MT工艺编制及优化、探伤方法与应用、专题参考资料

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）天津石化公司装备研究院高级工程师TEL1,2,3,MT探伤工艺及编制,4,MT探伤工艺及编制,1磁粉探伤工艺方法分类及选择1.1磁粉探伤工艺方法的分类：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按磁化方法分七种：轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体法、偏心导体法、复合磁化法。,5,MT探伤工艺及编制,1.2磁粉探伤工艺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七种探伤方法，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。,6,MT探伤工艺及编制,2磁粉探伤工艺方法具体介绍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（非磁性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。,7,MT探伤工艺及编制,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。,8,MT探伤工艺及编制,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23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。,9,MT探伤工艺及编制,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。,10,MT探伤工艺及编制,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。,11,MT探伤工艺及编制,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。,12,2.4.4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。,MT探伤工艺及编制,13,MT探伤工艺及编制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。,14,MT探伤工艺及编制,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”。）,15,MT探伤工艺及编制,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：产品技术条件有规定或委托方有要求时；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。,16,MT探伤工艺及编制,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。,17,MT探伤工艺及编制,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)。,18,4.9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探伤工艺及编制,19,MT探伤工艺及编制,5MT探伤工艺过程5.1预处理：被检工件表面及其相邻至少25mm范围内应干燥，且不得有油脂、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，经检测机构技术负责人同意，标准试片验证不影响磁痕显示，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。,20,MT探伤工艺及编制,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0.5mm(以前1.5)。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,21,MT探伤工艺及编制,端部向外延伸到线圈半径(低填充)、100mm(中填充)、200mm(高填充)(以前统一是150mm)的范围内。焊缝的探伤，可按照NB/T47013.4-2015附录B进行磁化。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。,22,5.4磁痕观察、记录（1）.磁痕观察磁痕的观察和评定一般应在磁痕形成后立即进行。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。磁粉检测的结果，完全依赖检测人员目视观察和评定磁痕显示，所以目视检查时的照明极为重要。光线要求：白光1000lx黑光1000w/cm2可使用210倍放大镜眼镜的使用要求不能使用墨镜或光敏镜片,23,MT探伤工艺及编制,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5min(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。,24,MT探伤工艺及编制,（2）.缺陷磁痕显示记录工件上的缺陷磁痕显示记录有时需要连同检测结果保存下来，作为永久性记录。缺陷磁痕显示记录的内容是：磁痕显示的位置、形状、尺寸和数量等。记录的方法：照相、贴印、橡胶铸型法、录像、可剥性涂层、临摹、电子扫描等5.5缺陷评级：参照标准NB/T47013.4-2015中的MT部分,25,MT探伤工艺及编制,5.6退磁：掌握几种情况产品技术条件有规定或委托方有要求时；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。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。,26,MT探伤工艺及编制,6磁粉检测工艺文件的分类和内容6.1磁粉检测工艺文件的分类：磁粉检测工艺文件分工艺规程和操作指导书两种,两者都是必须遵循的规定性书面文件。6.2工艺规程：根据相关法规标准、产品标准、有关的技术文件和本标准的要求，并结合单位的特点和技术条件（以前是检测能力）进行编制。工艺规程应按NB/T47013-2015各章节明确其相关因素的具体范围和要求，如相关因素的变化超出规定时，应重新编制或修订。也就是根据本单位所有应检产品的结构特点和现有条件,按法规、标准要求制定的技术规程或通则。工艺规程应有一定覆盖性、通用性和可选择性,至少包括以下内容:工艺规程版本号；适用范围;,27,依据的标准、法规或其它技术文件;检测人员资格要求；被检测对象（形状、尺寸、材质等）；磁化方法;检测设备和器材，以及检定、校准或核查的要求及运行核查的项目、周期和性能指标(8)磁化电流种类及其参数；表面状态；磁粉（种类、颜色、供应商）；磁粉施加；(12)最低光照强度；(13)非导电表面反差增强剂(使用时)；(14)黑光辐照度（使用时）；,MT探伤工艺及编制,28,(15)不同检测对象的检测技术和检测工艺选择，以及对操作指导书的要求；(16)检测实施要求：检测时机、检测前的表面准备要求、检测标记、检测后处理要求等(17)检测结果的评定和质量等级分类;(18)检测记录的要求、检测报告的要求;(19)编制（级别）、审核（级别）和批准者;(20)编制日期。,MT探伤工艺及编制,29,6.3操作指导书：应根据工艺规程并结合具体对象的检测要求编制，操作指导书的内容应完整、明确、具体，操作指导书在首次应用时应工艺验证，验证时可采用对比试块、模拟试块或直接在检测对象上进行。也就是针对某一具体产品或产品上的某一部件,依据工艺规程和图样要求,所特意制定的有关磁粉检测的细节和具体参数条件。此卡应包括以下内容:操作指导书编号；依据的工艺规程及其版本号；检测技术要求：执行标准、检测时机、检测比例、合格级别和检测前的表面准备；,MT探伤工艺及编制,30,检测对象：承压设备类别，检测对象的名称、编号、规格尺寸、材质、热处理状态、检测部位（包括检测范围）；检测设备与器材：名称、规格型号，工作性能检查的项目、时机和性能指标；检测环境要求；检测工艺参数(技术要求)：灵敏度试片显示、磁化方法、磁化规范、磁化时间等；磁悬液施加方法；检测程序；磁痕观察条件；,MT探伤工艺及编制,31,退磁要求检测部位示意图；数据记录的规定；编制（级别）和审核（级别）人；制定日期。操作指导书在首次应用时应工艺验证，以确认是否能达到标准规定的要求。,MT探伤工艺及编制,32,MT探伤工艺及编制,6.4MT工艺编制的人员要求（1）磁粉检测工艺规程应由磁粉检测人员编写，责任师（）审核，技术负责人批准；（2）磁粉检测操作指导书应由磁粉检测人员编写，责任师（或）审核.,33,磁痕分析与质量分级1.磁痕的分析1.1磁痕把磁粉检测时磁粉聚集形成的图象称为磁痕，磁痕的宽度为不连续性（缺陷）宽度的数倍，说明磁痕对缺陷的宽度具有放大作用，所以磁粉检测能将目视不可见的缺陷显示出来，具有很高的检测灵敏度。1.2磁痕分类能够形成磁痕显示的原因是很多的，由缺陷产生的漏磁场形成的磁痕显示称为相关显示，由工件截面突变和材料磁导率差异产生的漏磁场形成的磁痕显示称为非相关显示；不是由漏磁场形成的磁痕显示称为伪显示。虽然都是磁痕显示，但其区别是：（1）相关显示与非相关显示是由漏磁场吸附磁粉形成的，而伪显示不是由漏磁场吸附磁粉形成的；（2）只有相关显示影响工件的使用性能，而非相关显示和伪显示都不影响工件的使用性能。,34,1.3相关显示：是由缺陷产生的漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示，有相关显示影响工件的使用性能。（1）原材料缺陷-指钢材冶炼在铸锭结晶时产生的缩管、气孔、金属和非金属夹杂物及钢锭上的裂纹等。在热加工处理如锻造、铸造、焊接、轧制和热处理时；在冷加工如磨削、矫正时；以及在使用后，这些原材料缺陷有可能被扩展，或成为疲劳源，并产生新的缺陷，如夹杂物被轧制拉长成为发纹，在钢板中被轧制成为分层。,35,（2）热加工产生的缺陷锻钢件缺陷磁痕显示锻造裂纹：锻造裂纹产生的原因很多，属于锻造本身的原因有加热不当、操作不正确、终锻温度太低、冷却速度太快等。如加热速度过快因热应力而产生裂纹，锻造温度过低因金属塑性变差而导致撕裂。锻造折叠：是一部分金属被卷折或重叠在另一部分金属上，即金属间被紧紧挤压在一起但仍未熔合的区域，可发生在工件表面的任何部位，并与工件表面呈一定的角度。,36,白点：是钢材在锻压或轧制加工时，在冷却过程中未逸出的氢原子聚集在显微空隙中并结合成分子状态，对钢材产生较大的内应力，再加上钢材在热压力加工中产生的变形力和冷却过程相变产生的组织应力的共同作用下，导致钢材内部的局部撕裂。,白点多为穿晶裂纹。在横向断口上表现为由内部向外辐射状不规则分布的小裂纹，在纵向断口上呈弯曲线状裂纹或银白色的圆形或椭圆形斑点，故叫白点。,37,轧制件缺陷磁痕显示发纹：钢锭中的非金属夹杂物（和气孔）在轧制拉长时，随着金属变形伸长形成类似头发丝细小的缺陷称为发纹，是钢中最常见的缺陷。分层：是板材中的常见缺陷。如果钢锭中存在缩孔、疏松或密集的气泡，而在轧制时又没有熔合在一起，或钢锭内的非金属夹杂物，轧制时被轧扁，当钢板被剪切后，从侧面可发现金属分为两层，称为分层或夹层。拉痕：由于模具表面光洁度不高、残留有氧化皮或润滑条件不良等原因，在钢材通过轧制设备时，便会产生拉痕，也叫划痕。划痕呈直线沟状，肉眼可见到沟底，分布于钢材的局部或全长。,38,铸钢件缺陷磁痕显示铸造裂纹：金属液在铸型内凝固收缩过程中，表面和内部冷却速度不同产生很大的铸造应力，当该应力超过金属强度极限时，铸件便产生破裂。根据破裂时温度的高低又分为热裂纹和冷裂纹两种。疏松：也是铸钢上的常见缺陷。是由于金属液在冷却凝固收缩过程中得不到充分补缩，形成极细微的、不规则的分散或密集的孔穴，称为疏松。疏松一般产生在铸钢件最后凝固的部位，例如冒口附近，局部过热或散热条件差的内壁、内凹角和补缩条件差的均匀壁面上。,39,冷隔：是由于两股金属熔液在铸模内流动，冷却过程中被氧化皮隔开，不能完全融为一体，形成对接或搭接面上带圆角的缝隙，称为冷隔，该缝隙呈圆角或凹陷，与裂纹完全不同。夹杂：铸造时由于合金中熔渣未彻底清除干净，浇注工艺或操作不当等原因，在铸件上出现微小的熔渣或非金属夹杂物。如硫化物、氧化物、硅酸盐等称为夹杂。气孔：铸钢件的气孔，是由于金属液在冷却凝固过程中气体未及时排出形成的孔穴。其磁痕呈圆形或椭圆形，宽而模糊，显示不太清晰，磁痕的浓度与气孔的深度有关，皮下气孔一般要使用直流电检测。,40,焊接件缺陷磁痕显示焊接裂纹：焊缝中原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂纹。按裂纹的产生温度分为焊接热裂纹和焊接冷裂纹。a）焊接热裂纹：热裂纹一般产生在11001300高温范围内的焊缝熔化金属内，焊接完毕即出现，沿晶扩展，有纵向、横向或弧坑裂纹，露出工件表面的热裂纹断口有氧化色。热裂纹浅而细小，磁痕清晰而不浓密。,41,b）焊接冷裂纹：冷裂纹一般产生在100300低温范围内的热影响区（也有在焊缝区的），主要是由于接头的含氢量和拉应力产生的可能在焊接完毕即出现，也可能在焊完数日后才产生，故又称延迟裂纹。冷裂纹可能是沿晶开裂、穿晶开裂或两者混合出现，断口未氧化，发亮。冷裂纹多数是纵向的，一般深而粗大，磁痕浓密清晰。容易引起脆断，危害最大。磁粉检测一般应安排在焊后24h或36h后进行。对焊缝边缘的裂纹，常因与焊缝边缘下凹所聚集的磁粉相混而不易观察，当将凹面打磨平后，还有磁粉堆积时，可作裂纹缺陷判断。,42,未焊透:母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部称为未焊透。它是由于焊缝电流小，母材未充分加热和焊根清理不良等原因产生的，磁粉检测只能发现埋藏浅的未焊透，磁痕松散、较宽.,43,气孔:焊缝上的气孔是在焊接过程中，气体在熔化金属冷却之前来不及逸出而保留在焊缝中的孔穴，多呈圆形或椭圆形。它是由于母材金属含气体过多，焊药潮湿等原因产生的。有的单独出现，有的成群出现，其磁痕显示与铸钢件气孔相同。夹渣:是在焊接过程中熔池内未来得及浮出而残留在焊接金属内的焊渣。多呈点状（椭圆形）或粗短的条状，磁痕宽而不浓密。,44,热处理缺陷磁痕显示:再热裂纹：淬火裂纹：工件淬火冷却时产生的裂纹称为淬火裂纹，它是由于钢在高温快速冷却时产生的热应力和组织应力超过钢的抗拉强度时引起的开裂渗碳裂纹：结构钢工件渗碳后冷却过快，在热应力和组织应力的作用下形成渗碳裂纹，其深度不超过渗碳层。磁痕呈线状、弧形或龟裂状，严重时造成块状剥落。表面淬火裂纹：为提高工件表面的耐磨性能，可进行高频、中频、工频电感应加热，使工件表面的很薄一层迅速加热到淬火温度，并立即喷水冷却进行淬火，在此过程中，由于加热冷却不均匀而产生喷水应力裂纹。,45,（3）冷加工产生的缺陷冷加工指在常温下对工件加工，如产生疲劳裂纹和矫正裂纹等。磨削裂纹：工件进行磨削加工时，在工件表面产生的裂纹称为磨削裂纹。矫正裂纹：变形工件校直过程中产生的裂纹称为矫正裂纹或校正裂纹。校直过程施加的压力会使工件内部产生塑性变形，在应力集中处产生与受力方向垂直的矫正裂纹，裂纹中间粗，两头尖，呈直线形或微弯曲，一般单个出现，磁痕浓密清晰。（4）使用后产生的缺陷疲劳裂纹：工件在使用过程反复受到交变应力的作用，工件内原有的小缺陷、带有表面划伤、缺口和内部孔洞的结构都可能形成疲劳源，产生的疲劳裂缝称为疲劳裂纹。疲劳裂纹一般都产生在应力集中部位，其方向与受力方向垂直，中间粗，两头尖，磁痕浓密清晰。,46,应力腐蚀裂纹：工件材料在腐蚀和应力共同作用下产生的裂纹称为应力腐蚀裂纹。由于工件金属材料受到外部介质（雨水、酸、碱、盐等）的化学作用产生腐蚀坑，起到缺口作用造成应力集中，成为疲劳源，进一步在交变应力作用下不断扩展（其间腐蚀作用也在不断进行），最终导致疲劳开裂。应力腐蚀裂纹与应力方向垂直，磁粉检测时，对腐蚀表面要清理好，磁痕显示浓密清晰。,47,1.4非相关显示非相关显示是截面变化或材料磁导率改变等产生的漏磁场吸附磁粉而形成的磁痕显示。非相关显示不是来源于缺陷，其形成原因很复杂，一般与工件本身材料、工件的外形结构、采用的磁化规范和工件的制造工艺等因素有关。有非相关显示的工件，其强度和使用性能并不受影响，对工件不构成危害，但是它与相关显示容易混淆。（1）磁极和电极附近非相关显示（2）工件截面突变（3）磁写：当两个已磁化的工件互相接触或用一钢块在一个已磁化的工件上划一下，在接触部位便会产生磁性变化，产生的磁痕显示称为磁写。（4）两种材料交界处：在焊接过程中，将两种磁导率不同的材料焊接在一起，或母材与焊条的磁导率相差很大，如用奥氏体焊条焊接铁磁性材料，在焊缝与材交界处就会产生磁痕显示。,48,（5）局部冷作硬化：工件的冷加工硬化，如局部锤击和矫正等，如弯曲再拉直的一根铁钉，弯曲处金属变硬，磁导率变化，在弯曲处就产生漏磁场。（6）金相组织不均匀：金相组织不均匀可由下面几种情况产生：工件在淬火时有可能产生组织不均匀，如高频淬火，由于冷却速度不均匀而导致的组织差异，在淬硬层形成有规律的间距；马氏体不锈钢的金相组织为铁素体和马氏体，由于二者的磁导率差异；高碳钢和高碳合金钢的钢锭凝固时，所产生的树枝状偏析，导致钢的化学成分不均匀，在其间隙中形成碳化物，在轧制过程中沿压延方向被拉成带状，带状组织导致的组织不均匀性，因磁导率的差异形成磁痕显示。（7）磁化电流过大：每一种材料有一定的磁导率，在单位横截面上容纳的磁力线是有限的，当磁化电流过大，在工件截面突变的极端处，磁力线并不能完全在工件内闭合，在棱角处磁力线容纳不下时会逸出工件表面，产生漏磁场，吸附磁粉形成磁痕。,49,磁痕分析与质量分级1.5伪显示伪显示不是由漏磁场形成的磁痕显示称为伪显示。(1)工件表面粗糙（例如焊缝两侧的凹陷，粗糙的工件表面）滞留磁粉形成磁痕显示，磁粉堆集松散，磁痕轮廓不清晰，在载液中漂洗磁痕可漂洗掉。如图7-1所示。(2)工件表面有油污或不清洁，粘附磁粉形成的磁痕显示，尤其在干法中最常见，磁粉堆集松散，清洗并干燥工件后重新检验，该显示不再出现。(3)湿法检验中，磁悬液中的纤维物线头，粘附磁粉滞留在工件表面，容易误认为磁痕显示，仔细观察即可辨认。(4)工件表面的氧化皮，油漆斑点的边缘上滞留磁粉形成的磁痕显示，通过仔细观察或漂洗工件即可鉴别。(5)工件上形成排液沟的外形滞留磁粉形成的磁痕显示，尤,50,磁痕分析与质量分级其沟槽底部磁痕显示有的类似缺陷显示，但漂洗后磁痕不再出现。(6)磁悬液浓度过大，或施加不当会形成过度背景，磁粉松散，磁痕轮廓不清晰，漂洗后磁痕不再出现。所谓过度背景，是指妨碍磁痕分析和评定的磁痕背景。过度背景是由于工件表面太粗糙，工件表面污染，过高的磁场强度或过高的磁悬液浓度产生的。磁粉堆集多而松散，容易掩盖相关显示。,51,磁痕分析与质量分级,2磁粉检测质量分级2.1磁痕的处理（1）长度与宽度之比大于3的磁痕，按条状磁痕处理，长度与宽度之比不大于3的磁痕，按圆形磁痕处理。（2）长度小于0.5mm的磁痕不计。（3）两条或两条以上磁痕在同一直线上且间距不大于2mm时，按一条磁痕处理，其长度为两条磁痕之和加间距。（4）缺陷磁痕长轴方向与工件（轴类或管类）轴线或母线的夹角大于或等于30时，按横向缺陷处理，其他按纵向缺陷处理。,52,磁痕分析与质量分级,2.2磁粉检测质量分级（1）下列缺陷不允许存在不允许存在任何裂纹;(以前老标准还有白点)紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。,53,（2）焊接接头的磁粉检测质量分级（老标准分4个级别）,54,（3）其他部件质量分级(分级与老标准一致),55,取消了综合评级（以前老标准：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。）,磁痕分析与质量分级,56,第8章磁粉检测应用8.1焊接件磁粉检测8.1.1检测内容1.坡口：裂纹和分层坡口面和钝边区域2.焊接过程中的检测层间检测：太高温度时不能检测电弧气刨面（清根和返修时）,57,3.焊缝检测焊缝检测的目的主要是检测焊接裂纹等焊接缺陷。检测范围应包括焊缝金属及母材的热影响区,热影响区的宽度大约为焊缝宽度的一半。因此,要求检测的宽度应为两倍焊缝宽度。4.机械损伤部位的检测在组装过程中，往往需要在焊接部件的某些位置焊上临时性的吊耳和卡具，施焊完毕后要割掉，在这些部位有可能产生裂纹，需要检测。这种损伤部位的面积不大，一般从几平方厘米到十几平方厘米。,58,8.1.2检测方法选择大型焊接结构使用便携式设备；小型焊接件可用固定式设备。一般根据焊接件的结构形状、尺寸、检测的内容和范围等具体情况来选择。磁轭法、触头法、绕电缆法、交叉磁轭法,59,8.1.3焊接件检测实例1.坡口检测触头法：利用触头法沿坡口纵长方向通电磁化，最有利于检测与电流方向平行的分层和裂纹。交叉磁轭法：,60,2.电弧气刨面的检测,61,3.对接焊缝的检测曲率半径大时，可用磁轭和交叉磁轭，要保证磁极与工件表面良好接触。磁轭法检测如下：,62,使用交叉磁轭时应注意以下问题：(1)磁极端面与工件表面的间隙不宜过大(超过0.5mm)；(2)交叉磁轭的行走速度要适宜；与其他方法不同，使用交叉磁轭时通常是连续行走检测。而且从检测效果来说，连续行走检测比固定不动检测不仅效率高，而且可靠性高。只要操作无误，不会造成漏检。交叉磁轭相对于工件作相对移动，也就是磁化场随着交叉磁轭在工件表面移动。对于在工件表面有效磁化场内的任意一点来说，始终在一个变化着的旋转磁场作用下，因此在被探面上任意方向的裂纹都有与有效磁场最大幅值正交的机会，从而得到最大限度的缺陷漏磁场，这就是使用交叉磁轭旋转磁场探伤的独特之处，是其他磁化方法所不及的。交叉磁轭行走速度最快不超过4m/min，灵敏度和行走速度应根据标准试片上的磁痕显示来确定。,63,(3)磁悬液的喷洒原则为了避免磁悬液的流动而冲刷掉缺陷上已经形成的磁痕，并使磁粉有足够时间聚集到缺陷处，喷洒磁悬液的原则是：在检测球罐环缝时，磁悬液应喷洒在行走方向的前上方，如图所示；在检测球罐的纵缝时，磁悬液应喷洒在行走方向的正前方，如图所示。,64,磁悬液喷洒方向,65,(4)观察磁痕在磁化状态下进行用交叉磁轭检测时通常是在交叉磁轭通过检测部位之时，尽快观察辨认有无缺陷磁痕，以免磁痕显示被破坏。,66,如果工件的曲率半径太小，采用磁轭法和交叉磁轭法不能保证磁极和工件的良好接触，例如小直径的管子对接焊缝，应采用触头法和电缆缠绕法磁化。,67,缠绕电缆法,68,T型焊接接头的检测可用带有活动关节的电磁轭或触头法磁化。,69,角接接头的检测通常采用触头法，应注意工件过热和打火烧伤。当工件曲率半径较大时，可用磁轭法，但要保证接触良好。,70,对于管板角焊缝和管管角焊缝的纵向缺陷可用绕电缆法检测，一次可检测所有的纵向缺陷，并且非电接触，方法简单，灵敏度高。应控制焊缝与电缆之间的间距a，一般有20mma50mm,同时采用标准试片确认磁化规范。,71,8.2锻钢件磁粉检测8.2.1锻钢件检测的特点锻造加工成型方法粗略分为自由锻和模锻两种形式，其工艺过程一般由下列工序组成：下料加热锻造检测热处理检测机械加工表面热处理机械加工最终检测成品,72,从上面工艺路线来看，锻钢件缺陷来源大体上可归纳为以下几方面：(1)锻造过程产生的缺陷裂纹、折叠、白点等(2)热处理过程产生的缺陷淬火裂纹等(3)机加过程产生的缺陷磨削裂纹、矫正裂纹等(4)表面热处理过程产生的缺陷,73,检测方法选择(1)不能搬上固定式检测设备的大型工件，采用触头法、磁轭法或绕电缆法进行局部检测。(2)形状复杂较大的轴类工件(例如曲轴等)采用连续法，并用轴向通电法和线圈法开路分段磁化，建议不采用剩磁法。(3)尺寸较小的轴类、销子、转向接臂、齿圈、刀具等可分别选用通电法、中心导体法以及线圈开路或闭路磁化法。,74,锻钢件检测实例1.曲轴检测缺陷特征制造缺陷剪切裂纹分布于大小头端部，横穿截面明显可见。原材料发纹沿锻造流线分布。锻造裂纹磁痕曲折粗大浓密清晰。折叠在锻造滚光和拔长对挤时形成。感应加热引起的喷水裂纹呈网状，成群分布在圆周过渡区。油孔淬裂。矫正裂纹多集中在淬硬层过渡带。磨削裂纹垂直于磨削方向呈平行分布。,75,使用缺陷：轴拐弯处的疲劳裂纹，垂直轴向。检测方法：曲轴形状复杂且有一定的长度，应采用连续法，用轴向通电法进行周向磁化，线圈法分段进行纵向磁化。,76,塔形试样检测磁化电流可按各台阶的直径分别计算，磁化和检测的顺序是从最小直径到最大直径，逐阶磁化检测.万向节头检测,77,8.3铸钢件磁粉检测1.检测特点(1)精密铸钢件体积小、重量轻、加工量也少，要求检出表面微小缺陷，所以应在固定式探伤机上至少两个方向磁化，并用湿法检验。(2)砂型铸钢件一般体积和重量较大，壁较厚，要求检出表面和近表面较大的缺陷，所以应采用单相半波整流电磁化，并用干法检验，以检出锻造裂纹和皮下气孔、夹渣等缺陷。磁化方法可选用触头法和磁轭法局部检测。(3)铸钢件由于内应力的影响，有些裂纹延迟开裂，所以不应铸造后立即检测，而应等一两天后再探伤。(4)根据热处理状态，Br和Hc值，决定使用连续法还是剩磁法。,78,铸钢件检测实例1.空心十字铸钢件检测两次中心导体加两次绕电缆法磁化，湿法，连续法或剩磁法。,79,2.高压厚壁三通管检测绕电缆法产生的纵向磁场正好与裂纹方向垂直，有利于发现该裂纹，灵敏度高。,中心导体通电磁化的磁场方向,绕电缆磁化的磁场方向,80,3.凸轮检测4.铸钢阀体检测(1)阀体的体积很大，不可能放置在固定式探伤机上，所以要用移动式探伤机，到现场进行检测。(2)由于要求检查出皮下缺陷，宜采用单相半波整流电。(3)工件表面粗糙，而且又是现场检查，宜采用干法检测。,81,8.4特种设备在用与维修件磁粉检测磁粉检测在特种设备定期检验中的重要性定期检验主要是检查使用过程中发现的缺陷，就是各种各样的表面裂纹（尤其是内表面）。而特种设备几乎都是铁磁性材料制造的，因此，对于特种设备定期检验，磁粉检测是最好的方法，应用最为广泛。,82,检测特点：（1）既然检测的目的主要是为了检查疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹等使用缺陷，所以检测前，要充分了解工件在使用中的受力状态、应力集中部位、易开裂部位以及裂纹的方向。（2）疲劳裂纹一般出现在应力最大部位，因此，在许多情况下，只需要进行局部检查。特别是不能拆卸的组合件只能局部检测。（3）常用的磁粉检测方法是触头法、电磁轭法、线圈法（绕电缆法）等，已拆卸的小工件也常常利用固定式检测机进行全面检验。（4）对于不可接近或视力不可达的部位，可使用内窥镜配合检验。对于危险孔，最好采用磁粉检测橡胶铸型法。,83,（5）许多维修件有镀层或漆层，须采用特殊的检测工艺，必要时要除掉表面覆盖层。（6）磁粉检测后往往需要记录磁痕，以观察疲劳裂纹的扩展。,84,检测要求（1）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、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，应(老标准“宜”)采用荧光磁粉检测方法进行检测。（2）对装过易燃易爆材料的容器，决不能使用通电法和触头法在容器内对焊缝的磁粉检测，以防打火引起燃烧或爆炸，内部清理和表面预处理很重要。,85,检测实例1.球形储罐的开罐检测（1）检测部位（2）表面清整（3）检测操作a检测环缝时,交叉磁轭跨在焊缝上连续行走检测,检测纵缝时,要自上而下.b接管角焊缝用触头或磁轭法检测c母财损伤部分用磁轭法d柱腿与球罐的角焊缝用磁轭法。,86,2.高压螺栓定期检测时,重点是横向裂纹,对螺栓有更大的危害性。一般推荐使用：线圈法纵向磁化，采用湿法、剩磁法和低浓度的荧光磁悬液检测，要反复施加磁悬液，既要使螺纹部分缺陷清晰，又要衬度好。制造检测时，还要检测纵向缺陷。,87,8.5特殊工件检测8.5.1弹簧磁粉检测采用直接通电法和中心导体法复合磁化，两次磁化使用的电流不同。连续法磁化时，磁化电流为8D（剩磁法25D），对于直接通电法，D为弹簧钢丝直径；对于中心导体法，D为弹簧的外直径。8.6橡胶铸型法黑磁粉，与无水乙醇配制成磁悬液，浓度为13g/L，设备为：CY-500（12mm以下的孔径）CY-1000（25mm以下的孔径）剩磁法磁化。,88,磁橡胶法与橡胶铸型法的区别：主要是磁悬液，磁橡胶法是黑磁粉弥散于室温硫化硅橡胶液中并加入固化剂。橡胶铸型法比磁橡胶法对比度和灵敏度高，稳定可靠。,89,橡胶铸型法优点(1)检测灵敏度高，可发现长度为0.1mm0.5mm的早期疲劳裂纹。(2)能较精确测量橡胶铸型上裂纹的长度，能间断跟踪检测疲劳裂纹的产生和扩展速率。(3)磁痕显示与橡胶铸型的颜色对比度高。(4)工艺稳定可靠，不受固化时间影响，磁痕显示重复性好。(5)橡胶铸型可作为永久记录，长期保存。局限性(1)可检测的孔深受橡胶扯断强度的限制。(2)孔壁粗糙、孔形复杂、同心度差的多层结构的孔及其层间间隙均会增加脱膜的难度。(3)整个检验过程相当慢，对于大面积检测，成本高，不适用。(4)只能用于剩磁法，不能用于连续法。,90,MT专题,2020/5/11,91,一、无损检测工艺文件介绍,按照NB/T47013承压设备无损检测标准要求，单位应制定无损检测工艺文件，无损检测工艺文件包括工艺规程和操作指导书。1、工艺规程1.1定义：工艺规程，是指导检测的技术文件。一个同样要求的零件，可以采用几种不同的工艺规程来检测，但其中总有一种工艺规程在给定的条件下是最合理的，人们把工艺规程的有关内容用文件的形式固定下来，用以指导生产，这个文件称为“工艺规程”。1.2作用：工艺规程是组成技术文件的主要部分，是工艺装备、材料定额、工时定额设计与计算的主要依据，是直接指导检测的技术法规，它对产品成本、劳动生产率、原材料消耗有直接关系。工艺规程编制的质量对保证产品质量起着重要作用。,91,1.3、编制原则（1）、所编制的工艺规程必须保证检测工作质量，达到相关法规、标准各项技术要求。（2）、工艺过程应具有较高的生产效率。（3）、尽量降低检测成本。（4）、注意减轻检测人员的劳动强度，保证安全。,92,1.4无损检测工艺规程的编制要求,按照NB/T47013.1承压设备无损检测通用要求标准4.3.2.2条规定；应根据相关法规、产品标准、有关的技术文件和本标准的要求，并针对本检测单位的特点和技术条件编制工艺规程；工艺规程应按本部分和NB/T47013.2NB/T47013.13的规定明确其相关因素的具体范围或要求，如相关因素的变化超过规定时，应重新编制或修订。编制工艺规程的依据中相关因素(类似焊接工艺评定中的重要变量),93,2、操作指导书,2.1、操作指导书的定义：操作指导书是指为保证检测过程的质量而制订的程序，其针对的对象是具体的作业活动，“过程”可理解为一组相关的具体作业活动如：a)确定检测人员；b)检测设备和器材的准备；c)检测场所和环境条件的检查；d)安全防护的准备；e)检测对象的准备；f)检测操作；g)检测设备复核（有要求时）；h)检测结果的评定；i)填写检测记录；,94,2.2、操作指导书的作用是指导保证过程质量的最基础的文件和为开展纯技术性质量活动提供指导。2.3、操作指导书的基本要求内容应满足：Where：即在哪里使用此作业指导书；Who：什么样的人使用该作业指导书；What：此项作业的名称及内容是什么；Why：此项作业的目的是干什么；when：何时做How：如何按步骤完成作业。按照“最好，最实际”原则，采用最科学、最有效的方法；获得良好的可操作性和良好的综合效果。,95,2.4、无损检测操作指导书的编制要求应根据工艺规程并结合检测对象的具体检测要求编制操作指导书；操作指导书的内容应完整、明确和具体；操作指导书的首次应用时应进行工艺验证，验证可采用对比试块、模拟试块或直接在检测对象上进行。,96,二、工艺规程的编制,1、工艺规程内容：按照NB/T47013.1标准规定，无损检测工艺规程至少应包括以下内容：a）工艺规程版本号；b）适用范围；c）依据的标准、法规或其他技术文件；d）检测人员资格要求；e）检测设备和器材，以及检定、校准或核查的要求及运行核查的项目、周期和性能指标；f）工艺规程涉及的相关因素项目及其范围；,97,g）不同检测对象的检测技术和检测工艺选择，以及对操作指导书的要求；h）检测实施要求：检测时机、检测前的表面准备要求、检测标记、检测后处理要求等；i）检测结果的评定和质量分级；j）检测记录的要求；k）检测报告的要求；l）编制者（级别）、审核者（级别）和批准人；m）编制日期。,98,2、工艺规程编制的具体要求,2.1、工艺规程版本号按照检测机构质量体系文件规定对工艺规程进行编号，并含有版本号。版本号是为了明示有效性。2.2、适用范围要根据工艺规程涉及的相关因素项目确定。不同的检测方法。相关因素不同；如磁粉检测相关因素：10项a)被检测对象（形状、尺寸、材质等）；b）磁化方法；c）检测用仪器设备；d）磁化电流类型及其参数；e)表面状态；f）磁粉（类型、颜色、供应商）；j）黑光辐照度（使用时）；,99,g）磁粉施加方法；h)最低光照强度；i)非磁性表面反差增强剂（使用时）；2.3、编制依据的标准、法规或其他技术文件NB/T47013-2015承压设备无损检测锅炉安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程压力管道安全技术监察规程本机构的质量管理体系要求等2.4检测人员资格要求资格、数量、职责2.5、检测设备和器材，以及检定、校准或核查的要求及运行核查的项目、周期和性能指标。注重检测设备和器材的适用性和完好状态。,100,2.6、不同检测对象的检测技术和检测工艺选择，以及对操作指导书的要求；2.7、检测实施要求：检测时机、检测前的表面准备要求、检测标记、检测后处理要求等；应根据相关规范要求、确定检测时机；根据检测方法确定表面准备要求；规定检测部位和检测结果标记根据检测对象和相关规范标准的要求确定后处理要求。2.8、检测结果的评定和质量分级；按照相关规范标准评定检测结果和质量分级。如RT的级、；UT的I级、级；MT、PT的I级合格等.2.9检测记录的要求及检测报告的要求；按照各检测方法标准的规定内容,101,102,2.10、编制者（级别）、审核者（级别）和批准人；无损检测工艺规范的编制、审核及批准应符合相关法规或标准的规定。工艺规程采用三级签字:编制级，审核级，批准为技术负责人。2.11、编制日期。,三、操作指导书的编制,1、操作指导书至少应包括以下内容（按NB/T47013.1的要求）：a）操作指导书编号；b）依据的工艺规程及其版本号；c）检测技术要求：执行标准、检测时机、检测比例、合格级别和检测前的表面准备；d）检测对象：承压设备类别，检测对象的名称、编号、规格尺寸、材质和热处理状态、检测部位（包括检测范围）；e）检测设备和器材：名称和规格型号，工作性能检查的项目、时机和性能指标；f）检测工艺参数；g）检测程序；h）检测示意图；i）数据记录的规定；j）编制者（级别）和审核者（级别）k）编制日期。,103,2、操作指导书编制的具体要求（按NB/T47013.1的要求）,2.1、操作指导书编号；（XXXXXX-XXXX）2.2、依据的工艺规程及其版本号；（XXXXXX-XXXX）2.3、检测技术要求：执行标准:NB/T47013.4检测时机:满足规范、标准规定；如焊后、焊后24小时、焊后36小时等。如除非另有规定，焊接接头的检测应在焊接完工后或焊接工序完成后进行。对有延迟裂纹倾向的材料，至少应在焊接完成24h后进行焊接接头的渗透检测。紧固件和锻件的MT、PT一般应安排在最终热处理之后进行。检测比例-XX%或100%合格级别-I级等检测前的表面准备-根据标准要求，按照不同的检测方法进行规定。检测技术等级-ABC,104,2.4、检测对象：承压设备类别，检测对象的名称、编号、规格尺寸、材质和热处理状态、检测部位（包括检测范围）；2.5、检测设备和器材：名称和规格型号，工作性能检查的项目、时机和性能指标；2.6、检测工艺参数；按照标准规定，根据各检测方法的要求进行编制。2.7、检测程序；按照标准规定，根据各检测方法的要求进行编制。,105,2.8、检测示意图；方法的示意图2.9、数据记录的规定；按照标准规定，根据各检测方法的要求进行编制。2.10、编制者（级别）和审核者（级别）操作指导书两级签字:级/责任师(级)2.11、编制日期。,106,3、磁粉检测操作指导书内容（按NB/T47013.4的要求）,应根据工艺规程的内容和被检工件的检测要求编制操作指导书，其内容除满足NB/T47013.1的要求外，至少还应包括：A）检测区域和表面要求；b）检测环境要求；c）检测技术要求：