MT探伤方法与应用及MT工艺的编制与优化

蒋 仕 良全国特种设备无损检测考委会考委（RT、UT、MT、PT、AE五项高级资格）天津石化公司机械研究所高级工程师TEL2,MT探伤设备,3,MT探伤设备,1 磁粉检测设备的分类 按重量和可移动性分： 固定式、移动式、便携式； 按设备的组合方式分： 一体型和分立型；,1.1 固定式探伤机1.1.1 组成磁化电源、磁化线圈、工件卡持装置、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。,4,MT探伤设备,磁化电源主要结构：调压器和主变压器。调压器将不同的电压输送给主变压器，主变压器是降压变压器，提供低电压大电流，电流（交流电或整流电）直接通过工件或通过穿入工件内孔的中心导体或者通入线圈，对工件磁化。 调压器分为：自耦调压和可控硅调压。 磁化电源的输出电流可借助磁化卡头、线圈或电缆进行周向磁化、纵向磁化或多向磁化磁化线圈：进行纵向磁化的螺管线圈。,5,MT探伤设备,工件卡持装置：磁化卡头和触头。卡头上应包上铅垫或铜编制网。指示装置：电流表、电压表。两者按准确等级划分为5.01.0。磁粉探伤机常用5A的电流表，可测量几千甚至上万安培的磁化电流。这是因为采用了电流互感器（相当于一个变压器，用于扩大电流表的量程）把通过工件的电流变为电流表可测量的电流。9000型的交流探伤机使用的互感器匝数比为9000/5，当安培计满刻度指示时，代表磁化电流为9000A。 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。,6,MT探伤设备,喷洒装置：磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。螺管线圈：进行纵向磁化、退磁。照明装置 :非荧光磁粉检测时，在波长范围为400-760nm的可见光下观察磁痕。可见光是目视可见的光，即包括红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光。 许多原来在可见白光下不发光的物质，在紫外线的照射下能够发光，这种现象称为光致发光。光致发光的物质，在外界光源移去后，经过很长时间才停止发光，这种光称为磷光，这种物质称为磷光物质；在外界光源移去后立即停止发光，这种光称为荧光，这种物质称为荧光物质。由于荧光磁粉表面包覆一层荧光染料，当黑光照射到荧光磁粉上时，荧光物质便吸收黑光的能量，处于较低能级离原子核较近的轨道上的电子，受激发而跳跃到离原子核较远的轨道上去，使原子能量升高而处于激发状态。 断电相位控制器：剩磁法时交流探伤机必须配备。退磁装置 :1.1.2常见固定式磁粉探伤机型号：（2000A-12000A）CEW-2000、CEW-2000A、CEW-4000、TC-6000、CEW-10000。,7,8,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：C X X X 1 23 4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CJW-4000型，为交流固定式磁粉探伤机，最大周向磁化电流为4000A；CZQ-6000型，为超低频退磁直流磁粉探伤机，最大周向磁化电流为6000A；CEE-1型，为交直流磁轭磁粉探伤仪，型式为第1类。,9,10,1.1.3常见固定式磁粉探伤机特点：两磁化卡头间最大距离从1米到4.5米。该类设备可进行周向磁化、纵向 磁化，有些还可进行复合磁化。该类设备可分别进行交流或直流退磁，或交直流全自动退磁。设备上均装有磁悬液循环和喷洒装置。该类设备有的还配有支杆触头，通过软电缆连接，软电缆另外还可实行绕电缆法探伤。,MT探伤设备,11,12,13,14,15,16,17,1.2移动式磁粉探伤机 1.2.1 组成磁化电源、磁化线圈、触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式 ） 、指示装置、照明装置、退磁装置。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、断电相位控制器三个方面。,MT探伤设备,18,1.2.2常见移动式磁粉探伤机型号：（3000-6000A）CYD3000、CYD5000。CZQ6000型直流探伤机、CDG10000型多功能探伤机。 1.2.3常见移动式磁粉探伤机特点：与固定式相比，无磁悬液循环和喷洒装置、磁化卡头。由于重量较重，一般装有滚轮，可来回移动。配合使用的附件有支杆触头、夹钳触头、开合式和闭合式。若使用软电缆，随着电缆的延长，检验部位的电流值会显著降低，若采,MT探伤设备,19,MT探伤设备,用触头法，应在手柄上安装微型开关，以控制磁化电流的时间。另外，移动式磁粉探伤机还具备自动退磁功能。,20,21,22,MT探伤设备,1.3便携式磁粉探伤机1.3.1 组成磁化电源、磁化线圈、触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式 ） 、指示装置、照明装置。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、退磁装置、断电相位控制器四个方面。(3.5公里管道磁化焊口如何焊接？不锈钢焊条。但是无法进行磁粉检测了。局部磁化退磁，通电情况下慢慢提起磁轭50cm，磁化逐渐减弱。),23,MT探伤设备,1.3.2常见便携式磁粉探伤机（包括小型磁粉探伤机）：（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）。 1.3.3常见便携式磁粉探伤机的分类：电磁轭（包括交流、直流） ：非电接触，不会产生电弧和烧伤。 交叉磁轭（包括空间交叉、平面交叉） ：两个轭状,24,MT探伤设备,的电磁铁以一定的夹角进行空间交叉或平面交叉组合而成，并由不同相位的两组交流电励磁的磁化装置构成。两个电磁轭产生的两个正弦交变磁场叠加后，产生一个方向随时间变化的椭圆形旋转磁场。 永久磁铁： 用于没有电源的探伤场地。小型磁粉探伤机： 带有支杆触头和电缆，电缆可绕成线圈进行进行纵向磁化。此探伤机可属于小型移动磁粉探伤机。,25,26,27,28,29,30,1.3.4常见便携式磁粉探伤机的特点： 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。1.3.5常见便携式磁粉探伤机的综合技术要求： 主要是考察提升力，当磁轭极间距最大时，交流电磁轭至少45N，直流电磁轭至少177N，交叉电磁轭至少118N（间隙为0.5mm）。提升力至少半年校验一次。,MT探伤设备,31,MT探伤设备,1.4全自动磁粉检测装置 不需任何人工操作，试件的自动装卸和定位、自动磁化、与磁化周期对应，自动定时施加磁悬液、对磁痕的自动检测和标记、对工件自动退磁、对显示的自动解释和分选，其中自动磁化由计算机控制磁场方向、励磁电流的种类和大小、磁化时间等。半自动磁粉检测装置仅指全自动装置中的磁痕检测和判断仍由检测人员进行。,32,MT探伤设备,2 磁粉检测辅助器材 2.1光源 2.1 .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。 可见光波长范围为400760nm。 关于光学的几个概念 光照度单位面积上接受到的光通量。符号E。单位勒克司（勒克斯）lx。E=d/dA。指可见光的照度。 辐射照度也称辐照度。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，符号Ee。单位瓦 特/米2。 Ee= d e/dA。,33,MT探伤设备,光通量能引起眼睛视觉强度的辐射通量。符号。单位流明lm。指可见光的光通量。 流明lm：发光强度为1cd的光源，在一个球面度内的光通量就是1lm。 发光强度：光源在给定方向上单位立体角内传输的光通量。符号I。单位坎德拉Cd。 I= d/d 1Cd（单位坎德拉）：发出频率为5401012Hz的单色辐射的光源在给定方向上的发光强度，该方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度。,34,MT探伤设备,球面度：是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积。 （光）亮度：也称亮度，是指给定方向上单位立体角的垂直光照度。符号L。单位坎德拉每平方米Cd/m2。2.1 .2紫外线光源：常用的是黑光灯，也称黑光灯，也称高压水银灯，用于荧光磁粉检测。,35,MT探伤设备,黑光灯的组成：由两个主电极、一个辅助启动电极、贮有水银的内管（石英管水银蒸汽可达45个大气压）及外管（深紫色玻璃罩）组成。黑光灯的光线：黑光灯发出的光包括不可见的紫外光和可见光。不可见的紫外光波长峰值在365nm附近。这正是激发荧光磁粉发出荧光（所发荧光波长范围为510550nm，黄绿色）所需的波长。不需要的可见光、红外线和短波紫外线可通过深紫色玻璃罩滤掉，仅让波长320400nm的紫外线通过。,36,MT探伤设备,紫外线（紫外光）：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UV-A，或称为黑光紫外线或长波紫外线。适于荧光磁粉探伤。第二种波长280320nm的紫外线称为UV-B，或称为中波紫外线或红斑紫外线。 UV-B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UV-C，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。,37,MT探伤设备,黑光灯的要求和使用：荧光磁粉探伤时，所使用的黑光灯在工件表面的黑光辐照度应大于等于1000w/cm2,波长320400nm，中心波长365nm。使用黑光灯时应注意：刚点燃输出达不到最大至少5min后使用。减少开关次数。使用一定时间后辐射能量下降，应定期测紫外辐照度。电压波动对黑光灯影响大必要时装稳压器。滤光片如损坏或脏时，及时更换。避免磁悬液溅到黑光灯泡上发生炸裂。不要对着人眼直照。滤光片如果有裂纹，应及时更新，因为会使可见光和中、短波紫外光通过，对人体有害。,38,39,40,MT探伤设备,2.2磁场测量仪器2.2 .1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。1T=10000Gs。测量时要转动探头，使指示值最大，读数才正确。常用仪器有GD-3（高斯计）和CT-3毫特斯计。2.2 .2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XCJ-A（精度0.1mT）、XCJ-B （精度0.1mT即Gs）和XCJ-C （精度0.05mT） 。注意，在非均匀磁场中，场强计的动片只反映了受力的大小，与特斯拉计的指示值无对应关系。,41,MT探伤设备,2.2.3 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。当设备进行重要电气修理、周期大修或损坏时，应进行校验。2.2.4 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。均匀磁场探头励磁绕组为两个完全相同的绕组反向串联。感应绕组为两个相同绕组正向串联，用于测量直流磁场。梯度探头的初级绕组正向串联，次级绕组反向串联，专用于测量磁场梯度，而与周围均匀磁场无关。 这是一种高精度仪器，测量精度可达810-4A/m（10-5Oe），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RC-1型弱磁场测量仪。,42,MT探伤设备,2.3照度计2.3 .1白光照度计：测量被检工件表面的白光照度。 常用仪器有：ST-85型，量程是01999102 lx，分辨：0.1lx。 ST-80（C）型，量程是01.999105 lx，分辨：0.1lx。2.3 .2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UV-A，量程是0199.9 mw/cm2 ，分辨：0.1mw/cm2。,43,MT探伤设备,2.4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。 2.5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 。2.6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。,44,MT探伤设备,2.7标准试片2.7.1作用： 检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。检测磁场方向、有效磁化范围、大致的磁场强度。考察所用的探伤工艺和操作方法是否妥当。确定磁化规范。 2.7.2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。,46, A1型（A2未退火）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A1-5/50、 A1-15/50、 A1-30/50、 A1-15/100、 A1-30/100、 A1-60/100六种规格，其大小为20 20mm。其中A1-30/100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C-8/50、C-15/50两种规格。其大小为10 25（5 mm/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C-15/50规格为常用。,MT探伤设备,47,MT探伤设备,D型试片：可认为是小型的A1试片，又分为D-7/50、D-15/50两种规格。其大小为10 10mm。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M1-7/50（12mm）、M1-15/50 （12mm） 、M1-30/50 （12mm）三种规格。其大小为20 20mm。,48,MT探伤设备,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。,49,MT探伤设备,2.8标准试块2.8.1作用： 检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。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。 2.8.2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。,50,MT探伤设备, B型试块（直流标准环形试块）：由铬工具钢钨锰（一般退火的9CrWMn钢锻件）制成。硬度90-95HRB。端面钻有12个人工通孔。其直径0.07英寸（1.778mm）。每孔距外圆表面距离依次递加0.07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23.5mm23mm22.5mm。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。,51,磁场指示器：又称八角试块。是8块低碳钢三角形薄片（3.2mm）与0.25mm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。,MT探伤设备,52,MT探伤设备,2.9磁悬液浓度沉淀管2.9.1作用：测定磁悬液的沉淀浓度。（磁悬液浓度分为配制浓度g/L和沉淀浓度mL/100mL）。 2.9.2种类：梨形管。2.9.3使用：将磁悬液充分搅匀，取100mL注入梨形管，垂直静止（无震动）30min，读取磁粉沉淀高度的mL数，即得到所测得的磁悬液浓度值（mL/100mL ） 。,53,2.10磁粉2.10.1种类：按磁痕观察分：荧光磁粉和非荧光磁粉 按施加方式：湿法磁粉和干法磁粉。 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。纯白和纯黑在明亮环境中对比系数为：25：1，而黑暗中荧光的对比系数可达1000：1。 荧光磁粉一般只适于湿法。,MT探伤设备,54,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。,MT探伤设备,55,MT探伤设备,2.10.2磁粉的性能：磁特性：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）。为度量磁性，采用磁性称量法（磁粉称量仪），湿法普通磁粉不低于7g，干法磁粉不低于10g，荧光磁粉不低于5g。粒度：即磁粉颗粒的大小，影响悬浮性、吸附力。粗磁粉的磁导率较细磁粉的高。对干磁,56,MT探伤设备,粉，粒度范围10-50m，最大不超过150 m；对湿磁粉，粒度范围5-10m，最大不超过50 m。探伤中，湿法常用磁粉300目以上细磁粉，即15 m以下。 m与目的关系：45m=320目。形状：保证好的磁吸附性能和流动性能。 条形、椭圆形、球形。条形容易磁化形成磁极，易被吸附，但流动性不好。球形流动性好但不易被磁化（退磁场的影响）。 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、,57,MT探伤设备,红）密度约4.5g/cm3,干湿磁粉8g/cm3，空心0.71-2.3g/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。 以上六方面是影响磁粉性能的主要因素。衡量磁粉性能的最根本的办法还是通过综合性能灵敏度试验的结果确定。2.10.3磁粉的验收：污染：目视测定，无明显外来物、结块、浮渣。对循环使用的磁悬液，搅拌均匀后取100mL注入梨形沉淀管，静置60min,当上层（污染物）体积超过下层（磁粉）体积的30%时，或黑光下载液发出明显的荧光时，即磁悬液不合格。,58,MT探伤设备,颜色：红、黑、或要求的颜色、发黄绿荧光。粒度：通过标准分样筛（45 m /300目）后，重量不低于98%。灵敏度：湿法非荧光直流标准块应显示5孔 / 交流标准块应显示1孔。 湿法荧光磁粉直流标准块应显示5孔 / 交流标准块应显示1孔。衬度试验。悬浮性：用酒精沉淀法测定，以反应磁粉的粒度，酒精和磁粉明显分界处的磁粉柱高应不低于180mm。耐用性：仅指荧光磁粉，通过试验后，荧光磁粉应能保持原始的显示灵敏度、颜色和亮度。,59,MT探伤设备,60,MT探伤设备,2.11载液 用来悬浮磁粉的液体称为载液，也称为分散剂。2.11.1种类：分为油基载液、水载液、乙醇载液（橡胶注型法）。 油基载液：闪点（不低于94），运动粘度（38 时小于等于3.0mm2/s或使用温度下小于等于5.0mm2/s ），荧光（无），气味（无），颗粒物（不大于1.0mg/L），总酸值（不大于1.0mgKOH/L） ，颜色(水白色)，毒性（无）。前四项为验收项目。 可以使用变压器油，变压器油与LPW-3号油基载液的混合液作为油基载液。但决不能使用低闪点的,61,煤油作为载液。 水载液：润湿性，分散性，防锈性，消泡性，稳定性。2.12磁悬液 磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体。2.12.1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。,MT探伤设备,62,推荐浓度：,MT探伤设备,橡胶铸型法非荧光磁悬液配制浓度推荐4 5g/L。2.12.2磁悬液配制：油磁悬液配制配制方法、注意事项水磁悬液配制配制方法、注意事项 磁膏配制方法、注意事项磁悬液喷罐 配制方法、注意事项,63,MT探伤设备,2.13反差增强剂 为了提高缺陷磁痕与工件表面颜色的对比度。 一般为一层白色薄膜（25-45 m ）。 配方：丙酮、稀释剂、火棉胶、氧化锌粉。 施加：浸涂、刷涂、喷涂。 使用环境：背景不好、或为了检查细小缺陷、 应力腐蚀裂纹等。,（磁粉检测辅助器材 ） 反差增强剂、磁悬液、载液、磁粉、磁悬液、浓度沉淀管、标准试块、标准试片、照度计、磁场测量仪器、光源。,64,MT探伤方法与应用,65,MT探伤方法与应用,1 磁粉探伤方法分类及选择1.1 磁粉探伤方法的分类：1.1.1 按施加磁粉的载体分两种： 干法（荧光、非荧光）、湿法（荧光、非荧光）。1.1.2 按施加磁粉的时机分两种： 连续法、剩磁法。1.1.3 按磁化方法分六种：轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体法、交叉磁轭法。,66,MT探伤方法与应用,1.2 磁粉探伤方法的一般选择原则：1.2.1 连续法和剩磁法都可进行探伤时，优先选择连续法。1.2.2 对于湿法和干法，优先选择湿法。1.2.3对于按磁化方法分类的六种探伤方法，优先选用要根据工件的形状、尺寸、探伤操作的困难程度进行。,67,MT探伤方法与应用,2 磁粉探伤方法具体介绍2.1 连续法：2.1.1 概念：在磁化的同时，施加磁粉或磁悬液。2.1.2 适用范围：形状复杂的工件； 剩磁Br (或矫顽力Hc)较低的工件； 检测灵敏度要求较高的工件； 表面覆盖层无法除掉（涂层厚度均匀不超过0.05mm）的工件。2.1.3操作要点：先用磁悬液润湿工件表面；磁化过程中施加磁悬液，磁化时间1S-3S； 磁化停止前完成施加操作并形成磁痕，时间至少1S； 至少反复磁化两次。,68,MT探伤方法与应用,2.1.4优点：1)适用于任何铁磁性材料。(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的影响。(5)能发现近表面缺陷。 (6)可用于湿法和干法检验。 2.1.5局限性： (1)效率低。(2)易产生非相关显示。 (3)目视可达性差。,69,MT探伤方法与应用,2.2 剩磁法：2.2.1 概念：停止磁化后，施加磁粉或磁悬液。2.2.2 适用范围： 矫顽力Hc在1000A/m以上，并保持剩磁Br在0.8T以上的工件，一般如经过热处理的高碳钢和合金结构钢（淬火、回火、渗碳、渗氮、局部正火）；低碳钢、处于退火状态或热变形后的钢材都不能采用剩磁法；成批的中小型零件进行磁粉检测时； 因工件几何形状限制连续法难以检验的部位。2.2.3操作要点：磁化结束后施加磁悬液；磁化后检验完成前，任何磁性物体不得接触被检工件；磁化时间一般控制在0.25-1S； 浇磁悬液2 3遍，或浸入磁悬液中1020S，保证充分润湿；交流磁化时，必须配备断电相位控制器。,70,MT探伤方法与应用,2.2.4优点： (1)效率高。(2)具有足够的检测灵敏度。(3)缺陷显示重复性好，可靠性高。(4)目视可达性好，可用湿剩磁法检测管子内表面的缺陷。(5)易实现自动化检测。(6)能评价连续法检测出的磁痕显示属于表面还是近表面缺陷显示。 (7)可避免螺纹根部、凹槽和尖角处磁粉过度堆积。 2.2.5局限性：(1)只适用于剩磁和矫顽力达到要求的材料。(2)不能用于多向磁化。(3)交流剩磁法磁化受断电相位的影响，所以交流探伤设备应配备断电相位控制器，以确保工件磁化效果。(4)检测缺陷的深度小，发现近表面缺陷灵敏度低。 (5)不适用于干法检验。,71,MT探伤方法与应用,2.3 干法：2.3.1 概念：以空气为载体用干磁粉进行探伤。2.3.2 适用范围： 粗糙表面的工件；灵敏度要求不高的工件。2.3.3操作要点：工件表面和磁粉均完全干燥；工件磁化后施加磁粉，并在观察和分析磁痕后再撤去磁场；磁痕的观察、磁粉的施加、多余磁粉的除去同时进行；干磁粉要薄而均匀覆盖工件表面；多余磁粉的除去应有顺序地向一个方向吹除； 不适于剩磁法。2.3.4优点： (1)检验大裂纹灵敏度高。 (2)用干法+单相半波整流电，检验工件近表面缺陷灵敏度高。 (3)适用于现场检验。,72,MT探伤方法与应用,2.3.5局限性： (1)检验微小缺陷的灵敏度不如湿法。 (2)磁粉不易回收。 (3)不适用于剩磁法检验。 2.4 湿法：2.4.1 概念：将磁粉悬浮在载液中进行磁粉探伤。2.4.2 适用范围： 连续法和剩磁法；灵敏度要求较高的工件，如特种设备的焊缝；表面微小缺陷的检测。2.4.3操作要点：磁化前，确认整个检测表面被磁悬液润湿；不宜采用刷涂法施加磁悬液（可用喷、浇、浸等）；检测面上的磁悬液的流速不能过快；水悬液时，应进行水断试验。,73,2.4.4优点：(1)用湿法+交流电，检验工件表面微小缺陷灵敏度高。(2)可用于剩磁法检验和连续法检验。 (3)与固定式设备配合使用，操作方便，检测效率高，磁悬液可回收。 2.4.5局限性：(1)检验大裂纹和近表面缺陷的灵敏度不如干法。,74,MT探伤方法与应用2.5 橡胶铸型法（MT-RC法）：2.5.1 概念：对缺陷磁痕采用室温硫化硅橡胶加固化剂形成的橡胶铸型进行复制，对复制在橡胶铸型上的磁痕进行分析。2.5.2 适用范围： 剩磁法；跟踪检测缺陷的发展变化；复制缺陷磁痕的橡胶铸型可永久保存； 灵敏度高。2.6磁橡胶法（MRI法）：将磁粉弥散于室温硫化硅橡胶中，加入固化剂后倒入受检部位，在缺陷漏磁场的作用下，磁粉在橡胶液内迁移和排列，待橡胶固化后，即可获得含有缺陷磁痕的橡胶铸型。该法适于水下，但检测灵敏度低。,75,MT探伤方法与应用,3 磁化规范3.1 磁化规范的概念：磁粉探伤时所选择的磁场强度值（或磁化电流值）。3.2 选择磁化规范应考滤的因素： 根据工件的材料、热处理状态和磁特性（确定采用连续法还是剩磁法及应相的规范）； 根据工件的尺寸、形状、表面状态和欲检出缺陷的种类、位置、形状、大小（确定磁化方法、电流种类、有效检测范围及响应的磁化规范）。3.3 确定磁化规范（磁场强度值）的方法：用公式计算，如磁化电流表征的磁场强度（通电法、线圈法）；,76,MT探伤方法与应用,用磁场强度计测量工件表面的磁场强度，如连续法时应达24004800A/m，剩磁法时应达14400 A/m ；用标准试片（块）确定磁场强度是否合适，用于形状复杂的工件或难以计算磁化电流（磁场强度），根据试片上的显示痕迹而定； 利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度，再磁特性曲线上，剩磁法要磁化到基本饱和，连续法要磁化到出现最到相对磁导率所需的磁场强度，一般连续法所要求的磁场强度是剩磁法的1/3（周向磁化）。,77,MT探伤方法与应用,3.4 磁化规范的种类：多少种磁化方法，就有多少种磁化规范 磁化方法不同，磁化规范就不同。 根据被检缺陷走向，选用不同的磁化方向。磁化方向：包括周向磁化、纵向磁化、复合磁化。（根据磁力线方向或磁场方向划分） 。 根据磁化方向，具体的磁化方法则可分为六种：轴向通电法（周向）、中心导体法（周向） 、触头法（支杆法）（周向） 、线圈法（纵向） 、磁轭法（纵向） 、交叉磁轭法（复合）,78,MT探伤方法与应用,3.5 轴向通电法和中心导体法的磁化电流值 ：,说明：中心导体法检测内、外表面纵向缺陷、端面的径向缺陷。外表面检测时应尽量使用直流电或整流。,79,轴向通电法： 概念：属周向磁化，工件夹在探伤机两电极之间，电流沿轴向通过工件，工件内部及周围建立闭合的周向磁场。适用范围：棒材（圆形或方形）、管材；检测外表面的纵向缺陷（或与电流平行方向的缺陷）或夹角小于45的缺陷。操作要点：注意工件与电极之间接触良好，最好有较大的导电接触面，必要时在电极上安装接触垫；对空心类工件（如管材）无法检测内表面缺陷。,MT探伤方法与应用,80,中心导体法：概念：属周向磁化利用导电材料（如铜棒）作芯棒，穿过带孔的工件（如钢管），让电流从芯棒中通过，从而产生周向磁场磁化工件。适用范围：带通孔的工件；检测带孔工件的内表面或外表面的纵向缺陷（或与电流平行方向的缺陷）（或夹角小于45的缺陷）以及端面的径向缺陷。操作要点：芯棒置中心时可获得比较均匀的磁化场；内壁灵敏度高于外壁灵敏度； 可将数个工件一起穿在芯棒上一次磁化； 外表面检测时应尽量使用直流电或整流电；芯棒中心放置如电流不能满足要求时可偏心放置，这时芯棒应靠近内壁，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，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），计算磁化电流时“D”值取芯棒直径加两倍工件壁厚 。,81,MT探伤方法与应用,偏置芯棒法：芯棒中心放置如电流不能满足要求时可偏心放置，这时芯棒应靠近内壁，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，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），计算磁化电流时“D”值取芯棒直径加两倍工件壁厚 。3.6 触头法的磁化电流值 ：,82,MT探伤方法与应用,注：采用触头法时，电极间距应控制在75mm200mm之间。磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距，通电时间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠区。检测时磁化电流应根据标准试片实测结果来校正。,83,MT探伤方法与应用,3.7 线圈法的磁化电流值：几点说明线圈法又分为：低填充、高填充、中填充。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。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。,84,MT探伤方法与应用,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。对于空心工件时，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 Do圆筒外直径，mm；Di圆筒内直径，mm。,85,MT探伤方法与应用,对于非圆筒形工件：Deff=2（At-Ah）/ 1/2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。,86,MT探伤方法与应用,3.7 .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（包括中空部分）的10倍时，使用下述公式（误差10%） ：偏心放置时，线圈的磁化电流按下式计算磁化电流：,87,MT探伤方法与应用,正中放置时，线圈的磁化电流按下式计算磁化电流：,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。,88,MT探伤方法与应用,3.7 .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，可按下式计算磁化电流（误差10%） ：,89,MT探伤方法与应用,3.7 .3中充填因数线圈法。当线圈截面积大于2倍而小于10倍被检工件截面积时 （包括中空部分），磁化时可按下式计算磁化电流（误差10%） ：,式中：（NI）h高充填因数线圈计算的NI值。（NI）l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。,90,MT探伤方法与应用,3.8 磁轭法（包括交叉磁轭）的磁化电流 ： 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。 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,91,MT探伤方法与应用,4 退磁4.1 概念：退磁是去除工件中剩磁、使工件材料磁畴重新恢复到磁化前那种杂乱无章状态的过程。探伤退磁就是将剩磁减小到不影响使用或下道工序加工的操作。4.1 原理：将工件置于磁场强度足以克服材料矫顽力HC的交变磁场中，产生磁滞回线，当交变磁场的幅值渐渐递减时，磁滞回线的轨迹也越来越小，工件中的剩磁Br也越来越小接近于零。（如图可看出，退磁时电流与磁场的方向和大小的变化必须“换向衰减同时进行”。 ）,92,MT探伤方法与应用,4.3 退磁方法：常用的有交流退磁和直流退磁。另外，还有高温退磁，工件加热到居里点以上，这是一种最有效的退磁方法。4.4 必须进行退磁的几种情况： 当检测需要多次磁化时，如上一次磁化将会给下一次磁化带来不良影响； 工件的剩磁会对以后的机械加工产生不良影响； 工件的剩磁会对测试或计量装置产生不良影响； 工件的剩磁会对焊接产生不良影响； 其他必要的场合。,93,MT探伤方法与应用,4.5 交流退磁：4.5.1通过法：线圈不动工件移动，衰减磁场到零； 工件不动线圈移动，衰减磁场到零。4.5.2衰减电流（磁场）法：线圈、工件都不动移动，衰减电流到零；两电极夹持工件，衰减电流到零；两触头接触工件，衰减电流到零； 交流电磁轭通电时离开工件，衰减磁场到零；扁平线圈通电时离开工件，衰减磁场到零。,94,MT探伤方法与应用,4.6 直流退磁：4.6.1换向衰减法：不断改变电流方向，并逐渐减小电流至零。 4.6.2超低频电流退磁：0.5-10Hz，衰减电流或在线圈中通过。4.7 大型工件退磁：交流磁轭局部退磁或采用缠绕线圈分段退磁。4.8剩磁测定：退磁效果可用磁场强度计测定，剩磁应不大于0.3mT(或240A/m)。,95,4.9退磁注意事项(1)退磁用的磁场强度，应大于（至少要等于）磁化时用的最大磁场强度。(2)对周向磁化过的工件退磁时，应将工件纵向磁化后再纵向退磁，以便能检出退磁后的剩磁存在。(3)交流电磁化，用交流电退磁；直流电磁化，用直流电退磁。直流退磁后若再用交流电退一次，可获得最佳效果。(4)线圈通过法退磁时应注意： a）工件与线圈轴应平行，并靠内壁放置； b）工件L/D2时，应接长后退磁； c）小工件不应以捆扎或堆叠的方式放在筐里退磁； d）不能采用铁磁性的筐或盘摆放工件退磁； e）环形工件或复杂工件应旋转着通过线圈退磁； f）工件应缓慢通过并远离线圈1m后断电。(5)退磁机应东西放置，退磁的工件也东西放置，与地磁场垂直 可有效退磁。(6)已退磁的工件不要放在退磁机或磁化装置附近。,MT探伤方法与应用,96,MT探伤方法与应用,5 MT探伤工艺过程5.1预处理：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，否则应做适当的修理，即预处理。如打磨，则打磨后被检工件的表面粗糙度Ra25m。如果被检工件表面残留有涂层，当涂层厚度均匀且不超过0.05mm，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。 此外，预处理还包括：涂敷（反差增强剂）、封堵、装配件的撤解等。,97,MT探伤方法与应用,5.2磁化：选择磁化方法，确定磁化规范。磁化时间为1s3s，停施磁悬液至少1s后方可停止磁化；为保证磁化效果，至少反复磁化2次（连续法）。分段磁化时，必须注意相邻部位的探伤需有重叠。对于单磁轭磁化和触头法磁化，均只能实现单方向磁化，在同一部位，必须作2次互相垂直的磁化探伤。对于通电法包括触头法，注意烧伤问题。对于交叉磁轭法，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1.5mm。连续拖动检测时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4m/min。球罐纵缝检测时，行走方向要自上而下，环焊缝向左向右都行。对于线圈法工件尽量放进线圈内进行磁化，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。焊缝的探伤，可按照JB4730-2005中的附录B进行磁化。,98,MT探伤方法与应用,5.3施加磁粉或磁悬液：喷、洒、浇，就是不能刷；不能流得过快；必须先湿润。5.4磁痕的观察与记录：磁痕的显示分为相关显示、非相关显示和伪显示 。 相关显示：磁粉检测时由缺陷（裂纹、未熔合、气孔、夹渣等）产生的漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示，通常称之为相关显示。一般也叫做缺陷显示。非相关显示：由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，或是由于加工工艺、零件结构、外形或机械损伤等所引起的显示，通称为非相关显示。,99,MT探伤方法与应用,非相关显示产生的原因磁极和电极附近的漏磁场，鉴别方法改变极位置，不再出现；工件截变面突变，鉴别方法根据工件的几何形状同一部位出现；磁写，两个已磁化的工件相接触或已磁化的工件与铁磁性材料接触、碰撞致使此部位的磁场改变形成漏磁场；工件磁导率不均匀，包括两种材料交界面（用PT验证）；磁化电流过大，金属流线显示出来；局部冷作硬化；金相组织不均匀（导致磁导率变化）。 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。伪显示产生的原因工件表面粗糙，磁粉堆积；表面油污等粘附磁粉；氧化皮、锈蚀、油漆皮滞流磁粉；浓度过大，施加方式不当造成背景过度；工件上形成排液沟滞留磁粉。伪显示的鉴别：擦除后重新检验不再出现。,100,MT探伤方法与应用,非荧光磁粉检测时，磁痕的观察应在可见光下进行，通常工件被检表面可见光照度应大于等于1000lx；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，但不得低于500lx。 荧光磁粉检测时，磁痕的在黑光灯下进行，工件表面的辐照度大于或等于1000W/cm2，并应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于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。,101,MT探伤方法与应用,当辨认细小磁痕时，应用2倍10倍放大镜进行观察。磁痕的显示记录可采用照相、录相和可剥性塑料薄膜等方式记录，同时用草图标示。 5.5缺陷评级：参照标准 JB4730-2005中的MT部分。5.6退磁：掌握几种情况当检测需要多次磁化时，如上一次磁化将会给下一次磁化带来不良影响； 工件的剩磁会对以后的机械加工产生不良影响； 工件的剩磁会对测试或计量装置产生不良影响； 工件的剩磁会对焊接产生不良影响； 其他必要的场合。,102,MT探伤方法与应用,5.7后处理 ：包括磁粉、磁悬液的清洗处理，水悬液如工件有防锈要求须做脱水防锈，如使用封堵应取除，反差增强剂应清洗掉，不合格工件应隔离 。,103,MT探伤方法与应用,6 MT探伤应用6.1焊缝、坡口、焊接过程中的层间和电弧气刨面、 工卡具（吊耳和卡具）；6.2钢锻件轴类、工件塔形件；6.3钢铸件阀门（体）（触头法磁化、干法检测）；6.4 钢管、管件（三通、四通、弯头、大小头等）。,104,MT探伤方法与应用,7 质量控制与安全防护 质量控制：人、机、料、法、环。7.1人员控制：持证；7.2设备控制：电流表精度校验，半年一次；设备内部短路检查，半年一次，将磁化电流调节到经常使用的最大电流，卡头之间不夹任何导体，通电后电流表的指针不动则说明无短路； 电流载荷校验，即检查所输出的最小和最大磁化电流值，半年一次； 通电时间校验，半年一次，检查控制磁化电流的持续时间，要