向是否正确的一种粗略校验工具，而不能作为工件表面磁场强度及其分布的定量指示。,说明,使用磁场指示器时，当磁场指示器上没有形成磁痕或没有在所需方向上形成磁痕时，应改变或校正磁化方法。磁场指示器最适用于干粉法。国内生产的磁场指示器大多是个体生产，质量不一定很好保证，磁场强度不足时，也能得到显示，严重影响了他的使用。,3.5.3 中心导体磁化方法标准试块 中心导体磁化方法标准试块应符合JB/T 6066的规定。,说明,JB/T 6066-2004无损检测 磁粉检测用环形试块分为两种试块 B型试块（或直流环形试块） E型试块（或交流环形试块）,3.6 磁化电流类型及其选用,3.6.1 电流类型 磁粉检测常用的电流类型有：交流、整流电流(全波整流、半波整流)和直流。 3.6.2 电流值 磁化规范要求的交流磁化电流值为有效值，整流电流值为平均值。磁粉检测用的磁化电流的波形、电流表指示及换算关系参见附录A（资料性附录）。,说明,磁粉检测所用的电流叫磁化电流 基本电流型式：在磁粉检测中被用于磁粉检测有四种电流类型-交流电（AC)、单项半波整流交流电（HW）、三相全波整流交流电（FWDC)和专用直流电（DC)。 1、交流电：在要求检测如表面开口裂纹时，零件的磁化往往采用交流电。利用交流电的“集肤效应”，把磁场限制在零件的表面或近表面。与此相比，无论是半波还是全波整流电，都能产生一种具有较大穿透力的磁场，以应用与检测近表面缺陷。交流电也广泛用于检测后的退磁。,说明,2、半波整流电：大多用于干粉和局部磁化（例如触棒和磁轭法），用于发现焊件和铸铁件中埋藏深度不深的缺陷。 3、全波整流电：它可利用单项或三相电源，三相电源与单相电源相比，设备的优点是线安培量低，线路电损耗小，用于剩磁法效果较好。用于带涂层或包覆零件检测时，速度要慢，因为磁粉运动速度明显变慢，操作时要保证有足够的时间形成磁痕显示。 4、直流电：有蓄电池或直流发电机产生磁化电流，除极少数专门用途外，它们大多采用半波整流电或全波整流电。电池主要是由于价格和维修问题，使用的较少。,说明,5、用直流电磁轭检测出的磁痕显示，用交流电磁轭有可能检测不到。因为直流检测深度大于交流，所以可能是缺陷深度较深。 6、注意磁化电流值取值是什么值。 7、交流电一般用于检测表面缺陷，如果要求检测近表面缺陷时用直流电效果更好。,附 录 A （资料性附录）,各种磁化电流的波形、电流表指示及换算关系 A.1 各种磁化电流的波形、电流表指示及换算关系见表A.1 表A.1 各种磁化电流的波形、电流表指示及换算关系,3.7 磁化方向说明,确定磁化方向的目的：使工件得到什么样的磁场；最好的方法是缺陷与磁场垂直，即试样的最佳的磁化方向。 磁粉检测能力，取决于磁场的大小和缺陷的延伸方向，以及缺陷的位置、大小和形状等因素。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，造成漏检。,说明,实际检测时，由于工件中缺陷有各种取向，难以预知，故应根据工件的几何形状，采用不同的方法直接、间接或通过感应电流对工件进行周向、纵向或多向磁化，以便尽量使磁场方向与工件可能存在的缺陷垂直。可结合工件尺寸、结构和外形等组合使用多种磁化方法，以发现所有方向的缺陷。 选择磁化方法应考虑的因素有：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位的应力分布，分析可能产生缺陷的部位和方向，选择合适的磁化方法。 具体检测时应根据单位所具有的磁粉检测设备和人员能力来选择磁化方法。 一般情况下，对于筒形工件选择穿棒法和线圈法；对于轴类工件选择通电法和线圈法；对于焊缝磁轭法。,举例,轴向通电法、线圈法,蜗杆轴确定磁化方法,例2,空心正方形锻件材料牌号为2Cr13，热处理状态为1050油淬，650回火，其矫顽力为800A/m，剩磁为0.68T。工件为机加工表面，该工件经磁粉检测后需精加工。要求检测工件外壁各方向缺陷（不包括端面），确定磁化方向。,轴向通电法(I1) 加线圈法(I2),3.7 磁化方向,磁化方向包括纵向磁化、周向磁化和复合磁化。 3.7.1 纵向磁化 检测与工件轴线方向垂直或夹角大于或等于45的缺陷时，应使用纵向磁化方法。纵向磁化可用下列方法获得： a） 线圈法（见图2）； b） 磁轭法（见图3）。,图2 线圈法,图3 磁轭法,说明,缺陷的方向性与磁场方向的相对关系当缺陷平行于磁场时，缺陷的磁痕一般是观察不到的。由于零件中的缺陷方向是多种多样的或未知的，因此每一零件至少在两个相互近视垂直的方向上进行磁化。 纵向磁化：是指电流流通过一个环绕工件的线圈，或通入磁通使其磁力线平行于工件轴向的磁化方法。,纵向磁化,线圈法,螺管线圈法,绕电缆法,磁轭法,电磁轭整体磁化,电磁轭局部磁化,永久磁铁法,3.7.2 周向磁化 检测与工件轴线方向平行或夹角小于45的缺陷时，应使用周向磁化方法。周向磁化可用下列方法获得： a） 轴向通电法（见图4）； b） 触头法（见图5）； c） 中心导体法（见图6）；,图4 轴向通电法,a)固定触头间距双触头接触磁化 b)非固定触头间距双触头接触磁化 图5 触头法,图6 中心导体法,说明,周向磁化：电流从导体或试件一端流向另一端时，在导体或试件内部及周围产生的环形磁场。,周向磁化,通电法,轴向通电法,直角通电法,夹钳通电法,中心导体法,偏置芯棒法,触头法,感应电流法,环形件绕电缆法,3.7.3 复合磁化 复合磁化法包括交叉磁轭法（见图7）和交叉线圈法等多种方法 。,图7 交叉磁轭法,说明,复合磁化又叫多向磁化：在工件上产生一个大小和方向随时间成圆形、椭圆形或螺旋形轨迹变化的磁场。,3.7.4 焊接接头的典型磁化方法 磁轭法、触头法、绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法参见附录B（资料性附录）。,说明,焊缝检测的内容 1、坡口检测 2、焊接过程中的检测：1）层间检测；2）电弧气刨面的检测。 3、焊缝检测 4、机械损伤部位的检测 检测方法 1、磁轭法 2、触头法 3、绕电缆法 4、交叉磁轭法,附 录 B （资料性附录）,焊接接头的典型磁化方法 B.1 磁轭法和触头法的典型磁化方法见表B.1，绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法见表B.2。 表B.1 磁轭法和触头法的典型磁化方法,表B.1 磁轭法和触头法的典型磁化方法,说明,磁化方法特点： 用固定式电磁轭两磁极夹住零件进行整体磁化，或用便携式电磁轭两磁极接触工件表面进行局部磁化。用于发现与两磁极连线垂直的不连续。 应用范围： 整体磁化适用于零件横截面小于磁极横截面的纵长零件。局部磁化适用于对大型零部件的检测。,说明,使用磁轭法时应注意以下几点： 1、磁轭的磁极必须与工件良好接触，特别是旋转磁场和交叉磁场更是如此，否则检测无效。 2、磁轭必须满足提升力的要求，且检测前、后应采用A型灵敏度试片对其检测灵敏度进行校验。 3、磁轭的极间距应控制在75mm200mm之间。 4、对于每一磁化区域至少作两次近似垂直的磁化。 5、采用电磁轭检测T型和角型应采用带活动关节的电磁轭，通过调节电磁轭活动关节的角度，来保证磁极与工件表面接触良好。,表B.1 磁轭法和触头法的典型磁化方法,说明,磁化方法的特点： 用支杆触头接触零件表面，通电磁化，形成周向磁场。用于发现与两触头连线平行的不连续。 应用范围： 适用于焊接件及大型铸件、锻件及板材的局部检测。 对焊接接头和坡口主要使用磁轭法（条件允许时，也可使用旋转磁场磁化法）和触头法进行检测。,说明,在使用触头法时应注意以下几点： 1、必须保持触头与工件的良好接触，减少接触点的发热和防止产生电火花及局部过热。如果使用铜质触头，当产生电火花时，有可能在触头与工件接触点上发生渗铜现象并产生微裂纹，从而对工件产生伤害。因此推荐采用钢、铝或铜网的触头或衬垫，而不用实心铜作触头。 2、触头应首先牢固的压在被检工件表面，然后通电，这样就在工件上沿触头电极的周围和在两触头之间建立周向磁场，足以进行局部磁粉检测。,说明,3、触头间距：触头间距一般不应超过200mm。为了提高灵敏度或受检验区域几何尺寸的限制时，可使用较短的间距，但不应小于76mm。因为此时磁粉能在电极周围形成条状物。 4、磁化电流应按JB/T4730.4-2005的3.8.4选用。 5、对于每一磁化区域至少作两次近似垂直的磁化。,表B.2 绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法,平行于焊缝的缺陷检测,平行于焊缝的缺陷检测,平行于焊缝的缺陷检测,a,说明,磁化方法检测特点： 用软电缆线环绕工件，通电磁化，形成周向磁场，用于检测与电流方向平行的不连续。 应用范围：,说明,1、对管板角焊缝和管座角焊缝的纵向缺陷，也可以采用绕电缆法。 2、应注意控制焊缝与电缆之间的间距。 3、要用标准试片确认磁化规范是否满足要求。,表B.2 绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法,垂直焊缝检测,垂直焊缝检测,说明,使用交叉磁轭的方法 1、必须采用移动式磁化工件， 边移动磁轭边施加磁悬液。 2、为了确保灵敏度和不会造成漏检，磁轭的移动速度不能过快，不能超过标准规定值，即4m/min。因为磁轭移动速度过快，对表面裂纹的检出影响不大，但是对近表面裂纹，即使是埋藏深度只有零点几毫米，也难以形成磁痕。 3、磁悬液的喷洒至关重要，必须在有效磁化场范围内始终保持润湿状态，以利于缺陷磁痕的形成。尤其对有埋藏深度的裂纹，由于磁悬液喷洒不当，使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成漏检。 4、磁痕观察必须在磁轭通过后立即进行，避免以形成的磁痕遭到破坏。 5、交叉磁轭的外侧也存在有效磁化场，可用来磁化工件，但必须通过灵敏度试片确定有效磁化场的范围。,3.8 磁化规范,磁化规范：对工件磁化，选择磁化电流值或磁场强度值所遵循的规则。 磁粉检测应使用既能检测出所有的有害缺陷，又能区分磁痕显示的最小磁场强度进行检测，正如射线检测用最低管电压。因为磁场强度过大易产生过度背景，会掩盖相关显示；磁场强度过小，磁痕显示不清晰，难以发现缺陷。 确定磁场强度应考虑下列因素 1、根据工件的材质、热处理状态和磁特性，确定是采用连续法还是剩磁法，制定相应的磁化规范。 2、根据工件的尺寸、形状、表面状态和欲检出不连续性的种类、位置、形状及大小，确定磁化方法、磁化电流种类和有效磁化区，制定相应的磁化规范。 根据上述因素可以看出，对一个具体工件来说确定一个精确的磁化规范进行磁化是很困难的，因此本标准给出了控制磁场强度在一个比较合理的范围方法，使工件得到有效磁化的方法。,3.8.1 磁场强度 磁场强度可以用以下几种方法确定： a） 用磁化电流表征的磁场强度按3.8.6.13.8.6.3所给出的公式计算。 b） 利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度。 c） 用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度。连续法检测时应达到2.4 kA/m4.8kA/m，剩磁法检测时应达到14.4kA/m。 d） 用标准试片（块）来确定磁场强度是否合适。,3.8.2 轴向通电法和中心导体法的磁化规范按表3中公式计算,表3 轴向通电法和中心导体法磁化规范,中心导体法可用于检测工件内、外表面与电流平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷。外表面检测时应尽量使用直流电或整流电。,说明,对于特种设备，轴向通电法主要用于螺栓和锻件的检测。材料一般是碳钢和低合金钢。 例如：检测一不等径轴，如图。要检查纵向缺陷，应如何确定磁化电流值（按JB/T4730-2005标准选用较高灵敏度）,150,150,200,100,50,50,例题,采用直接通入直流（整流）电周向磁化连续法检测，因轴的直径不同，所以分段。检测原则是先细后粗或先用粗的电流进行全面检测，发现缺陷后再按相应直径规定的磁化电流检测进行检测。先检查两端50两段，再检查中间100一段。（50/100=50%70%应分段检查) 磁化电流I =（1232）D 高灵敏度应采用规范的上限值，所以检测50段时，磁化电流应为： I =32D=3250=1600A 在检测100段磁化电流应为： I =32D=32100=3200A 先检测50段时，磁化电流为1600A 后检测100段时，磁化电流为3200A,说明,中心导体法可用于检测工件内、外表面与电流平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷。外表面检测时应尽量使用直流电或整流电。 采用中心导体法对钢管进行检测时，标准推荐采用直流或三相全波整流电。因为，采用脉动成分很大的交流电磁化时，由于电磁感应的作用，在钢管内表面会产生很大的涡流，从而产生很大的磁感应强度，而钢管外表面磁感应强度很小，容易漏检缺陷。所以内壁灵敏度很高，外壁灵敏度很低，这样就给确定磁化规范带来很大困难。要保证内壁灵敏度，则外壁灵敏度太高。 钢管直接通电法磁化时，由于其内部磁场强度为零，所以不能用磁粉检测的方法来检测内表面的缺陷。可用涡流、中心导体法及内窥镜方法检查。,3.8.3 偏置芯棒法 当使用中心导体法时，如电流不能满足检测要求时应采用偏置芯棒法进行检测，芯棒应靠近内壁放置，导体与内壁接触时应采取绝缘措施。每次有效检测区长度约为4倍芯棒直径（见图8）,且应有一定的重叠区，重叠区长度应不小于有效检测区的10%（0.4d）。磁化电流仍按表3中公式计算，式中D的数值取芯棒直径加2倍工件壁厚。,注:H磁场；F缺陷,图8 偏置芯棒法检测有效区,说明,1、一般应采用中心导体法，只有当电流值不能满足检测要求时才采用偏置芯棒法。 2、采用偏置芯棒法时，要采取绝缘措施防止与工件接触。 3、进行全面检测时，计算转动次数时要注意有效检测范围为4倍芯棒直径，特别要注意10%重叠区。计算结果为小数时要取整。 4、计算磁化电流时公式中的D值取芯棒直径两倍壁厚。,3.8.4 触头法 3.8.4.1 当采用触头法局部磁化大工件时，磁化规范见表4。,表4 触头法磁化电流值,3.8.5 磁轭法 3.8.5.1 磁轭的磁极间距应控制在75mm200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。 3.8.5.2 采用磁轭法磁化工件时，其磁化电流应根据标准试片实测结果来选择；如果采用固定式磁轭磁化工件时，应根据标准试片实测结果来校验灵敏度是否满足要求。,3.8.6 线圈法 线圈法产生的磁场平行于线圈的轴线。线圈法的有效磁化区是从线圈端部向外延伸到150mm的范围内。超过150mm以外区域，磁化强度应采用标准试片确定。,3.8.6.1 低充填因数线圈法。 当线圈的横截面积大于或等于被检工件横截面积的10倍时，使用下述公式： 偏心放置时，线圈的磁化电流按式（1）计算（误差为10%）： （1）,正中放置时，线圈的磁化电流按式（2）计算（误差为10%）：,（2）,（2）,（2）,（2）,以上各式中： I 施加在线圈上的磁化电流，A； N 线圈匝数； L 工件长度，mm； D 工件直径或横截面上最大尺寸，mm； R 线圈半径，mm。,3.8.6.2 高充填因数线圈法。 用固定线圈或电缆缠绕进行检测，若此时线圈的截面积小于或等于2倍工件截面积（包括中空部分），磁化时，可按式（3）计算磁化电流（误差10%）：,（3）,3.8.6.3 中充填因数线圈法。 当线圈大于2倍而小于10倍被检工件截面积时，,式中： （NI）h式（3）高充填因数线圈计算的NI值。 （NI）l式（1）或式（2）低充填因数线圈计算的NI值。 Y线圈的横截面积与工件横截面积之比。,（4）,3.8.6.4 上述公式不适用于长径比（L/D）小于2的工件。对于长径比（L/D）小于2的工件，若要使用线圈法时，可利用磁极加长块来提高长径比的有效值或采用标准试片实测来决定电流值。对于长径比（L/D）大于等于15的工件，公式中（L/D）取15。 3.8.6.5 当被检工件太长时，应进行分段磁化，且应有一定的重叠区。重叠区应不小于分段检测长度的10%。检测时，磁化电流应根据标准试片实测结果来确定。,3.8.6.6 计算空心工件时，此时工件直径D应由有效直径Deff代替。 对于圆筒形工件： Deff=（Do）2-（Di）21/2 （5） 式中： Do圆筒外直径，mm； Di圆筒内直径，mm。 对于非圆筒形工件： （6） 式中： At零件总的横截面积，mm2； Ah零件中空部分的横截面积，mm2。,3.9 质量控制,磁粉检测用设备、仪表及材料应定期校验。 3.9.1 综合性能试验 每天检测工作开始前，用标准试片检验磁粉检测设备及磁粉和磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。,说明,磁粉系统的性能或灵敏度主要取决于以下几点： 1、操作者的技能； 2、工艺过程的控制； 3、磁粉或磁悬液； 4、设备； 5、可见光亮度； 6、工作场所环境光的控制； 7、磁场强度； 8、磁场的方向； 9、剩磁场强度； 10、所有这些可控因素的综合。,3.9.2 磁悬液浓度测定 对于新配制的磁悬液，其浓度应符合3.4的要求。对循环使用的磁悬液，每天开始工作前，应进行磁悬液浓度测定。 3.9.3 磁悬液污染判定 对循环使用的磁悬液，应每周测定一次磁悬液污染。测定方法是将磁悬液搅拌均匀，取100mL注入梨形沉淀管中，静置60min检查梨形沉淀管中的沉淀物。当上层（污染物）体积超过下层（磁粉）体积的30%时，或在黑光下检查荧光磁悬液的载体发出明显的荧光时，即可判定磁悬液污染。 3.9.4 磁悬液润湿性能检验 检测前，应进行磁悬液润湿性能检验。将磁悬液施加在被检工件表面上，如果磁悬液的液膜是均匀连续的，则磁悬液的润湿性能合格；如果液膜被断开，则磁悬液中润湿性能不合格。,3.9.5 电流表精度校验 磁粉检测设备的电流表，至少半年校验一次。当设备进行重要电气修理或大修后，应进行校验。 3.9.6 电磁轭提升力校验 电磁轭的提升力至少半年校验一次。在磁轭损伤修复后应重新校验。 3.9.7 辅助仪表校验 磁粉检测用的辅助仪表，如黑光辐照计、照度计、磁场强度计、毫特斯拉计等，至少每年校验一次。 3.9.8 其他 设备内部短路检查、电流载荷校验、通电时间校验等原则上每年进行一次测定。,说明,1、仪器、设备的校验和保养记录和结论对质量体系控制是十分重要的资料，因此应予保留。 2、仪器、设备的校验周期通常是6个月。 3、仪器、设备校验周期,说明,下表规定了一些磁粉检测的重要因素和非重要因素，如果重要要素发生变化，则作业指导书等书面文件，要作重新鉴定。非重要因素发生变化可不作重新鉴定。无论重要因素和非重要因素发生变化都要修改书面规程或记录。,3.10 安全防护,3.10.1 轴向通电法和触头法检验不应在易燃易爆的场合使用；使用在其他地方，也应该预防起火烧伤。 3.10.2 使用水磁悬液检测承压设备时，应防止绝缘不良或电器短路。 3.10.3 使用荧光磁粉检测时，应避免黑光灯直接照射人的眼睛。 3.10.4 使用干法检验时，要求通风良好，并应注意防尘。,说明,在现场检测时要注意的安全问题 1、电击和烧伤：电流短路能引起电击；在低电压下使用大电流能引起特殊的烧伤。 2、电器接地：使用水悬浮液的设备要有良好的电器接地。 3、防尘：清理打磨时要注意灰尘、砂粒、锈和氧化皮等及用压缩空气清理受检工件表面，使用干粉对直立或仰脸施加磁粉时进入眼睛、耳朵和呼吸系统，因此要采取防尘措施，如使用防尘呼吸保护器等。 4、跌倒：在现场检测时要注意周围是否有容易绊倒的东西，在脚手架或梯子上检测时要检查跳板是否固定等。在使用湿磁粉应注意脚下防止滑倒。,说明,5、着火：要注意煤油蒸馏物液槽的引燃。 6、环境：存在可燃气体环境内作磁粉检测，如石油化工厂或炼油厂。要执行工厂的安全规定，特别是检测设备要有防漏电保护装置。 7、大的部件移动或落下：现场检测时要注意大的部件移动或落下，特别是那些在临时支架上的部件，检测过程中可能要移动或提起时落下。另外，现场操作时要注意所抓物体的稳定性，防止物体的移动而造成人身安全事故。 8、使用荧光磁粉检测时，应避免黑光灯直接照射人的眼睛。,3.11 被