技师磁粉年度总结

1 / 59 技师磁粉年度总结 北方重工业集团公司：王海岭 2002年 8 月 30日 本人于 1987 年 7月毕业于内蒙古大学物理系，被分配到北方重工业集团公司计量检测中心理化室工作， 1998年被评聘为高级工程师，我自参加工作以来，一直从事无损检测工作， 1988 年 5 月参加了内蒙劳动人事厅举办的无损检测学习班并取得锅炉压力容器超声波探伤级资格证书。同年11 月取得了 XX 行业无损检测磁粉探伤级资格证书， 1996年取得了锅炉压力容器磁粉探伤、渗透探伤级资格证书。现就我自参加工作以来所从事的无损 检测技术及相关技术的主要工作总结如下： 一、 参加的科研工作 1、 1988年 -1991年，我参加了部标准 WJ2022-91“ XXXX磁粉探伤方法”的编制工作，并主要负责涂覆层对管材表面磁粉探伤的影响，经过大量实验，为编制该标准提供了准确的数据。该标准于 1991年颁布实施。该标准是 XX系统第一个无损检测标准，该项目被工厂在标准化成果评选中评为优秀成果。 2、我参加了国军标 GJB2977-97“ XX静态检测方法”中无损检测部分的编制工作，并负责其中的“磁粉探伤方法”的编制工作 ，该标准已于 1997 年颁布实施，并荣获部级科2 / 59 技进步二等奖。 3、 1997年 -1999年，做为主笔人我负责编制了部标准 WJ2545-99“ XXXX 接触法超声波探伤方法”，经过总结我厂几十年对 XX 超声波探伤的经参考了大量的国内外先进的标准， 98年通过专家审定， 99年正式颁布实施。这是 XX行业 XXXX 唯一的超声波探伤标准，该项目被评为工厂科技进步二等奖。 4、我厂军品用的厚壁管材品种多，质量要求严，只能采取超声波探伤来控制产品质量，但由于壁较厚，而且有多个台阶，无法进行纯横波探伤，以往探伤 时发现缺陷无法确定位置，这给缺陷处理带来困难，我通过大量的实际探伤摸索，结合理论计算，终于找到区别横纵波的有效方法，解决了这个难题，我椐此撰写的论文“厚壁管材超声波探伤方法” 1994 年被刊登在“无损检测”杂志 1997 年上，此论文在 1996年兵工学会论文评选中荣获二等奖。 5、自 1999 年以来，我一直负责我厂某重点工程项目理化检测设备更新改造的论证工作，我根据生产高质量军事装备的需要，结合我厂设备实际情况，作了详尽、细致的论证，经过 XX 工业总公司、国防科工委专家的多次审查，经国际评估公司评估，最后 ，我单位有包括德国 SEIFERT 公司 X 射线工业电视改造、购置多功能磁粉探伤机、 X 荧光光谱仪、红外碳硫仪等 12台设备获得通过。这些项目实施后，3 / 59 将大大提高我厂理化检测特别是无损检测的能力，对提高我厂生产高、新 XX的能力，确保 XX装备产品的质量具有重要意义。 6、 2002年 4 月，我做为国防科工委检测技术体系专家组成员，参与编制国防科技工业检测技术体系研究报告，该研究报告根据我国检测技术特别是我国国防科技工业检测技术现状的分析，按照现代国防科技工业发展的需要，并根据国防科技工业的特点和当前需求，建 立了一个适合我国国情的国防科技工业检测技术体系并确定了重点研究方向和关键领域，确立了理化检测和无损检测技术研究为当前工作重点，该研究报告将为国防科技工业发展检测技术提供重要的决策依据。此项目已于 2002年 9 月底完成初稿。 二、 解决生产中的技术难题 在工厂军民品的实际生产中，我利用自己所学知识，结合工厂生产检验中出现的探伤技术问题，组织技术人员进行攻关，为工厂解决了许多无损检测技术难题： 1、我厂承揽的超高压钢管用于北京燕山石化聚乙烯工程的超高压管道，是替代进口的产品，产品 质量要求非常高，需进行超声波探伤、磁粉探伤、涡流探伤三种检测方法来控制产品质量，由于该产品很长除超声波探伤具备条件外，磁粉探伤、涡流探伤我厂均没有设备，因此工厂专门成立项目组，我做为项目负责人，首先根据规范要求对涡流探4 / 59 伤设备生产厂家进行调研、选型，最后将设备购置回厂，回来后，根据自己所学知识，培训检测人员并指导检测，确保了超高压钢管内表面的质量，同时也为我厂开发了一种新的无损检测方法。紧接着，我根据工厂资金紧张、进度要求急的具体情况确定了利用工厂现有条件改造、制做超高压钢管专用磁粉探伤设备的大胆方案，而没有 去生产厂家定做，我组织技术人员将三台报废磁粉探伤机进行机械连接，并改造电路，解决了由于工件加长、电缆加长而造成电压降、电流降低的难题，经过我们昼夜加班、连续奋战，仅用一个月就制作出超高压钢管专用磁粉探伤设备并一次调试成功，及时解决了超高压钢管生产的难题，为工厂节约资金 28万余元。该项目获工厂技术进步二等奖。 2、九十年代初，我厂骨干民品火车轴在超声波探伤和磁粉探伤中出现异常，致使近 200支车轴不合格，为此，我们专门成立攻关小组，对超声波探伤出现的异常波形进行仔细分析，通过大量的实验，最终判定超声 波探伤出现的异常波形为伪缺陷，同时我们对磁粉探伤出现的问题，选取最典型的缺陷的车轴进行解剖，采用其他理化检测手段进行辅助检测，确定缺陷是夹杂而不是裂纹，根据加工余量，使大部分车轴变为合格品，为工厂挽救产值二十余万元。该项目被评为工厂技术革新二等奖和“讲、比”二等奖。 3、我厂新引进的 3000 吨油压机中横梁一螺钉孔处5 / 59 出现漏油，致使油压机不能正常工作，严重影响了工厂的正常生产，仅中横梁就价值 300多万元，而且重达七十多吨，因此确定缺陷的位置和大小对油压机进行抢修至关重要，从中横梁表面看未发现裂纹，在 螺钉孔周围表面用磁轭进行探伤，也未发现裂纹，采用超声波探伤，由于中横梁中间有许多高压油路管道的影响也无法确定缺陷的位置和大小，为此我带领其他技术人员一起研究中横梁的内部结构，最后终于找到了检测方法，采用从螺钉孔将小型电磁铁伸入横输油管进行磁化，从输油管的另一端用工业内窥镜辅助观察，最后准确地检测出裂纹的大小和位置，为对油压机进行修理以及向供应商索赔提供了重要依据。 4、由于我厂检测设备老化，经常出现故障而影响正常的军民品生产，而工厂又资金紧张无力购置新设备，为此，我组织技术人员对一些旧设备进行立 项改造，先后改造了十分厂 CJW6000 型磁粉探伤机、六分厂 3 型磁粉探伤机，为解决理化检测中设备窄口问题作了大量工作，同时也为工厂节约了大量的资金。 5、 1994年，我做为无损检测技术人员，同设计及质量方面的技术人员一起组成售后服务巡回小组，走访了十几家我厂超高压容器 -高压釜的用户，并对在役高压釜进行超声波探伤及其它检测，为用户排除了事故隐患，受到了广大高压釜使用单位的欢迎。 6 / 59 6、 1996年，陕西铜川一人造水晶厂因事故停产，十三台高压釜价值 130余万元因质量状况不明而不能使用，我做 为无损检测技术人员同其他技术人员一起前往铜川进行检测，经过我进行 100%超声波探伤并进行硬度抽查后，判定其中十支釜体内部质量符合技术条件要求，可以使用，为该厂家挽回重大经济损失。 7、我厂 WA320产品炮框耳轴按技术条件采用超声波探伤控制其产品质量，由于该部件是铸钢件，缺陷较多且分布复杂，因此，如何准确记录缺陷的位置成为下一步处理缺陷的关键，根据该工件的结构特点，我设计了一种“耳轴缺陷定位仪”采用极坐标，能够对缺陷位置进行准确记录，该项目获工厂“讲理想、比贡献”竞赛二等奖。 8、我厂 的产品有大量的各种不同规格、不同材料的轴类锻件，这些产品均需进行超声波探伤检查其内部质量，按常规每种规格或材料均需做一组对比试块，这样将需要大量的材料， 而且做对比试块需要很长时间，也影响了生产周期，我根据超声波探伤理论及经验，建议并实施制做轴类锻件超声波探伤通用试块，为工厂节约了大量的资金，降低了生产成本同时也缩短了生产周期。该项目获得工厂“合理化建议”四等奖。 9、我厂自 1987年一直生产超高压容器 -人造水晶釜7 / 59 体，我参加了我厂生产的各种规格的超高压容器高压水晶釜体的超声波探伤工作， 经过大量的实践经验积累，对探伤方法不断改进，仅对比试块，我们就经历了由 600V 型槽、线切割槽、到最后采用横通孔，为后来编制厂标和部标积累了大量的经验。 10、根据工厂生产需要，我还编制了其它一些重要的厂标及操作规程如：“ XX 零部件磁粉探伤方法” QPD1999“超高压钢管涡流检测方法”、“ WA026XX 超声波探伤方法”、“ WA026 炮尾、闩体超声波探伤方法”、“ X 射线机检定操作规程”、“超声波探伤仪检定操作规程”等。 三、 相关工作 1、我不仅直接参加我厂无损检测工作和无损 检测的技术管理工作，同时，我还从事无损检测的计量工作， 1996年 -1997年，根据 XX工业总公司要求，我厂做为总公司首批建立无损检测计量标准的三个区域计量站之一，我做为此项工作的负责人，从调研、购买标准装置、安装调试到撰写建标技术报告，并经过考试取得了检定员资格证书，经过半年的努力工作， 1997 年通过专家评审，正式建立超声波探伤仪、X 射线探伤机两项标准，并同时开始在四四七区域计量站对超声波探伤仪、 X射线探伤进行定期检定，确保 XX行业无损检测设备受控，量值传递准确统一。 2、 2001 年 2002 年 ，北方重工业集团公司中心实8 / 59 验室根据工作计划拟在 2002 年 7 月份按 GB/T15481 2000“检测和校准实验室能力的通用要求”进行国家实验室认可，我作为实验室质量负责人负责检测实验室工作，我组织技术人员编制质量手册和程序文件，并主持检测实验室质量体系运行，经过近一年的努力，终于在 2002 年 7月 16日 18日通过中国国家实验室认可委员会专家组的现场评审，成为国防系统第二家也是内蒙古第一家按 GB/T15481 2000标准通过的国家实验室。 总之， 我自参加工作以来，在无损检测专业技术上特别是在二代 步兵战车、自行反坦克炮等重点 XX 装备及超高压钢管、火车轴、高压釜等骨干民品的质量控制工作做出了自己的贡献，但仍存在着许多不足，我在实际工作中经常感到自己知识的欠缺和不足，因此，我将不断努力学习无损检测知识及相关知识，继续提高自己的业务素质和业务能力，争取在无损检测专业上继续做出自己的贡献。 磁粉检测知识点总结 磁粉检测原理 铁磁性材料和工件被磁化后，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，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状、大小和严重程度。 磁粉检测的基础 是不连续性处漏磁场与磁粉的磁9 / 59 性相互作用。 磁粉检测适用范围 1 适用于检测铁磁性材料工件表面和近表面尺寸很小、间隙极窄和目视难以看出的缺陷。 2适用于检测马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料，但不适用于检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊接接头，也不适用于检测铜、铝、镁、钛合金等非磁性材料。3 适用于检测工件表面和近表面的裂纹、白点、发纹、折叠、疏松、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力线方向夹角小于 20的缺陷 ; 4 适用于检测未加工的铁磁性原材料和加工的半成品、成品件及在役与使用过的工件及特种设备。 5 适用于检测管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件及焊接件。 磁粉检测的优点： 1 可检测出铁磁材料表面或近表面的缺陷 2能直观显示缺陷位置、大小、形状和严重程度 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，工艺简单，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的各个部位，基本上不受工件大小和形状的限 6.缺陷 检测重复性好 7.可检测受腐蚀的表面 局限性： 1.只能适用于检测铁磁性材料，不适用于检测奥氏体不锈钢及其他非铁磁性材料 2.只适合检测工件10 / 59 的表面和近表面缺陷 3.检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系，若缺陷方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。 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，在通电法和触头发磁化时，易产生打火烧伤 6.部分磁化后具有较大剩磁的工件需进行退磁处理 磁粉检测的七个程序：预处理；磁化；施加磁粉或磁悬液； 磁痕的观察与记录：缺陷评级；退磁；后处理。 磁力线具有以下特性： 1) 磁感应线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁为零； 2）在钢捧表面，磁场强度达到感应线是由 S 极到 N极；在磁体外，磁最大； 3）离开钢棒表面，磁场强度随感应线是由 N 极出发，穿过空气进入Sr的增大而下降。其不同点是：直流电极的闭合曲线。 2) 磁感应线互不相交。磁化，从钢棒中心到表面，磁场强度是 3) 磁感应线可描述磁场的大小和方直线上升到最大值；交流电磁化，由于向。 4）磁感应线沿磁阻最小路径通过 趋肤效应，只有在钢棒近表面才有磁场磁场 强度 H=I/ 在 SI单位制强度，并缓慢上升，而在接近钢棒表面中，磁场强度的单位是安 /米 时，迅速上升达到最大值。 奥 Oe；磁感应强度用交流和直流电磁化同一钢管时，钢管又称为磁通密度。在 SI单位制中，磁内部 H=0， B=0，钢管内部没有磁场存在， 4 11 / 59 感应强度的单位是特 =10 磁场是从钢管内壁到表面逐渐上升到高斯 最大值。 磁感应强度 B 与磁场强度 H 的比值称为空载通电线圈中心的磁场强度公式：磁导率，或称为绝对磁导率，用符号 H=NIcos /L=NI/1/2 表示，表示材料被磁化的难易程度，单开路磁化：线圈纵向磁化的磁化力用安位 H/m 匝数来表示。闭路磁化：磁轭法不是常数，随磁场大小不同而改变，磁化时以提升力来衡量导入工件的磁有最大值。真空磁导率 o 在真空感应线强度或磁通 中，磁导率是常数， o 4 10-7 形成旋转磁场的基本条件 两相磁轭 H/m r / o 无单位 不同的几何夹角与两相激磁电流的相位物质的磁化率不同；磁化曲线是表征铁差均不等于 0或 180 磁性材料磁特性的曲线，用以表示外加有效 磁场 铁磁性材料磁化时，只要在磁场强度 H 与磁感应强度 B 的变化关工件上产生磁极，就会产生退磁场，它系。 削弱了外加磁场，所以工件上的有效磁 =arctan= arctan，大小场用 H表示，等于外加磁场减去退磁场。反映铁磁性材料被磁化的难易程度。 H=Ho /【 1+N】 当外加磁场强度 H 减小到零时。保留在退磁因子 N主要与工件的形状有关材料中的磁性，称为剩余磁感应强12 / 59 度，对于完整的闭合的环形试样； 简称剩磁，用 Br表示。为了使剩磁减 N=0；对于球体， N=；对于圆钢棒，小到零，必须施加一个反向磁场强 度， L/D 愈小， N愈大。 使剩磁降为零所施加的反向磁场强度影响试件退磁场大小的因素： 1、与外称为矫顽力，用 Hc表示。只有交流加磁场大小有关，外加磁场增大，退磁电才产生这种封闭磁滞回线。 场也增大； 2、与 L/D 有关， L/D 增大，铁磁性材料具有以下特性：高导磁退磁场减小；工件磁化时，如果不产生性 磁饱和性磁滞性 磁极，就不会产生退磁场。 通常采用软磁材料是指磁滞回线狭长，延长块将工件接长，以增大 L/D值，减具有高磁导率、低剩磁、低矫顽力和低小退磁场的影响。 3.退磁因子 N与工件磁阻的铁磁性材料 。软磁材料磁粉检测几何形状有关 4. 磁化尺寸相同的钢管时容易磁化，也容易退磁。软磁材料如和钢棒，钢管比钢棒产生的退磁场小。电工用纯铁、低碳钢和软磁铁氧体等材 5、 磁化同一工件时，交流电比直流电料。硬磁材料是指磁滞回线肥产生的退磁场小。 大，具有低磁导率、高剩磁、高矫顽力所谓漏磁场：就是铁磁性材料磁化后，和高磁阻的铁磁性材料。硬磁材料磁粉在不连续性处或磁路的截面变化处，磁检测时难以磁化，也难以退磁。硬磁材感应线离开和进入表面时形成的磁场。料如铝镍钴、稀土钴和硬磁铁氧体等材外加磁场强度一定要大于产生最大磁料 。 导率 m对应13 / 59 的磁场强度 H m，使磁导通电圆柱导体的磁场 率减小，磁阻大，漏磁场增大。当铁磁磁场方向：与电流方向有关，用右手定性材料的磁感应强度达到饱和值的 80%则确定。磁场大小：安培环路定律计算 左右时，漏磁场便会迅速增大。 通电长导体表面的磁场强度为： H=I/2影响漏磁场的因素 1 外加磁场强度的影 R 导体外 r 处的磁场强度：响 2缺陷位置及形状的影响 a 缺陷 H=I/2 r 导体内部 r处磁场埋藏深度的影响很大 b 缺陷方向的强度： H=Ir/2 R2 影响 c 缺陷深宽比的影响 3 工件 用交流电和直流电磁化同一钢棒时，其表面覆盖层的影响 4 工件材料及状态的共同点是： 1)在钢棒中心处，磁场强度影响， 矫顽力随着硬度的增大而增大，漏磁场也增大。 交流电优点 :1.对表面缺陷检测灵敏度高 2.容易退磁 3.电源易得，设备结构简单 4.能够实现感应电流法磁化 5.能够实现感应电流法磁化 6.磁化变截面工件磁场分布较均匀 7.有利于磁粉迁移 8.用于评价直流电磁化发现的磁痕显示 9.适用于在役工件的检验 10.交流电磁化时工序间可以不退磁 交流电的局限性是： 1.剩磁法检验受 交流电断电相位影响 ; 2.探测缺陷深度小 单相半波整流电优点： 1.兼有直流的渗入性和交流的脉动性 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局限性是： 1.退磁较困难 2.检测缺陷深度不如三相全波整14 / 59 流电和直流电。 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 适用于检测焊接件、带镀层工件、铸钢件和球墨铸铁毛坯的近表面缺陷 4.设备需要输入的功率小 局限性是： 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.周向和 纵向磁化的工序间一般需要退磁。 直流电的优点是： 1、磁场渗入深度大，在七种磁化电流中，检测缺陷的深度最大； 2、剩磁稳定，剩磁能够有力地吸住磁粉，便于磁痕评定； 3、适用于镀铬层下的裂纹、闪光电孤焊中的近表面裂纹和薄壁焊接件根部的未焊透和未熔合的检验。 局限性是：退磁最困难；不适用于干法检验；退磁场大；工序间要退磁。交流电的电流表上的电流值是有效值 I； 整流电的电流表上的电流值是平均值 Id。 如何选用磁化电流 1)用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷检测灵敏度高； 2)交流电的渗入深度，不如 整流电和直流电； 3)交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器； 4)交流电磁化连续法检验主要与有效值电流有关，而剩磁检验主要与峰值电流有关； 5)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； 6)单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面缺陷检测灵敏度高； 7)三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷； 8)直流电可检15 / 59 测工件近表面最深的缺陷； 9)冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备。 磁粉检测的能力，取决于 1.施加磁场的大小 ; 2 缺陷的延伸方向， 3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。 选择磁化方法应考虑的因素 1、工件的尺寸大小； 2、工件的外形结构； 3、工件的表面状态； 4、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。 周向磁化指给工件直接通电，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。可分为：轴向通电法、中心导体法、偏置芯棒法、触头法。 纵向磁化 是指将电流通过环绕工件的线圈，沿工件纵长方向磁化的方法，工件中的磁力线平行于线圈的中心轴线。用于发现与工件轴向垂直的周向缺陷。利用电磁轭和永久磁铁磁化，使磁力线平行于工件纵轴的磁化方法亦属于纵向磁化。可分为：线圈法、磁轭法。 将工件置于线圈中进行纵向磁化，称为开路磁化，开路磁化在工件两端产生磁极，因而产生退磁场。 闭路磁化电磁轭整体磁化、电磁轭或永久磁铁的局部磁化，闭路磁16 / 59 化不产生退磁场 多向磁化 是指通过复合磁化，在工件中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。因为磁场的方向在工件上不断地变化着，所以可发现工件上多个方向的缺陷。如：交叉磁轭法、交叉线圈法、直流磁轭与交流通电法、直流线圈与交流通电法 磁化工件的顺序，一般是先进行周向磁化，后进行纵向磁化；如果一个工件上横截面尺寸不等，周向磁化时，电流值分别计算，先磁化小直径，后磁化大直径。通电导体的电流方向和被检的缺陷的方向一致时，检出率最高。轴向通电法和触头法产生打火烧伤的原因是：工件与两磁化夹头接触部位有铁锈、氧化皮及脏物；磁化电流过大；夹持压力不足；在磁化夹头通电时夹持或松开工件。预防打火烧 伤的措施是：清除掉与电极接触部位的铁锈、油漆和非导电覆盖层；必要时应在电极上安装接触垫，如铅垫或铜编织垫，应当注意，铅蒸汽是有害的，使用时应注意通风，铜编织物仅适用于冶金上允许的场合：磁化电流应在夹持压力足够时接通：必须在磁化电流断电时夹持或松开工件；用合适的磁化电流磁化。 轴向通电法的优点：无论简单或复杂工件，一次或数次通电都能方便地磁化：在整个电流通路的周围产生周向磁场，磁场基本上都集中在工件的表面和近表面；两17 / 59 端通电，即可对工件全长进行磁化，所需电流值与长度无关；磁化规范容 易计算；工件端头无磁极，不会产生退磁场；用大电流可在短时间内进行大面积磁化；工艺方法简单，检测效率高：有较高的检测灵敏度。其缺点：接触不良会产生电弧烧伤工件；不能检测空心工件内表面的不连续性：夹持细长工件时，容易使工件变形。适用范围为：特种设备实心和空心工件的焊接接头、机加工件、轴类、管子、铸钢件和锻钢件的磁粉检测。 中心导体法的优点：磁化电流不从工件上直接流过，不会产生电弧；在空心工件的内、外表面及端面都会产生周向磁场；重量轻的工件可用芯棒支承，许多小工件可穿在芯棒上一次磁 化；一次通电，工件全长都能得到周向磁化；工艺方法简单、检测效率高：有较高的检测灵敏度。其缺点：对于厚壁工件，外表面缺陷的检测灵敏度比内表面低很多；检查大直径管子时，应采用偏置芯棒法，需转动工件，进行多次磁化和检验；仅适用于有孔工件的检验。适用范围为：特种设备的管子、管接头、空心焊接件和各种有孔的工件如轴承圈、空心圆柱、齿轮、螺帽及环形件的磁粉检测。 触头法的优点：设备轻便，可携带到现场检验，灵活方便：可将周向磁场集中在经常出现缺陷的局部区域进行检验；检测灵敏度高。缺点：一次磁 化只能检验较18 / 59 小的区域；接触不良会引起工件过热和打火烧伤；大面积检验时，要求分块累积检验，效率低。触头法适用于：平板对接焊接接头、 T 型焊接接头、管板焊接接头、角焊接接头以及大型铸件、锻件和板材局部磁粉检测。 线圈法的优点：非电接触；方法简单：大型工件用绕电缆法很容易得到纵向磁场；有较高的检测灵敏度。缺点： L/D 值对退磁场和灵敏度有很大的影响，决定安匝数时要加以考虑； 工件端面的缺陷，检测灵敏度低：为了将工件端部效应减至最小，应采用“决速断电”。适用于：特种设备对接焊接接 头、角焊接接头、管板焊接接头以及纵长工件如曲轴、轴、管子、棒材、铸件和锻件的磁粉检测。 磁轭法的优点：非电接触；改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷；便携式磁轭可带到现场检测，灵活、方便；可用于检测带漆层的工件；检测灵敏度较高。缺点：几何形状复杂的工件检验较困难；磁轭必须放到有利于缺陷检出的方向；用便携式磁轭一次磁化只能检验较小的区域，大面积检验时，要求分块累积，效率低；磁轭磁化时应与工件接触好，尽量减小间隙的影响。磁轭法适用于： 特种设备平板对接焊接接头、 T 型焊接接头、管板焊接接头、角焊接接头以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测。整体磁化适用于零件横截面小于磁极横截面的纵长零件19 / 59 的磁粉检测。 交叉磁轭的正确使用方法是：交叉磁轭磁化检验只适用于连续法。必须采用连续移动方式进行工件磁化，且边移动交叉磁轭进行磁化，边施加磁悬液。最好不采用步进式的方法移动交叉磁轭。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，不能超过标准规定的4m/min 的移动速度，可通过标准试片磁痕显示来确定。当交叉磁轭移动速度过快时，对表面裂纹的检出影响不是很大，但是，对近表面裂纹，即使是埋藏深度只有零 点几毫米，也难以形成缺陷磁痕。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，由于磁悬液的喷洒不当，会使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成缺陷漏检。磁痕观察必须在交叉磁轭通过后立即进行，避免己形成的缺陷磁痕遭到破坏。交叉磁轭的外侧也存在有效磁化场，可以用来磁化工件，但必须通过标准试片确定有效磁化区的范围。交叉磁轭磁极必须与工件接触好，特别是磁极不能悬空，最大间隙不应超过，否则会导致检测失效。交叉磁轭磁化的优点：一次磁化可检测出工件表面任 何方向的缺陷，而且检测灵敏度和效率都高。缺点：不适用于剩磁法磁粉检测，操作要求严格。交叉磁轭磁化的适用于：锅炉压力容器的平板对接焊接接头的磁粉检测。 制定磁化规范应考虑的因素 1 根据工件的材料、热20 / 59 处理状态和磁特性，确定计算出的安匝数。充填因数 Y：线圈横测。只有波长 320nm 400nm 的黑光才使用前应将试片清理干净； 6、试片人采用连续法还是剩磁法检验； 2 还要根截面积与被检工件横截面积之比。 Y:能用于荧光磁粉检测，中心波长为工缺陷面与工件贴紧，并用透明胶带固据工件的尺寸、形状、表面状态和欲检充 填因数 S:线圈横截面积 S1:被检 365nm 定，但是，透明胶带不能覆盖人工缺陷；出缺陷的种类、位置、形状及大小，确工件横截面积 R:线圈横截面积半径 非荧光磁粉：检测对象：只适用于铁磁 7、同一工件可选用多个试片，以观察定磁化方法、磁化电流种类和有效磁化 r:被检工件横截面积半径 D0 线性材料的表面和近表面缺陷的磁粉检不同部位磁化状态的差异； 8、用完的区，制定相应的磁化规范。 圈横截面积直径 D 被检工件横测；空心磁粉主要用于检测高温状态下试片应重新用油封好。 制定磁化规范的方法 1 用经验公式计截面 积直径。在可见光标准试块用途 1、检验磁粉检测设备、算； 2利用材料的磁特性曲线，确定合和圆筒形工件的直径 D应由有效直径下观察磁痕显示所使用的磁磁粉、磁悬液的综合性能 粉。磁粉检测是靠漏磁场吸附磁粉形成度）； 2、考察所用的试验条件和操作方件表面的切向磁场强度 4 用标准试片注：公式 在 L D2磁痕显示缺陷的。磁痕显示程度不仅与法是否恰当； 3.检验各种磁化电流及磁确定 时有效。21 / 59 若 L/D 2、对于非圆柱形工件， D 工件横截面对于中空的非圆筒形工件和圆筒形工衡量磁粉性能最根本的办法还是通过磁场指示器只 能作为大致了解工件表上最大的尺寸mm 件的 L D值计算时，此时工件直径 D 综合性能试验的结果确面的磁场方向和有效磁化范围的粗略偏置芯棒法磁化规范 当采用中心导体应由有效直径 Deff代替。对于中空的定。 校验工具，而不能作为磁场强度和磁场法磁化时，若工件直径大、设备的功率、非圆筒形工件， Deff计算如下： 湿法非荧光磁粉的验收试验包括：污分布的定量测试。使用时，将磁场指示电流值不能满足时，可采用偏置芯棒法工件总的染、颜色、粒度、灵敏度和悬浮性。 器铜面朝上，八块低碳钢面朝下，紧帖 At?AhDeff?2 磁化。应依次将芯棒紧靠工件内壁停放在不同位置，以检测整个圆周，对于圆筒形工件， Deff 计算如下：对于湿法磁粉检测，用来悬浮磁粉的液磁粉检测灵敏度及影响因素：、磁粉 22在工件圆周方向表面的有效磁化区为式中： Deff?体称为载液或载体，磁粉检测常用油基检测灵敏度：是指磁粉检测检出小缺陷 DO?Di 芯棒直径 d 的 4 倍，并应有不小于10 Do 圆筒外径， mm 圆筒内径， mm。载液和水载液。 油基载液是具有高闪的能力。 、影响因素： 工件磁化：的磁化重叠区。磁化电流仍按表 3 3 用剩磁法检测的线圈法磁化 规范 对于点、低粘度、无荧光和无嗅味的煤油。； 22 / 59 、设备和器材：；、工件状触头法磁化规范 触头法磁化时，触头栓用的材料又经过淬火后，其剩磁和矫的某些轴承和轴承套）；水可能会引态：； 间距 L 一般应控制在 75mm200mm 之顽力值一般都符合剩磁法检测的条件。起电击的地方；在水中浸泡可引起氢缺陷状态：； 人员因素：； 、环境条件： I= L 工件厚度 T 19mm 形成的过度背景，使缺陷无法观察，所剂，必要时还要添加消泡剂，保证水载 I=L 注： I 磁化电流； L 以应采用剩磁法检测。 液具有合适的 润湿性、分散性、防锈性、注意一些连续法检测的工件可不必退两触头间距。 磁轭法磁化时，检测灵敏度可根据标准消泡性和稳定性；磁悬液浓度：每升磁磁，而剩磁法检测的工件一般都需要退用连续法检测的线圈法磁化规范试片上的磁痕显示和电磁轭的提升力悬液中所含磁粉的重量或每磁。同时，剩磁法不能用于干粉法检测，低充填因数线圈 线圈横截面积与来确定。磁轭法磁化时，两磁极间距 L100mL 磁悬液沉淀出磁粉的体积也不能用于多向磁化。 被检工件横截面积之比 Y 10倍时 1) 一般应控制在 75mm200mm 之间。当使，前者称为磁悬液配制 浓磁粉检测工序安排原则 1.安排在易偏心时线圈的安匝数为：用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应度，后者称为磁悬液沉淀浓度。 产生缺陷的工序之后 2)正中时线有 45N的提升力；直流电磁轭至少应有标准试片用途 1、检验磁粉检测设备、机加工；磨23 / 59 削、校形、加载试验等）。圈的安匝数为： IN=1690R/6-5 177N的提升力；交叉磁轭至少应有 118N 磁粉、磁悬液的综合性能 高充填因数的提升力。采用便携式电磁轭磁化工件场强度和方向、有效检测区。 3、考察料，焊后 24h 之后；对于紧固件和锻件积之比 Y 2 倍时线圈的安匝数 为：时，其磁化规范应根据标准试片上的磁所用的检测工艺规程和操作方 法 是 否 的 磁 粉 检 测 应 安 排 在 最 终 热 处 理 之 后IN=35000/+2其中： I：施加痕显示来验证；如果采用固定式磁轭磁妥当。 4、大致确定磁化规范。 进行。 在线圈上的磁化电流， A； N：圈匝数； 化工件时，应根据标准试片上的磁痕显分类：试片有 A、 C、 D、 M1型四种 使预处理主要内容： 1.清除清除表面油 R：线圈半径，mm： L：工件长度， mm； 示来校验灵敏度是否满足要求。 用范围： 1、只适用于连续法，不适用污、铁锈、毛剌、氧化皮、金属屑、砂 D：工件直径或横截面上最大尺寸， mm。按磁痕观察分：荧光磁粉和非荧光磁粉 乘磁法； 2、根据工件检测面的大小和粒等。表面应干燥清洁 2.打磨打磨表面 中充填因数线圈 线圈横截面按施加方式：湿法磁粉和干法磁粉。 形状，选择合适的标准试片类型。特种与电极接触的非导电覆盖层。 3.分解积与被检工件横截面积之比 2 Y 易于检测操作；、分解后可观察到所有检测面。 4.封堵有盲孔和内腔的工件，封堵表面孔洞，防止磁悬液流24 / 59 入。 5.涂敷反差小的工件表面，涂敷反差增强剂。 连续法 在外加磁场磁化的同时施加 磁粉或磁悬液的方法。适用范围： 1.所有铁磁性材料和工件； 2.工件形状复杂不易得到所需剩磁； 3.表面覆盖层较厚； 4.软磁性材料和工件； 5.设备功率达不到。优点： 1.适用于所有铁磁性材料； 2.具有最高的检测灵敏度； 3.可用于多向磁化； 4.交流磁化不受断电相位影响； 5.能发现近表面缺陷； 6.可采用干法和湿法。局限性： 1.效率低； 2.易产生非相关显示； 3.目视可达性差。 操作程序 予处理浇磁悬液通电检验停止浇磁悬液停止通电退磁后处理。操作要点： 1.采用湿法时，要先用磁悬液润湿工件表面后再浇磁悬液。 2.通电时间 3 5s，停止浇磁悬液至少 1s后才可停止通电。 3.至少反复通电磁化两次。 剩磁法 停止磁化后再施加磁悬液的的方法。适用范围 1.经热处理的高碳钢和合金结构钢，矫顽力在 1kA/m 以上，剩磁在以上的工件； 2.因几何形状限制无法进行连续法检验的部位，如螺纹根部和筒体内表面等； 3.评价连续法发现的磁痕显示是表面还是近表面缺陷显示。优点： 1 检测效率高； 2 有足够的灵敏度； 3 缺陷显示重复性好，可靠性高； 4 目视可达性好； 5易实现自动化； 6 可评价缺陷属表面的还是近表面的； 7 可避免螺纹根部、凹槽和尖角处磁粉过 度堆积。局限性： 1.只适合于高剩磁高矫顽力材料； 2.不能用于多向磁化； 3.交流磁化受断电相位25 / 59 的影响； 4.对近表面缺陷灵敏度低； 5.不适用于干法检验。操作要点 1.通电时间 1s； 2.浇磁悬液 2 3 遍，保证各部位充分润湿； 3.浸入均匀搅拌的磁悬液中 10 20s，取出检验； 4.经磁化的工件检验前不得与任何铁磁性材料接触，以免产生磁写。 湿法 将磁粉悬浮在载液中进行磁粉检测的方法。应用范围 1.适用于灵敏度要求高的工件； 2.适用于大批量零件检验； 3.适用于检测表面微小缺陷如疲劳裂纹、磨削裂纹、焊接裂 纹、发纹等。优点： 1.湿法 +交流电，对工件表面微 合，操作方便，效率高，磁悬液可回收； 3.可用于连续法和剩磁法。局限性 对大裂纹和近表面缺陷灵敏度比干法低。 操作要点 1、连续法宜用浇法和喷法；液流要微弱，防止冲刷磁痕显示； 2、剩磁法浇法、浸法皆宜。浸法要控制时间，防止产生过度背景； 3、用水磁悬液时，要做水断试验； 4、要根据工件要求，选择不同的磁悬液浓度； 5、仰视检验和水中检验宜用磁膏。干法 以空气为载体用干磁粉进行样粉检验的方法。应用范围： 1.适用于检测表面粗糙的大型锻件、铸件、毛坯、 结构件和大型焊接件焊缝及灵敏度要求不高的工件； 2.适用于检测大缺陷和近表面缺陷；3.可与便携式设备配合使用。优点： 1.对大裂纹灵敏度高；2.干法 +单相半波整流电，对近表面缺陷灵敏度高； 3.适用于现场检验。局限性 1.对小缺陷灵敏度不如湿法； 2.磁粉26 / 59 不能回收； 3.不适用于剩磁法检验。操作要点 1.工件表面要干净、干燥；磁粉也要干燥； 2.工件磁化后再施加磁粉，观察分析磁痕后再撤去磁场 ; 3.磁粉要以气流或云雾状形式缓慢施加到工件表面，形成薄而均匀的覆盖层，防止磁粉堆积； 4.用压缩空气吹去多余的磁粉时，风压、风 量和风口距离要控制适当，且按顺序从一个方向吹向另一个方向，不要吹掉磁痕显示。磁痕观察 1、观察和评定在磁痕形成后立即进行；使用非荧光磁粉在日光或白光下观察。 2、工件表面白光照度不低于 1000lx； 3、使用荧光磁粉在环境光小于20lx的暗区紫外光下进行，在 380mm 处，紫外线照度不低于1000 w/cm2； 4、检验人员进入暗室后至少 5分钟暗适应；5、连续工作时，工间要适当休息，防止眼睛疲劳。 6、采用2-10倍放大镜对磁痕进行观察。 剩磁的大小与材料的磁特性、材料的磁化史、施加的磁场强度、磁化方向 和工件的几何形状等因素有关。纵向磁化的磁场高度集中在工件两端并形成磁极，容易退磁；而周向磁化的剩磁几乎全部集中在工件内部，很少泄漏于工件外部，其剩磁比纵向磁化大得多。因而周向磁化的工件，往往先纵向磁化，再进行退磁。剩磁的影响： 1.影响工件附近的磁罗盘、仪表和电子部件的正常工作； 2.吸附铁屑和磁粉，影响后续工序的加工质量； 3.影响工件表面磁粉的清除；4.运动部件吸引磁粉会加速磨损； 5.工件电镀时会影响电镀27 / 59 电流从而影响电镀质量； 6.电弧焊会使电弧偏吹，影响焊接质量； 7.两个方向磁化时，影条件改变时； 3.供需双 方有争议或认为响下个方向的磁化。 有其它需要时。 可以不进行退磁的情况： 1.工件后续工磁痕 :磁粉检测中由于磁粉聚集而形成序是热处理，还要将工件加热到居里点的图象称为磁痕。磁痕以上的； 2.工件是低剩磁高磁导率材显示分类： 1.伪显示：由非漏磁场形成料； 3.工件剩磁不影响工件的使用； 4 的磁痕显示 ; 2.非相关显示：由工件截工件在强磁场附近工作； 5.工件受电磁面变化、材料磁导率差异等非缺陷因素铁夹持； 6.交流电两次磁化之间； 7.直产生的漏磁场所形成的磁痕显示 ; 3.相流电两次磁化，下次磁化用更大的磁 场关显示 :由缺陷产生的漏磁场所形成的强度。 磁痕显示。 退磁：将工件中的剩磁减小到不影响使磁痕分析的意义 1、 确认相关显示，避用的程度的工序。退磁原理将工件放于免误判，作为工件质量的判定依据； 2、交变磁场中，利用磁滞回线递减进行退为产品设计和工艺改进提供可靠信息。磁。即：换向和衰减同时进行。退磁方 3、在用设备发现危险缺陷，及时预防法和设备 、交流电退磁 1.通过法 2.衰减法 、直流电退磁 1.直典型伪显示及成因 1工件表面粗糙 ; 磁 2 工件表面油污、脏物等滞留磁粉形成退磁注意事项 1.退磁磁场 强度至少要的显示 ; 3 工件表面的结28 / 59 构如键槽等大于或等于磁化时的最大磁场强度； 2.底部滞留磁粉形成的显示。 4 磁悬液浓周向磁化过的工件，最好先纵向磁化再度过大或施加不当造成背景过度而形退磁； 3.交流电磁化，用交流电退磁；成的显示。 5 工件表面的氧化皮、油漆直流电磁化，用直流电退磁。先直流退等边缘滞留磁粉形成的显示。 6 磁悬液磁再交流退磁效果最佳； 4.线圈通电法中的纤维线头沾附在工件表面所形成退磁时注意：工件与线圈轴线平行；工的显示。伪显示特征 伪显示磁粉堆积件L/D 2 时应接长退磁；小工件不得松散，清洗后不再出现 。 捆扎或堆叠退磁；不得采用铁磁性筐或非相关显示形成有关的因素 1、磁极及盘盛放工件退磁；环形或复杂工件应旋电极附近 2、两种材料交界处； 3、工件转通过线圈退磁；工件应缓慢通过线圈外形结构突变； 4、磁化电并远离线圈 1m后。 5.直流电退磁，电流过大； 5、局部冷作硬化；6 磁写； 7.流衰减幅度应尽可能小，衰减次数尽可金相组织不均匀 磁痕显示为：磁痕能多； 6.退磁机应东西放置，使线圈轴松散。相关显示 1、原材料缺陷相关显线与地磁场垂直； 7.已退磁工件不要示： 1.发纹。 2.分层； 3.材料裂纹；4.白点 的工件应进行剩磁测量； 9.退磁时间 2、锻件缺陷磁痕显示： 1.裂纹； 2.折不宜太长，一般在 50s内完成。 叠；3. 白点。 3、铸钢件缺陷磁痕显示：剩磁测量 1.仪器：磁强计、特斯拉 1.裂纹； 2.疏松； 3.冷隔； 4.夹杂； 5.计或剩磁29 / 59 测量仪。 2.要求：一般不工气孔 4、轧制件缺陷磁痕显示：1.发纹、件剩磁应大于。 2.未焊透； 3.气孔； 4.夹磁痕记录1 照相： 2.贴印： 3.橡胶渣； 6、热处理缺陷磁痕显示： 1.淬火铸型法 4.临摹 5.可剥性涂层。 裂纹； 2.渗碳裂纹；3、表面淬火裂纹。标记要求： 1.在合格工件规定位置作永 7、机加工缺陷磁痕显示： 1.磨削裂纹；久性或半永久性醒目标记； 2.标记方法 2.校正裂纹。 8、使用后产生的缺陷显不得影响工件后续检验和使用； 3.防止示： 1.疲劳裂纹； 2.应力腐蚀裂纹 9、标记擦掉或沾污； 4.经得起运输和装电镀：脆性裂纹。磁痕分析、评定与工卸的影响。 标记方法 1.打钢印件验收 、磁痕分析 对磁粉检测发 2.刻印 3.电化学腐蚀 4.掛标签 现的伪显示、非相关显示和缺陷显示进复验要求：当出现下列情况之一时，行区分和识别。 、磁痕评定 对确应进行复验 1.检测结束时，用标 准定为缺陷显示的的缺陷的严重性进行试片验证检测灵敏度不符合要求时； 2.评价。、工件验收 对所发的缺陷按发现检测过程中操作方法有误或技术工件质量验收标准判断工件是否合格。磁粉检测质量分级 1 下列缺陷不允许存在： 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。 材料和焊接接头的磁粉检测质量分级 受压加工部件的磁粉检测质量分级 见课本 p132 页30 / 59 或见标准 p32页 综合评级在圆形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时，应进行综合评级。对各类缺陷分别评定级别，取质量级别最低的级别作为综合评级的级别；当各类缺陷的级别相同时，则降低一级作为综合评级的级别。 焊接件磁粉检测 1、检测工序和范围： 1.坡口检测 ； 2.层间检测 ； 3.焊缝检测：检测焊缝和热影响区的气孔、夹渣和裂纹； 4.机械损伤部位：。 焊件检测方法的选择 1.磁轭法：磁极间距 100150mm，每段检测长度比磁极间距小 10 20mm，应有重合。每段互相垂直检测两次。两次垂直探探极配置不准确， 易造成漏检，检测效率低。 2.触头法：可根据检测部位情况调节电极间距和电流大小。同一部位互相垂直检测两次。直流电触头法检测：注意后一段磁化时不得使前一段退磁，触头应置于焊缝边缘，不得放于焊缝上。 3.交叉磁轭法：灵敏度可靠，检测效率高。操作注意： 1.磁极端面与工件表面间隙不宜过大，最大不宜超过； 2.交叉磁轭行走速度要适宜，速度最快不超 4m/min，且要连续行走检测； 3.磁悬液喷洒原则：检测球罐环焊缝时，磁悬液应喷洒在行走方向前上方；检测球罐纵焊缝时，磁悬液应喷洒在行走方向正前方； 4.观察磁粉在磁轭通过后检测部 位尽快进行。 4.线圈法：管道环焊缝用绕电缆法检测。沿圆周方向绕 4 6 匝进行纵向磁化，31 / 59 检测焊缝和热影响区的横向