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JBT47302005承压设备无损检测答疑磁粉检测部分1 JBT47302005标准(以下称新标准)磁粉检测部分的编写结构与JB47301994(以下称老标准)有何不同?老标准第四篇“表面检测”的编写结构为：检测范围和一般要求。检测人员。设备和磁粉。磁化方法。电流类型及其选用。表面准备。检测时机。磁化规范。磁粉的施加。退磁。磁痕评定与记录。复验。缺陷等级评定。报告。新标准第4部分“磁粉检测”的编写结构为：范围。规范性引用文件。一般要求。检测方法。磁痕显示的分类和记录。复验。退磁。在用承压设备磁粉检测。磁粉检测质量分级。磁粉检测报告。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。附录B(资料性附录)焊缝的典型磁化方法。新标准中“一般要求”将老标准中的第29等章节的内容纳入其中；对于磁化电流和焊缝的典型磁化方法采用资料性附录的形式出现，不放在标准的正文中，使得新标准更加简洁明快。2 新标准磁粉检测部分编制的依据是什么?在20世纪60年代，国内不少单位对压力容器进行磁粉检测采用的是50年代前苏联的操作规范，有的采用1964年原机械部无损探伤技术条件要求。到80年代，执行JB 7411980钢制焊接压力容器技术条件的附录4“焊缝磁粉检测”和附录6“螺栓件磁粉检测”。JB 39651985钢制压力容器磁粉探伤和JB 42481986压力容器锻件磁粉探伤制订完成后，国内锅炉、压力容器行业的磁粉检测工作基本上按照这两个标准执行。老标准是参照ASME SE-709，JIS G0565，JB 39651985和JB 42481986等标准起草的，在压力容器行业普遍使用。新标准第4部分“磁粉检测”是在老标准第四篇“表面检测”的基础上，根据国内多年的研究成果和应用经验，充分研究借鉴美国和欧洲国家标准中的先进部分，努力体现科学性、先进性和适应性。标准的编制主要参考了ASME SE-709(2001年版)(等同于ASTM E7091995)磁粉检测标准。JIS G05656钢铁材料的磁粉探伤检验方法及缺陷磁痕的等级分类。ASME第8篇(2001年版)。欧洲标准EN 12901998(等同于英国标准)焊缝无损检测焊缝磁粉检测。JB 47301994压力容器无损检测。本标准中规范性引用文件。行业反馈意见。3 磁粉检测方法分类有哪些?过去国内有的磁粉探伤标准在适用范围内只提干磁粉法、湿磁粉法、荧光和非荧光法，例如JB 39651985，JB 42481986和JB 47301994标准；也有的磁粉探伤标准，在适用范围内不提具体的探伤方法，例如ZBJ040061987钢铁材料的磁粉探伤方法、HBZ 721983航空零件磁粉探伤说明书和国家军用标准GJ B2028-1994磁粉检验；在GBT 158221995磁粉探伤方法的主题内容与适用范围中只笼统地提到“磁粉探伤的一般方法和交叉磁轭探伤方法”。征求意见时，少数单位提出要增加连续法和剩磁法；也有的要求增加周向磁化、纵向磁化和复合磁化法。为了平衡这些意见，标准工作组参照日本JIS G0565标准，考虑到锅炉、压力容器及压力管道的特点，把这些方法分类列人标准中(表1)。表1磁粉检测方法分类分类条件 磁粉检测方法名称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 4 新标准对磁粉检测人员有何要求?磁粉检测人员应符合新标准第1部分第5.3节的要求，但要强调的是，磁粉检测人员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标准对数视力的规定。并每年检查一次，不得有色盲。医学上对色盲和色弱是这样定义的：色盲是指全部或部分失去对颜色的分辨能力；色弱是指对颜色能正确认出，但表现出识别困难或辨认的时间较长。由于磁粉有多种颜色，并且荧光磁粉检测时，在紫外线的照射下，其磁痕显黄绿色荧光，故要求磁粉检测人员不能是色盲，而色弱者可辨认简单的颜色，因此本标准不再象老标准那样强调“不得有色弱”。5 新标准对磁轭提升力指标有何规定?新标准规定，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)。磁粉检测标准规定的磁轭提升力指标反映了磁化规范的要求。规定磁感应强度峰值Bm必须达到一定的大小，对于恒稳直流电或工频交流电通常可用磁轭平均吸力表达，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等有关，当上述因素不变时，磁感应强度峰值Bm与磁轭平均吸力有一定的对应关系。但如磁极间距变化，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。新标准对交、直流电磁轭的提升力要求是参照ASME规范(2001年版)第五卷第7章“磁粉检测”中T-762的内容；对交叉电磁轭的提升力要求是基于对我国现有交叉电磁轭设备所进行的试验数据。磁粉检测标准修改组做过交叉磁轭的提升力试验，在间隙为0.51mm且不考虑行走速度的情况下，要达到A1750探伤灵敏度，交叉磁轭至少应有118 N的提升力。此提升力应注明间隙大小，因为间隙会降低被磁化工件的有效磁场强度，同时也降低了交叉磁轭的提升力。因此新标准对交叉磁轭的提升力指标要求磁极与试件表面间隙为0.5mm。6 新标准对磁悬液载液有何规定?新标准规定，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，应加人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3.0mm2s，使用温度下5.0mm2s，闪点94，且无荧光和无异味。以上规定主要取自ASME SE-709标准。粘度指标主要是考虑在较低温度下载液应有较好的流动性，以保证探伤灵敏度。高闪点指标主要是考虑安全性问题，无荧光是为了保证荧光磁粉探伤时不致干扰正常显示。新标准以运动粘度作为油基载体粘度指标，纠正了老标准以动力粘度作为粘度控制指标的错误。7 新标准对磁悬液浓度有何规定?新标准规定的磁悬液浓度有两种，一种是配制浓度,单位为gL,用于新配制磁悬液时的浓度控制；另一种是沉淀浓度,单位为mL100mL，利用梨形沉淀管测定，它既可用于回收磁悬液的浓度控制，又可用于新配制磁悬液时的浓度控制(表2)。 表2磁悬液浓度磁粉类型 配制浓度(gL)沉淀浓度(含固体量，mL100mL)非荧光磁粉10251.22.4荧光磁粉0.53.00.10.4承压设备磁粉检测实际工作中，绝大部分磁悬液均是一次性使用，若用体积沉淀法来确定磁悬液浓度则相当麻烦。同时，由于磁粉用量不明确，配制磁悬液往往很长时间才能达到标准要求。因此，新标准参考了JIS G0565和国内压力容器行业多年来使用的经验采用gL表示磁悬液的浓度，这样可使磁悬液的配制变得简单实用。8 除标准灵敏度试片以外，新标准还规定了哪些磁粉检测用灵敏度试件?新标准还规定了磁场指示器(八角试块)和用于中心导体磁化方法的标准试块。磁场指示器最早来自美国标准，由于它使用方便，经久耐用，在JB 39651985标准中就开始采用。由于磁场指示器刚性大，不可能与工件表面(曲面)很好粘合，同时其厚度为3.7mm，这些都使得磁场指示器无法模拟出工件表面状况，其磁痕显示与工件表面的磁场强度无严格对应关系，因此，新标准规定磁场指示器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。新标准规定的中心导体法标准试块已列入JBT 60662004无损检测 磁粉检测用环形试块中，它适用于中心导体法中估判磁化检测技术的全面性能及灵敏度的一种工具。 9 JBT 47302005标准(以下称新标准)对标准灵敏度试片有何规定?新标准规定的标准试片有A1型、C型、D型和M1型。与JB 47301994标准(以下称老标准)相比，新标准增加了D型和M1型试片内容。A型试片最先由日本标准提出，A型试片分A1和A2型，A1型为退火材料制成，其磁导率各向异性很小，而A2型为不作热处理的冷轧材料，在不同方向上磁特性有差异，因此新标准特别注明A1型试片，使之与日本标准中术语相对应。C型试片主要应用于由于被检工件尺寸原因导致Al型标准试片使用不便的场合，如焊缝坡口等狭小部位的检测。D型试片内容主要参照了JBT 6065标准，适用于探伤面窄小或工作表面曲率半径较小的场合。M1型试片由铁道科学研究院金化所生产，它是由三个不同深度而间隔相等的人工刻槽以同心圆形式做在同一试片上，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状态。日本无损检测学会曾进行过连续法检测时A型标准试片磁痕显示与磁场强度对应关系的试验。结果表明，用连续法探出的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。用剩磁法时，A型试片显示磁痕与被检件的剩磁通密度有关，但由于后者受试件的材质、A型试片与探伤面的接触状态以及试件产生的磁极的较大影响，故不能利用A型试片直接测试试件的剩磁通。所以A型试片仅适用于连续法，不适用于剩磁法。在连续法中使用标准灵敏度试片可以了解被检工件各部位表面有效磁场强度和方向，确定有效检测区，确认磁化方法是否正确，还可检查探伤装置，磁粉、磁悬液的性能，以及检测操作是否正确等，具有使用简单、直观、方便等优点。10新标准中对确定磁场强度方法作了哪些规定?磁粉检测应有适当的磁场强度，为了使磁痕显示一致，磁场强度必须控制在合理的范围内，通常是25，影响磁场强度的因素是工件的尺寸、形状、材质以及磁化技术等，这些因素的变动范围广泛，所以很难制定严格的磁场强度规则以适用于每种工件。标准中规定了四种方法来确定磁场强度：(1) 用磁化电流表征的磁场强度按新标准第4部分中3.8.6.13.8.6.3款所给出的公式计算。(2) 用材料磁特性曲线，确定合适的磁场强度。(3)磁场强度计测量工件表面的切线磁场强度，连续法为2.44.8kAm，剩磁法为14.4kAm。(4)用标准试片(块)来确定磁场强度是否合适。对于工件形状规则的磁化规范可用经验公式计算，但对于形状复杂的工件，很难用经验公式计算出每个部位的磁场强度，此时可以用仪器来测量表面磁场强度。用连续法检验，工件表面的切向磁场强度为2.44.8kAm，其下限值为标准规范要求，上限值为严格规范要求，用剩磁法检验，工件表面切向磁场强度应达14.4kAm，使工件饱和磁化。对常规工程材料来说，在相应的磁场强度下其相对磁导率均可在240以上，用经验公式计算或仪器测量表面磁场强度确定的磁化规范均可得到所需的检测灵敏度，但对与常规工程材料磁特性差别较大的钢材，最好是在测绘其磁特性曲线后制定磁化规范，方可获得理想的检测灵敏度。标准试片方法对于异型工件和尺寸变化较大形状复杂的工件具有快速直观的优点，对工件局部的探伤灵敏度也能够实施控制，但对于小型工件磁化规范的确定比较困难，对剩磁法不适用，也不能反映工件的磁特性，试片上能够发现的规定大小的缺陷不能说明在工件上也能发现同样的缺陷，因此在使用标准试片之前，应了解工件的磁特性，如工件的磁特性与试片相差较大，应进行适当修正。ll 直接通电法和中心导体法有哪些特点？在新标准中这两种方法的磁化规范是如何规定的?(1)用直接通电法检测筒形工件不能检查其内表面不连续性，因为内表面磁场强度为零。(2)用中心导体法能检测筒形工件内外表面与电流方向平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷。(3)中心导体法对筒形外表面检测时应尽量使用直流电或整流电，用交流电进行外表面检测时，会在筒形工件内产生涡电流，因此工件的磁场是芯棒中的传感电流和工件内的涡电流产生的磁场叠加，由于涡电流有集肤效应，由此导致工件内外表面的检测灵敏度相差很大，对磁化规范确定带来困难。国内有资料介绍，对一内径为80mm，厚2mm钢管通交直流电磁化，为达到管内、外表面相同大小的磁场，通直流电时二者相差不大，而通交流电时，检查外表时的电流值将是检查内表面时电流值的2.7倍。因此用中心导体法进行外表面检测时，一般不用交流电而尽量使用直流电和整流电。(4)使用中心导体法如电流不能满足检测要求时可用偏置芯棒法，芯棒应靠近内壁放置，导体与内壁接触时应采取绝缘措施。老标准中棒与内壁间距1015mm以及按空心工件厚度来确定磁化电流值的表114被删去。(5)新标准对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检测方法磁化电流I的计算公式交流电 直流电、整流电连续法（815）D 注1）（1232）D剩磁法（2545）D（2545）D 注：1)D工件横截面上最大尺寸，mm根据通电导体的磁场公式计算，连续法检验时工件表面的切向磁场强度为2.44.8kAm，所要求的交流电磁化电流I(7.515)D，三相全波整流电磁化电流I(1232)D，下限值对应于标准规范，上限值对应于严格规范；因此新标准根据标准规范和严格规范的要求确定磁化电流值的大致范围，交流电连续法I(815)D；直流电(整流电)连续法I(1232)D，与ASME SE-709标准一致。12 新标准中对触头法的磁化规范是如何规定的?新标准中对触头法的磁化规范规定与ASME规范大致相同(表4)。其中个别数值微小差别的调整是为了便于记忆，而且也在误差范围内。另外，触头法产生畸变的周向磁场，除按经验公式选择磁化规范外，还应用标准试片实测结果来校正磁化电流值。表4触头法磁化规范标准号 工件厚度Tmm 电流值IAJB/T47302005标准19（3.54.5）倍触头间距19（45）倍触头间距ASME规范19（3.54.3）倍触头间距19（45）倍触头间距13 采用磁轭法进行检测时应注意哪些问题?JB47301994标准(以下简称老标准)中磁轭的磁极间距控制在50200mm，由于磁极附近会产生漏磁场吸附磁粉形成非相关显示，为排除漏磁场干扰，所以新标准将最小磁极间距扩大到75mm，这一规定与ASME规范一致。交流电磁场具有集肤效应，因此对表面缺陷有较高的灵敏度。此外，由于交流电方向不断的变化，使得交流电磁轭的磁场方向也不断变化，这种方向变化可搅动磁粉，有助于磁粉的迁移，从而提高灵敏度。而直流电磁轭由于其磁场深人工件表面较深，有助于发现较深层的缺陷。因此在同样的磁通量情况下，磁场深度大，磁力线可穿过面积也大，所以单位面积上的磁感应强度就低，从而降低了检测灵敏度。有资料表明，直流电磁轭在6 mm的钢板上进行磁粉检测时，尽管电磁轭的提升力满足标准要求（177N），但用A型灵敏度试片测试，表面磁场强度往往达不到要求。一般来说，承压设备表面及近表面缺陷的危害程度较内部缺陷要大。如果表面和近表面缺陷的检出率高，对于承压设备的安全则比较有利，所以对锅炉、压力容器的焊缝进行磁粉检测时以采用交流电磁轭为好。而对薄壁压力管道来说，采用直流电磁轭由于其磁场深入工件表面较深，有助于发现较深层的缺陷，可以弥补内部缺陷的检测真空，因此用直流电磁轭为好。14 JBT4730-2005标准(以下简称新标准)为什么删去平行电缆法?平行电缆法虽然有与工件非电接触、容易实施磁化的优点，但该方法存在磁力线方向不沿工件切向；磁力线的一部分在空气中通过，使被检工件中的磁场被大大减弱；磁场分布不均匀；磁化规范难以确定等缺点。由于采用平行电缆法进行磁粉检测时的结果不可靠，故新标准将老标准中列人的平行电缆法删去。15 新标准中对线圈法的有效磁化区是如何规定的?各种标准对线圈法的有效磁化区的规定是：(1)老标准规定，线圈法的有效磁化区在线圈端部0.5倍线圈直径的范围内。(2)ASTM E14441994a标准规定对于低充填因数线圈法，有效磁化区在线圈中心向两侧延伸0.5倍线圈直径范围，对高充填因数线圈法，磁化有效区是从线圈中心向两侧分别延伸200mm。(3)美国ASME规范第V卷第7章“磁粉检验”中T-774.2中规定，如果线圈磁化范围扩大到超过线圈任一边150mm(6in)时，其适当的磁场应由T-753的磁场指示器来确定。为确定线圈法的有效磁化范围，用以下条件进行试验，对材质为35CrMo的两种不同规格工件(90mm760mm和52 mm400mm)，采用湿连续法油磁悬液，电缆与工件紧密缠绕(高充填因数)，中档灵敏度试片C-1550。试验结果表明，试片无论是放在电缆中还是放在距电缆端部200 mm处，C1550灵敏度试片上人工缺陷均能清晰显示。(4)新标准根据试验结果，参照ASME规范，作出相对保守的规定，即线圈法有效磁化区是从线圈端部向外延伸到150mm范围内。这样规定可以确保磁化强度足够。另外还规定，对超过150mm以外区域的磁场强度可以采用标准试片确定。16 关于线圈法的磁化规范的规定，新标准与老标准相比有何改变?(1) ASTM E14442001标准中对低充填因数线圈纵向磁化的条件是，线圈的横截面积是被检零件横截面积的10倍或更多倍时，即线圈与被检零件横截面积之比y10使用公式：NI45000/（L/D） 式中：N线圈匝数，I施加在线圈上的磁化电流（A），L工件长度（mm），D工件直径或横截面上最大尺寸（mm）ASME SE-709标准(2001版)中规定的条件为，线圈的内径大大超过零件的内径尺寸（10的线圈内径），即y100。在2005年3月新标准定稿会上决定，低、中、高充填因数全部定义为线圈横截面积与工件横截面积比，所以新标准中对低充填因数线圈纵向磁化的条件采用了ASTM E 14442001标准的规定，即y10。(2)老标准中没有中充填因数线圈磁化电流公式,使得应用范围不完整。新标准中采用了ASMESE-709中列出的磁化电流公式NI 式中：(NI)h由高充填因数线圈公式计算出的安匝数，(NI)1由低充填因数线圈公式计算出的安匝数(3) 在低、高充填因数线圈应用公式中的LD，当计算空心工件时，工件直径应由有效直径Deff代替。ASME SE-709标准规定，对圆筒形工件 ： Deff 式中：D0圆筒外直径，Di圆筒内直径对非圆筒形工件Deff 式中：At零件总的横截面积，Ah零件中空腔横截面积(4)老标准中，线圈法的计算公式不适于(LD)3的工件，对于(LD)10的工件，公式中(LD)取10。新标准按ASTM E 1444-2001标准规定，(LD)最小为2，当(LD)15时取(LD)15。(5)本行业中剩磁法很少使用，也不用(或很少使用)线圈法对工件作剩磁法检验，因此这部分内容就未列入。17 新标准中“质量控制”一节的描述参考了哪些国外标准?质量控制内容是参照ASME SE-709和JIS G0565标准的要求而制订的，国内有些单位在该方面做得不够，因此在标准中专门列一节强调这个问题。表5为ASME SE-709标准中建议的设备保养和校验时间间隔。18 新标准中对被检工件表面准备有何新的要求?新标准规定，被检工件表面不得有油脂、铁锈、氧化皮或其它粘附磁粉的物质。表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则应作适当的修理。如进行打磨，则打磨后被检工件的表面粗糙度Ra25m。如被检工件表面残留有涂层，当涂层厚度均匀且0.05 mm，不影响检测结果时，经合同各方同意，可以带涂层进行磁粉检测。关于涂层去除问题，ASME SE-709标准(2001版)规定，薄的非导电涂层(数量级约为0.020.05 mm)一般可能不会干扰显示，检测区及附近非导电涂层或覆盖层0.05 mm时，必须验证证明对最厚涂层处亦能探测出缺陷。国内也有资料介绍，当涂层厚度为0.5 mm时，可以发现A-30100灵敏度试片上的人工缺陷显示。因此当涂层厚度O.05 mm时，可以带涂层进行磁粉检测，但应用触头法时工件和电极接触部分必须清除干净。新标准送审稿原有“如果涂层更厚，必须证明整个存在最厚涂层的地方能够不妨碍磁粉检测，否则应该去除”，为保守起见，在新标准的最终稿中将此段话删去。被检工件表面打磨应根据实际情况，表面粗糙度要求由老标准Ra12.5m放宽到Ra25m。为了增加对比度，允许使用反差增强剂。19 磁粉检测时机应如何选择?常用的低合金高强钢属于易淬火钢一类。在焊接过程中，焊缝容易产生冷裂纹。其中延迟裂纹是常见的一种形式，它不是焊后立即产生，而是在焊后几小时至十几小时或几天后才出现。若磁粉检测安排在焊后立即进行，就有可能使容易产生延迟裂纹的焊缝的检测变得毫无意义。因此新标准规定，对于那些有可能产生延迟裂纹的材料，其磁粉检测应安排在焊后24 h进行。应注意的是，焊后24h是压力容器安全技术监察规程的最低要求，对于某些产品来说有可能采用更长的时间，这时应按较严格的要求执行。如GB 12337钢制球形储罐就明确规定对有可能产生延迟裂纹的材料，其磁粉检测应安排在焊后36h进行。此外对有再热裂纹倾向的材料在热处理后还应增加一次无损检测。20 使用交叉磁轭式旋转磁场磁粉探伤仪进行检测时，为什么要限制行走速度? 对连续法探伤，磁化时间一般要求13S，目的是使缺陷有足够的时间形成磁痕。同样道理，如果交叉磁轭的行走速度过快，就等于缺陷磁痕的形成时间过短，还没来得及形成缺陷磁痕交叉磁轭已经离开了缺陷位置，从而造成漏检。21 为什么旋转磁场磁粉探伤仪不能用于剩磁法?用剩磁法检测的首要条件是能够获得足够的剩磁。因此，当采用交流设备磁化工件时必须配有断电相位控制器。因为交流电产生的磁场强度在不断的变化，如果不采用断电相位控制，让它能在达到最大剩磁的时限内停止磁化，就不能确保获得最大的剩磁。而旋转磁场磁粉探伤仪是由两相正弦交变磁场形成的旋转磁场，不仅其磁场的大小在不停的变化，而且其方向也在360范围内不断地改变。所以，无论在何时断电，磁场的大小和方向都是未知的，更无法保证获得稳定的最大剩磁。因此，旋转磁场磁粉探伤仪只能用于连续法，而不能用于剩磁法。22 当采用交叉磁轭式旋转磁场磁粉探伤仪进行检测时，为什么对间隙要加以限制?磁轭式磁粉探伤仪(包括交流磁轭和交叉磁轭)的工作原理是通过磁轭把磁通导人被检测工件来达到磁化工件的目的。而磁极与工件之间的间隙越大，等于磁阻越大，从而降低了有效磁通。当然也就降低工件的磁化程度，结果必然造成检测灵敏度的下降。此外由于间隙的存在，将会在磁极附近产生漏磁场，间隙越大所产生的漏磁场就越严重。而间隙产生的漏磁场会干扰磁极附近由缺陷产生的漏磁场，有可能无法形成缺陷磁痕，即使形成磁痕也会被破坏掉。因此，为了确保检测灵敏度和有效检测范围必须限制间隙，而且越小越好。对于承压设备，当被检工件表面为一曲面时，它的四个磁极不能很好地与工件表面相接触，会产生某一磁极悬空(在球面上时)，或产生四个磁极以线接触方式与工件表面相接触(在柱面上时)，这样就在某一对磁极间产生很大的磁阻，其表现为很强的噪声，从而降低了某些方向上的检测灵敏度。因此，在进行承压设备磁粉检测时，使用交叉磁轭式旋转磁场探伤仪应随时注意各磁极与工件表面之间的问隙应接近一致，当间隙过大时应停止使用，避免产生漏检。新标准规定最大间隙1.5 mm。 23 何谓交叉磁轭式旋转磁场法?所谓旋转磁场是当两个或多个相互交叉成一定角度的正弦交变磁场，而这些交变磁场又具有一定的相位差时，在不同瞬时各相磁场相互叠加就能形成随着时间的变化而旋转的磁场。现在以交叉磁轭的几何夹角90，两相磁场激磁电流相位差/2的交叉磁轭为例(图1)，以其几何中心点O来说明旋转磁场的形成过程。设两相正弦交变磁场分别为HAHmsintHBHmsin(t-/2)式中: HA，HBA相和B相磁场强度；Hm磁场强度幅值；t相位角。 经数学推导能得到任意瞬间其合成磁场HH大小的数学表达式为HHHm （1）由此可见，合成磁场HH在任何瞬间其幅值始终等于Hm 。 为了解旋转磁场的形成过程，可以利用式(1)计算不同瞬时的HH。然后依据这些数据可以描绘出旋转的合成磁场矢量图。图1（略）是在O点根据数据所描绘出的两相正弦交变磁场在不同瞬时其合成磁场变化过程的示意图。很显然，当相位角(t)由02，其合成磁场正好旋转一周，可形成圆形旋转磁场。用同样的方法可以描绘当其它条件不变，只是两相磁场的激磁电流相位差/2时，将会形成椭圆形的旋转磁场。交叉磁轭法由于一次可以检测一个区域各个方向的缺陷，因此在本行业得到广泛使用。但是在使用交叉磁轭式旋转磁场探伤仪时容易产生的一些误区必须引起人们足够的重视。24 使用交叉磁轭式旋转磁场磁粉探伤仪进行检测时。为什么不能采用步进式分段探伤?从交叉磁轭式旋转磁场磁粉探伤仪的磁场分布情况不难看出，在磁极所在面不同部位的磁场强度大小和方向差别极大。很显然，处在不同部位的缺陷检出灵敏度也必然有高有低。因此，若采用步进式分段探伤，对不同部位某些方向的缺陷将会造成漏检。如果采用连续移动式探伤，使任何方向的缺陷在大小和方向变化着的磁场作用下就很容易形成磁痕从而被检出。这就是不能采用步进式分段探伤的根本原因。25 在交叉磁轭外侧可以进行磁粉检测吗?可以。外侧的旋转磁场尽管较弱，而且距磁极越远磁场越弱，但毕竟有个可以检出缺陷的有效磁化场范围。不过在利用外侧磁化场检测时，必须用试片试验有效磁化场范围。如图2（略）所示，利用交叉磁轭外侧磁化场检测T形接头角焊缝时，把交叉磁轭放在翼板(或腹板)上，而试片贴在角焊缝另一侧的腹板(或翼板)上。只要按标准要求的试片能清晰显示，就表明该角焊缝(包括热影响区)能达到检测灵敏度的要求。26 采用交叉磁轭式旋转磁场磁粉探伤仪检测时，喷洒磁悬液时应注意哪些问题?磁轭法探伤时，必须先停止喷洒磁悬液，然后断电。为的是避免已经形成的缺陷磁痕被流动的磁悬液破坏掉。当采用旋转磁场磁粉探伤仪进行检测时，是边移动磁化边喷洒磁悬液，就更应该避免由于磁悬液的流动破坏已经形成的缺陷磁痕。这就需要掌握磁悬液的喷洒，应在保证有效磁化场被全部润湿的情况下，与交叉磁轭的移动速度良好地配合，才能把微细的缺陷磁痕显现出来，对这种配合的要求是在移动的有效磁化场范围内，有可供缺陷漏磁场吸引的磁粉，同时又不允许因磁悬液的流动而破坏已经形成了的缺陷磁痕，如配合不好，即使有缺陷磁痕形成，也会遭到破坏，因此，使用交叉磁轭最难掌握的环节是喷洒磁悬液，需要根据交叉磁轭的移动速度和被检部位的空间位置等情况来调整喷洒手法。旋转磁化探伤时最好选用能形成雾状磁悬液的喷壶，但是压力不要太高。为了提高磁粉的附着力，可在水磁悬液中加入少量的水溶性胶水，用以保护已经形成的缺陷磁痕，经试验证明效果很好。目前，复合磁化技术在国内、外的应用已非常广泛，而采用交叉磁轭形成的旋转磁场进行磁粉探伤，虽然国内应用很广，但在国外应用并不多，估计其主要原因就是用交叉磁轭检测时，其操作手法必须十分严格，否则就容易造成漏检。尤其是对埋藏深度较小的缺陷，漏检机率会更高。27 当采用交叉磁轭进行检测时，试验系统灵敏度有哪些注意事项?既然试验的是系统灵敏度，就应该按照既定的工艺条件(尤其是移动速度)把试片贴在焊缝的热影响区进行试验。操作时要避免磁极把试片损伤。有人是在静止的状态下把试片贴在四个磁极的中心位置试验灵敏度，这是不规范的，因为静止状态不包含由于交叉磁轭的移动对检测灵敏度的影响。28 JBT 4730-2005(以下称新标准)中对磁痕显示的分类和记录作了哪些规定?(1)参照ASME SE-709标准，把磁痕显示分为相关相示、非相关显示和伪显示；新标准第一部分通用要求“3术语和定义”对三种显示作了明确定义，即相关显示磁粉检测时由于缺陷(裂纹、未熔合、气孔和夹渣等)产生的漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示，一般也叫缺陷显示。非相关显示电磁路截面突变以及材料磁导率差异等原因产生的漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示。伪显示不是由漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示，也叫假显示。(2)由于锅炉、压力容器和压力管道的表面缺陷危害较大，因此要求较严，参照JIS G0565标准的要求，两条或两条以上磁痕在同一直线上且间距2 mm时，按一条磁痕处理，其长度为两条磁痕之和加间距。(3)明确了磁痕的显示记录可采用照相、录像和可剥性塑料膜等方式记录，同时用草图标示。29 为什么新标准中长度O5 mm的磁痕不计?规定不计尺寸缺陷长度实际上是规定了承压设备磁粉检测的缺陷分辨率。所谓分辨率，它包含两层含意，即能检测出的最小缺陷。对检测出的最小缺陷能完整地描述。换句话说，若能完整地描述出检测到的最小缺陷，那么这个最小缺陷的尺寸就是此时的分辨率。国外有文献介绍，磁粉检测可以发现0.01 mm的模拟缺陷。但由于受观察者视力和磁粉颗粒度的影响，一般磁粉检测所能检出的缺陷极限尺寸为0.25 mm。这个通常是在实验室中做出的结果，在生产检测中将是其2倍，而在维修检测中则是其3倍。又有文章介绍,在对大量的文献数据进行统计分析后，得出实际磁粉检测中，人眼通常所能分辨出的缺陷磁痕长度在0.5mm左右。另外，由于在实际检测过程中，对缺陷磁痕计量所用的工具为钢直尺，不可能采用诸如显微镜等工具，而钢直尺的最小刻度单位为0.5 mm，长度O.5 mm的尺寸则只能目视估计。因此，能定量描述出的缺陷磁痕尺寸为0.5mm。同时，由于缺陷磁痕较之实际缺陷尺寸上有一个放大。即0.5mm的磁痕显示所代表的缺陷长度要0.5 mm。故新标准规定,长度O.5mm的磁痕不计。30 新标准对相邻缺陷叠加的处理有哪些规定?在实际表面检测过程中，大量数据表明，间距2 mm的两条或两条以上缺陷在同一直线时，极有可能在浅表层是相连的。对这种显示若不考虑其间距，则有可能作为合格来处理，从而导致危险缺陷漏检。因此在进行此类缺陷显示评判时，应认真考虑缺陷可能被掩盖的真实情况。国外各类标准均对缺陷间距作出相关规定。如ASME标准规定间距1.6 mm(约116in)，JIS标准规定间距2 mm。所以新标准规定，两条或两条以上缺陷合并计算的间距尺寸2mm。由于两条或两条以上缺陷显示完全在同一直线上的几率很小，实际上即使是一个大缺陷的多处独立显示也不可能完全处于同一直线上，所以在实际应用时，同一直线的概念就有一个宽度问题。一般来说在一直线两侧各2mm范围内且两缺陷之间夹角30时，均可认为在同一直线上。大量工程实际数据亦表明，若两条或两条以上缺陷落在直线两侧各2 mm的范围内且相距2 mm，极有可能是一条缺陷的多处独立显示。即使是独立缺陷，由于相互靠得很近，在受到应力作用时，其相互作用也很大，有可能发展成为一体。因此，对这样的缺陷显示有必要从严处理。31 新标准中对缺陷磁痕的观察作了哪些规定?磁痕的观察应在磁痕形成后立即进行。除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其它磁痕显示均应作为缺陷处理。当辨认细小磁痕时，应用210倍放大镜进行观察。非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行。目前国外标准对可见光照度的规定一般要求工件表面至少达到1000 Lx。JB 47301994标准(以下称老标准)考虑到现场检测，由于条件所限无法满足要求，因此规定可见光照度至少达到500Lx。新标准修订时考虑到可见光照度对磁粉检测的效果影响很大，应尽量满足1000 Lx的要求，因此明确规定非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行，通常工件被检表面可见光照度应1000 Lx；当现场采用便携式设备检测，由于条件所限无法满足时，可见光照度可以适当降低，但500Lx。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面的辐照度应1000Wcm2，黑光波长应在320400 nm的范围内，磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应20Lx。检测人员进入暗区，至少经过3min的黑暗适应后，才能进行荧光磁粉检测。观察荧光磁粉检测显示时，检测人员不准戴对检测有影响的眼镜。由于光敏(光致变色)眼镜在存在紫外线辐射时会变暗，变暗程度与辐射的入射量成正比，影响对磁痕的观察和辩认，因此新标准规定了“检测人员不准戴对检测有影响的眼镜”这一条款。32 新标准中对退磁作了哪些规定?(1)锅炉、压力容器及压力管道用的材料一般剩磁很小，因此不要求退磁，如检测后还要加热至700以上热处理，也可以不退磁。根据ASME SE-709和JIS G0565标准中的要求，确定了五种情况需退磁，即多次磁化时，如上一次磁化将给下次磁化带来不良影响。剩磁会对以后机加工产生不良影响。剩磁会对测试或计量装置产生不良影响。剩磁会对焊接产生不良影响。其它必要场合。(2)退磁方法分为交流和直流两类，其中，用直流电磁化过的工件磁场渗透深度大，在7种磁化电流中(包括交流电、单相半波整流电、单相全波整流电、三相半波整流电、三相全波整流电、直流电以及冲击电流)检测缺陷深度最大，但退磁也最困难。直流电或整流电磁化过的工件除可用直流电退磁外，也可用超低频交流电进行退磁，其原因是磁化时，如果用交流电退磁只能将表面剩磁去掉，内部仍有剩磁存在，因为集肤深度 式中： f频率，电导率，r相对磁导率通常50Hz的交流电，2mm，而超低频通常指f0.510 Hz，当f9Hz时,4.6mm，当f0.5Hz时，20mm，所以要彻底地退磁，就要使用超低频退磁设备，但该设备较复杂，退磁效率较低。退磁是否达到要求，应按产品技术条件规定，如没有规定数值，则剩磁应0.3mT(240Am)，该要求与ASME SE-709和GBT 15822-1995标准中的要求是一致的。不少规范都没写明工件退磁后剩磁可以接受的界限，一般认为剩磁0.3 mT的工件对后序加工、焊接和仪表的使用都没有不利影响，只有极少数工件尤其是特殊工件必须通过试验制定更严格的退磁验收标准。33 新标准对磁粉检测质量分级作了哪些规定?(1)参照ASME和JIS有关标准以及有关单位提出的意见，制定了焊接接头材料和受压加工零部件的磁粉检测质量等级分级标准供设计人员选用。(2)规定不允许存在的缺陷有，任何裂纹和白点。紧固件和轴内零件中的任何横向缺陷。(3)将焊接接头和受压加工部件分别设立质量等级评定标准。(4)质量等级分为四级。I级供分析设计用；级为GBl50等标准规定范围内锅炉、压力容器和压力管道等承压设备合格级别；级为零部件(如锻件)合格级别；IV级为不合格。 （5)综合评级。圆形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时，应进行综合评级，对各类缺陷先分别评级，取最低的质量级别作为综合评级的级别。当各类缺陷级别相同时，则降低一级作为综合评级级别。以上叙述与射线检测部分综合评级是一致的。34 新标准对在用承压设备磁粉检测作了哪些规定?新标准规定，对在用承压设备进行磁粉检测时，如制造时采用高强度钢以及对裂纹(包括冷裂纹、热裂纹和再热裂纹)敏感的材料，或是长期工作在腐蚀介质环境下，有可能发生应力腐蚀裂纹的场合，其内壁宜采用荧光磁粉检测方法进行检测。之所以作此规定，是因为在用设备表面清理困难，工件表面色泽与非荧光磁粉对比度低，因此磁粉检测容易漏掉小的裂纹。长期在腐蚀介质环境下工作的锅炉、压力容器及压力管道有可能发生应力腐蚀裂纹，或制造时采用高强钢以及对裂纹(包括冷裂纹、热裂纹和再热裂纹)敏感的材料，应提高裂纹检测灵敏度，保证检测可靠性。荧光磁粉检测灵敏度高于非荧光磁粉，其原因是磁粉检测的磁痕识别依赖于相关显示与背景的对比度，非荧光磁粉与背景的对比度较低，而荧光磁粉与背景的对比度很高。另外，人的眼睛对各种颜色的敏感性不同，其中最敏感的是波长为555nm的黄绿色光。国外有文献介绍，纯黑和纯白的对比系数可达25：1，而黄绿色荧光在黑暗中提供的对比系数则高达1000：1。荧光磁粉检测形成的磁痕，在紫外线的照射下，能发出色泽鲜明的黄绿色荧光，容易观察，与工件表面形成的紫色本底有很高的对比度，因而缺陷磁痕在暗区具有最好的可见度。35 新标准附录C“焊缝的典型磁化方法”在使用时有哪些注意事项?锅炉、压力容器及压力管道行业中磁粉探伤对象主要是焊缝，所以，新标准附录B引用了欧洲标准EN 1290：1998中推荐的磁轭法、触头法和绕电缆法探测焊缝的典型磁化方法。EN 1290：1998标准中规定的几种磁化方法的安匝数计算公式为NI8D，该公式由于没有考虑反磁场的影响，所以计算结果与新标准正文中低、中、高充填因数线圈法计算结果出入较大，故在新标准定稿会上专家们一致意见将NI8D删去。该附录中还介绍了第四种磁化方法，即交叉磁轭法的典型磁化方法。由于交叉磁轭的磁化过程是动态的，因此要特别注意应用该方法的喷洒磁悬液的原则，即施加磁场的时机尽可能在磁悬液停止流动之前及磁粉沉淀之前。因此，检查环缝时，磁悬液应喷洒在行走方向的前上方；检查纵缝时， 磁悬液应喷洒在行走方向的正前方。JBT 47302005承压设备无损检测答疑渗透检测部分1 JBT 47302005标准（以下简称新标准）中渗透检测部分的编写结构与JB 47301994标准(以下简称老标准)有哪些不同之处?新标准第5部分渗透检测的编写结构为：范围。规范性引用文件。一般要求。渗透检测基本程序。渗透检测操作方法。渗透显示的分类和记录。质量分级。在用承压设备渗透检测。渗透检测报告。老标准表面检测渗透部分的编写结构为：检测范围和一般要求。检测人员。一般要求。渗透检测方法分类和选用。操作。缺陷显示迹痕分类。缺陷显示迹痕等级评定。报告。新标准渗透检测内容增加了规范性引用文件、灵敏度等级和质量控制内容；增加了在用承压设备渗透检测，特殊材料和使用环境内壁宜采用荧光渗透检测方法建议性要求；增加了规范性附录A“荧光和着色渗透检测工艺程序示意图”。2 新标准的编制依据是什么?新标准是在老标准第四篇“表面检测”基础上，结合国内渗透检测应用实际，本着与发达国家接轨的原则，充分研究借鉴了美国和欧洲国家标准中先进部分，努力体现科学性、先进性和适应性。编制过程主要参考了以下国内外标准： (1)国内的参考标准已列入标准规范性引用文件中。(2)国外参考标准有ASME VA分卷 无损检测方法第6章 液体渗透检验；ASME VB分卷第V卷应用的文件第24章 液体渗透检测标准SE-165，SE-1209，SE-1219，SEl220，ENl289，EN571.1等。3 新标准有哪些特点?(1)增强了标准的可操作性，镀铬试块标准化，规定了灵敏度等级。(2)增加了检测材料和检测质量控制内容。(3)对在用设备特殊材料、特殊使用环境和部位的检测提出了建议性要求。(4)质量分级更趋合理和便于应用。4 标准引用了GB 5097和GBT 16673两个规范性引用文件，这两个文件的主题内容及其在新标准中的主要应用是什么?GB 5097黑光源的间接评定方法规定了用间接比较方式评定黑光源强度时的测试装置和操作方法。适用于检查黑光源的强度，检查被检物表面上的黑光强度以及渗透液荧光性能的变化。新标准引用其附录A“检查渗透液荧光性能的方法”，对荧光染料吸收紫外线转换成可见荧光的效率计算方法。GBT 16673无损检测用黑光源(UV-A)辐射的测量提供了一种准确的以辐射单位度量黑光灯输出的测量方法。适用于荧光渗透检测时对黑光源的照度进行测量，对检测过程中被检工件表面上的黑光照度是否符合规定的核查。新标准引用其原理和方法测量黑光源的性能及工件表面黑光照度。注：波长315400nm的紫外线称紫外线-A(UV-A)，波长280315nm的紫外线称紫外线-B(UV-B)。5 渗透检测人员视力有哪些要求?对渗透检测人员视力要求，新标准在辨色能力方面只规定了不得有色盲。医学上对色盲和色弱是这样定义的，色盲是指全部或部分失去对颜色的分辨能力；色弱是指对颜色能正确认出，但表现出识别困难或辨认时间延长。色盲对着色、荧光渗透检测过程处理控制和显示观察评定都会产生严重影响，标准在该方面继续加以严格限制。着色检测只是简单的红色和白色的颜色对比，荧光检测则主要是亮度对比，浅绿色可使眼睛观察、捕捉显示时更敏感一些，色弱者对简单的颜色辨认是可以的，因此新标准渗透部分对检测人员视力只限制不得有色盲。6 新标准中如何控制渗透检测剂质量?散装渗透剂需要按批取定量合格品作为校验基准，与在用渗透剂进行性能对比试验。散装渗透剂，一般每次进货量较多，使用过程受污染的机会多，使用周期有时也比较长，有必要定期对正在使用的渗透剂与刚进货时合格的基准渗透剂进行对比试验，以确保所使用的渗透剂的性能与基准渗透剂相一致。新标准同样也没有对对比试验周期作出规定，因为各使用单位的使用数量和使用周期都不尽相同，并且可能相差很大，作统一的规定反倒不合理，这就要求使用单位检测部门应根据各自具体情况，在相关的文件中规定出合理的周期，定期进行对比试验，以提高检测质量控制的有效性。对携带式喷罐装渗透剂，在正常贮存环境、使用条件和有效期内，喷罐内渗透剂由于密封与外界隔离，污染和分解等现象是不易发生的，所以其成分和性能也一般不会发生变化，没有必要取合格样品保存进行对比试验，况且保存环境和条件要达到与喷罐内相一致，对每个使用单位而言也是不可能的。因此新标准在使用过程性能、质量控制方面将喷罐装渗透剂排除在外，只规定了散装渗透剂相关要求，对喷罐检测剂则从生产日期、有效期、合格证明及喷罐外观质量等方面进行控制。7 渗透检测剂生产厂家在产品上应标明哪些相关信息?目前，生产厂家产品多数不标注产品批号、生产日期和有效期等信息或标注不全。使采购者和使用者无法从时间标识上确定检测剂可否继续采购使用，以至使积压了几年甚至更长时间的检测材料仍在使用，有些渗透剂和显像剂在使用时性能已明显变化，很容易对检测结果造成严重影响。新标准要求提供使用说明书，一是为检测剂质量控制提供依据，如渗透剂和湿式显像剂的浓度检验结果，要与产品说明书提供