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磁粉检测工艺 赵永城 2020 3 25 1 工艺卡的编制 一 编制依据 5 2 3 2 1 无损检测通用工艺规程 通用工艺规程编写依据有相关法规 产品标准 有关的技术文件和JB T4730 2 产品标准3 有关的技术文件4 JB T4730 2020 3 25 2 二 工艺卡内容 a 工艺卡编号 一般为流水顺序号 目的是为了好存档 好引用 b 产品名称 产品编号 制造 安装或检验编号 承压设备的类别 规格尺寸 材料牌号 材质 热处理状态及表面状态 被检测对象信息 c 检测设备与器材 设备种类 型号 规格尺寸 检测附件和检测材料 设备型号是唯一的 d 检测工艺参数 检测方法 检测比例 检测部位 标准试块或标准试样 片 2020 3 25 3 e 检测技术要求 执行标准和验收级别 执行标准为方法标准 如JB T4730 验收等级 验收标准也叫验评标准中规定验收等级 而方法标准中一般不规定验收等级 如压力容器安全技术监察规程 GB150f 检测程序 g 检测部位示意图 h 编制 级别 和审核 级别 人 编制 或 审核 或 2020 3 25 4 三 工艺卡类型 工艺卡一般有两种格式 一种是 特种设备磁粉检测工艺卡 另一种是 特种设备磁粉检测操作要求及主要工艺参数 2020 3 25 5 特种设备磁粉检测工艺卡 2020 3 25 6 特种设备磁粉检测操作要求及主要工艺参数 2020 3 25 7 四 工艺题出题类型 1 给出工件及要求填写工艺卡或操作要求及主要工艺参数2 根据给出的工件及要求对工艺卡进行改错 2020 3 25 8 五 特种设备磁粉检测工艺卡的填写说明 1 根据题意可直接填写的项目1 产品 或工件 名称 根据给定工件填写 如低温储罐 高压螺栓 吊钩2 材料牌号 根据给定填写 如20g 16MnR 09MnNiDR 3 规格尺寸 4 热处理状态 如880 油淬 220 回火5 检测部位 具体标出检测部位和检测比例 2020 3 25 9 2 根据检测要求填写项目6 被检表面要求 根据与处理要求进行填写 1 如果被检工件表面漆层厚 可填写 除去漆层 露出金属光泽 2 如果漆层较薄 小于0 05mm 不影响检测结果且合同各方同意时 可填写 打磨掉工件表面与电极接触处的非金属盖层 3 使用干法检测时 可填写 清除油污等 工件表面要干净和干燥 7 检测时机 1 一般焊缝填写 焊接完成 2 对有延迟裂纹倾向的材料 应填写 焊后至少24小时后 对于球罐应填写 焊后至少36小时后 2020 3 25 10 8 检测设备根据工件尺寸 形状等选择合适的设备 如填写 CXE交叉磁轭 CJX 2000型交流探伤仪 CJE交流电磁轭 9 标准试片 块 1 特种设备一般选用 A 30 100试片 2 灵敏度要求高时选用 A 15 100试片 3 被检工件表面狭小或是曲面 A1型试片使用不便时可选用 C 15 100试片 4 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D型或M1型标准试片 5 当采用固定式探伤机检测时 交流探伤机用 E型试块 直流探伤机用 B型试块 进行综合性能试验 2020 3 25 11 10 检测方法 1 磁粉的选择 特种设备检测对裂纹敏感的材料和可能发生应力腐蚀裂纹时 或重要产品工件时使用荧光磁粉 其余使用黑磁粉或其它非荧光磁粉 2 检测方法的选择 因为特种设备磁粉检测对质量要求高 所以一般用 湿法 特殊情况下用 干法 只有经过热处理 淬火 回火 渗碳 渗氮及局部正火等 的高碳钢和合金钢结构钢 矫顽力在1KA m 剩磁在0 8T以上者 才可进行 剩磁法 检测 尤其是高压螺栓螺纹根部检测必须用 剩磁法 其余用 连续法 2020 3 25 12 11 光纤及检测环境 使用荧光磁粉时 暗区的 环境光照度应小于20lx 黑光辐照度应不小于1000 W cm2 使用非荧光磁粉检测时 可见光照度应大于或等于1000lx 当现场采用便携式设备检测时 由于条件所限制无法满足要求 可见光照度可适当降低 但 不得低于500lx 12 缺陷磁痕记录方式 用 照相 贴印 录像 或 临摹草图 等任意一种 13 磁化方法 根据工件尺寸 结构 外形和欲发现缺陷的方向 选择 磁轭法 交叉磁轭法 轴向通电法 触头法 线圈法 中心导体法 等方法中的一种或几种的组合来进行检测 2020 3 25 13 14 电流种类 根据产品或工件对发现缺陷的要求选择合适的电流 电流的选择一般根据以下要求进行选择 1 由于交流电具有集肤效应 因此用交流电磁化湿法检测 对工件表面微小缺陷检测灵敏度高 2 表面缺陷选用交流电 但交流电渗入深度 不如整流电和直流电 3 交流电用于剩磁法检测时 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之有关 而剩磁法检验主要与峰值电流有关 5 整流电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测 对工件近表面缺陷检测灵敏度高 7 三相全波整流可检测工件近表面较深的缺陷 8 直流电可检测工件近表面最深的缺陷 9 冲击电流只能用于剩磁法和专用设备 2020 3 25 14 15 磁化规范 1 电磁轭填写提升力 交流电磁轭可填写 提升力大于等于45N 交叉磁轭可填写 提升力大于等于118N 间隙0 5mm 2 触头法可填写 I 5L 1000A 3 轴向通电法 连续法 可填写 I 15D 1500A 4 线圈法 连续法 可填写 I 2000A N 5 以上方法填写后要特别注意应有 磁化规范最终以A1 30 100试片上的磁痕显示确定 这句话 2020 3 25 15 16 磁粉 载液及磁悬液浓度 1 磁粉有荧光磁粉和非荧光磁粉 对在用特种设备进行检测时 如果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 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 可填写 YC2荧光磁粉 HK 1黑磁粉 或 HD RO黑油磁悬液喷灌 等 2020 3 25 16 2 载液 油基载液优先用于如下场合 A 对腐蚀应严格防止的某些铁基合金 如经过加工的某些轴承或轴承套 B 水可能会引起电击的地方 C 在水中浸泡可能引起氢脆的某些高强度钢 载液可填写 LPW 3号油基载液 3 磁悬液浓度 现场磁粉检测一般填写 配制浓度 如非荧光磁悬液填写 10 25g L 在固定式探伤机磁粉检测时 一般填写 沉淀浓度 如荧光磁悬液填写 0 1 0 4mL 100mL 也可用磁悬液喷灌 如填写 HD BO黑水磁悬液喷灌 或 HD YN荧光磁悬液喷灌 2020 3 25 17 17 磁悬液施加方法 一般可用 浇法 和 喷洒 剩磁法用 浸法 灵敏度更高 18 检测方法标准 填写 JB T4730 2005 19 质量验收等级 共分 四个级别 根据特种设备产品或工件验收级别内容填写 如 20 磁粉检测质量评级要求 1 对于焊接接头可填写 不允许存在任何裂纹 焊接接头不产生白点 对于 级焊接接头可填写 不允许存在线形缺陷磁痕 圆形缺陷磁痕 评定框尺寸为35mm 100mm 长径d 3 0mm 且在评定框内不大于2个 2 对于受压加工部件和材料可填写 不允许存在任何裂纹和白点 紧固件和轴类零件填写 不允许任何横向裂纹显示 如对于 级受压加工部件和材料可填写 线形缺陷磁痕长度 6 0mm 圆形缺陷磁痕 评定框尺寸为2500mm2 其中一条矩形边长最大为150mm 长径d 6 0mm 且在评定框内不大于4个 2020 3 25 18 工艺题解题思路 1 对于工艺题解题时首先要读懂题意 弄清工件的结构 制造工艺 使用环境 确定可能产的缺陷 横向 纵向 表面 近表面 2 然后根据缺陷情况及题目要求确定磁化方法 首先根据预计产生的缺陷类型确定磁化方法 其次根据所具有的设备能力明确磁化方法 1 焊缝磁粉检测工艺编制时 主要的磁化方法 1 交叉磁轭法 对接焊缝 2 磁轭法 对接焊缝 角焊缝 3 绕电缆法 线圈法 管子对接环焊缝 角环焊缝 且仅检测平行于焊缝的缺陷 4 触头法 对接焊缝 角焊缝 2020 3 25 19 2 焊缝坡口及炭弧气刨面的磁粉检测工艺编制时 主要的磁化方法 1 焊缝坡口 触头法 交叉磁轭法 2 碳弧气刨面 交叉磁轭法 3 螺栓的磁粉检测工艺编制时 主要的磁化方法 线圈法 纵向磁化 剩磁法 荧光湿法主要检查横向缺陷 2020 3 25 20 4 轴类件 包括同径 变径 塔形类 的磁粉检测工艺编制时 主要的磁化方法 1 直接通电法 为了检查横向缺陷应采用线圈法 对于变径 塔形类件 根据尺寸不同 分别通电检查 顺序是从最小直径到最大直径逐阶磁化 5 起重吊钩的磁粉检测工艺编制时 主要的磁化方法 1 绕电缆法 线圈法 检查横向疲劳缺陷 2 触头法 检查纵向缺陷 3 再确定检测方法 连续 灵敏度最高 剩磁 效率高 湿 干 4 最后才可能计算出磁化规范 5 同时 相应的设备选择 磁化时间 磁粉种类都能确定了 2020 3 25 21 举例1 对在用高压压力容器设备法兰螺栓进行疲劳裂纹磁粉检测 螺栓材质为35CrMoA 规格M48 310 按JB4730 2005标准 级验收 请自行选定最佳磁化方法 磁粉探伤设备和器材后 制定螺栓磁粉探伤工艺卡 可选用的设备和器材有 CYE 1A磁轭式磁粉探伤仪 CDE E旋转磁场磁粉探伤仪 CY 1000触点式磁粉探伤仪 CEW12000固定式磁粉探伤仪 线圈 长500mm 10匝 内径500mm 黑光灯 A型 C型试片 磁粉 载液等 2020 3 25 22 对于本题 首先确定磁化方法 再确定检测方法 最后才可能计算出磁化规范 而确定磁化方法是根据可能产的缺陷情况和题目要求而定的 1 题目要求检测螺栓疲劳缺陷 而此缺陷为横向缺陷 从而须纵向磁化 故选用线圈法效果最好 疲劳缺陷为表面缺陷 故交流电最理想 集肤效应 2 检测方法的确定 由于35CrMoA材料的螺栓是经过淬火加回火热处理的合金钢 其矫顽力和剩磁一般满足要求 可采用剩磁法 由于螺栓表面颜色较深 常用的黑 红色磁粉对比度较差 因而采用荧光磁粉效果最好 3 磁化规范计算 必须依据标准进行 由于采用线圈 故依据JB4730 2005选择计算公式 2020 3 25 23 因线圈法又有低 中 高填充因素的三种公式 故计算填充因素 S1 S2 D1 D2 2 500 48 2 10 422 108 5 10 因而属于低填充因素 但低填充因素又分偏心放置和中心放置 这两种放置没有硬性规定 均可 但一般优先选用偏心 因为磁场强度大 所需磁化电流小 先看偏心放置 偏心放置公式 首先计算L D 310 48 6 46 2 可直接采用公式 45000 10 310 48 45000 10 6 46 45000 64 6 697 A 2020 3 25 24 1690 500 2 10 6 310 48 5 1690 250 10 6 6 46 5 422500 10 33 76 1252 A 中心放置公式 因为L D 2 可直接采用公式 2020 3 25 25 螺栓 M48 310 35CrMoA 外表面 线圈法 剩磁法 湿法 线圈法 偏心法 I 697 A 线圈法 中心法 I 1252 A 对在用高压压力容器设备法兰螺栓进行疲劳裂纹磁粉检测 螺栓材质为35CrMoA 规格M48 310 交流 整流 直流 0 25s 1s 荧光磁粉油悬液 水悬液 0 5 3g L 磁悬液应在通电结束后再施加 试件表面辐照度 1000 W cm2 照相法 按JB4730 2005标准 级验收 JB T4730 2005 1级 1不允许任何裂纹和白点 不允许任何横向显示 不允许线性缺陷磁痕 2圆形缺陷d小于等于2 0 且评定框内不大于1个 磁化操作附加说明 1因为L D 310 48 6 46 所以应考虑退磁场的影响 2剩磁法交流磁化时 应配备断电相控制器 3施加磁悬液之前 任何强磁性物体不得接触被检工件表面 线圈 固定式磁粉探伤仪 用场强计测量工件表面切线磁场强度 14 4KA m 清除工件表面影响磁痕显示的物质 可选用的设备和器材有 CYE 1A磁轭式磁粉探伤仪 CDE E旋转磁场磁粉探伤仪 CY 1000触点式磁粉探伤仪 CEW12000固定式磁粉探伤仪 线圈 长500mm 10匝 内径500mm 黑光灯 A型 C型试片 磁粉 载液等 2020 3 25 26 如图所示 一在制换热器管箱 材料牌号为Q235B 要求100 检测设备法兰与管箱封头焊缝的不连续性缺陷 该工件按JB4730标准 级验收 采用中等灵敏度标准试片测试综合性能 请选择最佳工艺参数填写该工件磁粉探伤工艺卡 可选用的设备和器材同上题 举例2 2020 3 25 27 表面检验合格后 CYE 1A CY 1000磁探机 交流 连续法 1 I 3 5 4 5倍触头间距2 44N 黑磁粉 水悬液1 2 2 4ml 100ml 试件表面光照度 1000lx JB4730 2005 1不允许线性缺陷 2圆形缺陷d不大于1 5 且评定框内小于等于1个 砂轮打磨清除飞溅 焊渣 A1 30 100 1 触头法2 磁轭法 1 3S 在通电的同时喷洒磁悬液 停止浇洒后再通电数次 照相法 I级 1触头法时 触头的连线垂直环焊缝 并且在圆周对称的位置再磁化一次 共磁化两次 要用A 30 100试片确定磁化规范的正确性 2磁轭法时 每一被检区至少进行两次独立的检测 且磁力线方向大致垂直 3可见光照度由于条件所限无法满足时可适当降低 但不得低于500lx 可选用的设备和器材有 CYE 1A磁轭式磁粉探伤仪 CDE E旋转磁场磁粉探伤仪 CY 1000触点式磁粉探伤仪 CEW12000固定式磁粉探伤仪 线圈 长500mm 10匝 内径500mm 黑光灯 A型 C型试片 磁粉 载液等 法兰与管箱封头焊缝 2020 3 25 28 1 针对该工件结构特点 比较单磁轭和触头法两种磁化方法的适用性和使用注意事项 答 外表面角焊缝触头法 磁轭法均可使用 触头法磁化受结构的影响小 有利于焊缝各方向缺陷的检出 但应注意打火问题 磁轭法两次交叉磁化时磁轭与工件接触可能不太良好 磁化效果可能受到影响 内表面焊缝首选磁轭法 其较之于触头法操作更为方便 2020 3 25 29 2 该工件外表面角焊缝如采用触头法检测 是否需按法兰厚度来选择磁化电流 为什么 答 该角焊缝工件属于不等厚结构 采用触头法