JB4730-2005讲稿(周志伟)

1JB47302005承压设备无损检测标准修订情况介绍（磁粉检测部分）湖南省特种设备检测中心周志伟前言JB473094压力容器无损检测标准是压力容器安全技术监察规程及有关的产品标准和GB150钢制压力容器等的配套标准，由全国压力容器标准化技术委员会提出，全国压力容器标准化技术委员会制造分会归口，原机械部、化工部、劳动部和中国石油化工总公司联合发布的强制性行业标准。该标准94年1月29日正式发布，94年5月1日实施。1995年2月原劳动部下达1995年第65号文“关于贯彻执行JB473094压力容器无损检测标准的通知”，要求压力容器行业的设计、选材、制造、安装、使用、检验和修理等一律执行JB473094标准。JB473094标准贯彻执行近10年来，对规范压力容器的管理，保障压力容器产品质量，提高压力容器行业设计、选材、制造、使用、检验水平，减少爆炸事故等方面起到了积极的作用。但是在贯彻执行中也发现了不少问题，如有些容规中包括的有色金属材料制压力容器的检测方法在标准中尚没有反映；压力管道的检测内容缺口比较大；与锅炉行业的关系不够明确；射线检测部分尚有一些条款不尽完善，此外在用锅炉、压力容器及压力管道的无损检测内容尚无标准规范可循等等。上述问题有的通过标准修改单和标准宣贯进行了修改和说明，有的则尚未解决。2000年全国质量技术监督总局锅炉局及全国锅容标委决定对JB473094标准进行修订，现将磁粉检测部分的主要修订内容给大家作一个汇报。第一章范围1检测范围JB473094标准（磁粉篇）检测范围仅限于铁磁性材料制成的压力容器及其零件。JB47302005标准将检测范围扩大到锅炉、压力容器及压力管道等承压设备。与承压设备有关的支承件和结构件，如有要求也可参照本标准进行磁粉检测。22标准编制依据在20世纪60年代，国内不少单位对压力容器进行磁粉检测是采用苏联50年代的操作规范，有的是按1964年机械部无损探伤技术条件要求进行检测。到80年代，执行JB74180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）。JB396585钢制压力容器磁粉探伤（参照ASMESE709磁粉检验推荐操作方法）和JB424886压力容器锻件磁粉探伤（参照ASMESE275锻钢件磁粉检验方法）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。JB473094压力容器无损检测是参照ASMESE709和JISG0565、JB396585、JB424886等标准起草的，在压力容器行业普遍使用。JB/T473042005标准是在JB473094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，本着与发达国家接轨的原则，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下列国内外标准（1）ASMESE709（2001版）（等同于ASTME70995）磁粉检测标准；（2）JISG0565钢铁材料的磁粉探伤检验方法及缺陷磁痕的等级分类；（3）ASME第8篇（2001年版）；（4）欧洲标准EN12901998（等同于英国标准）焊缝无损检测焊缝磁粉检测；（5）JB473094压力容器无损检测；（6）本标准中规范性引用文件；（7）行业反馈意见。第二章规范性引用文件由于GB/T16673无损检测引用黑光源（UVA）辐射的测量标准已发布，因此不再用过去GB5097黑光源的间接评定方法。增加了国内最新相关标准，如JB/T60652004无损检测磁粉检测用试片、JB/T60662004无损检测磁粉检测用环形试块、JB/T82901998磁粉探伤机。GB/T国家标准，JB/T机械行业标准，“T”表示推荐性标准。在我国，影响较大的国外无损检测标准主要是美国材料试验学会标准（ASTM）、美国机械工程师标准（ASME）美国军用标准（MIL）、欧洲标准（EN）英国标准（BS）日本工业标准（JIS）国际标准化组织标准（ISO）德国标准（DIN）第三章一般要求31对磁粉检测人员的要求磁粉检测人员应符合本标准第一部分中“通用要求”中的要求，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50（小数记录值为10），测试方法应符合GB11533标准对数视力的规定。并一年检查一次，不得有色盲，这是因为有相当一部分探伤人员未能做到这一点。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，荧光磁粉的磁痕显黄绿色荧光，所以要求从事磁粉检测工作的人员，不能是色盲，由于色弱者具备对简单的颜色辨认能力，因此本标准不再象JB473094那样强调“不得有色弱”。2磁粉检测设备必须符合JB/T8290磁粉探伤机的规定。JB473094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在2004年8月的最终统稿中对磁粉检测设备的提升力作出如下要求，“当电磁轭极间距为200MM时，交流电磁轭至少应有44N的提升力，交叉磁轭至少有118N的提升力（间隙为05MM）。直流电磁轭间距小于100MM时至少有135N提升力，间距大于100MM，小于等于150MM时，至少有225N提升力”。本标准关于提升力的要求与JB473094中的规定出入较大，其中对直流电磁轭的要求是参照ASMESE709（2001版）（见表1）。交叉磁轭的提升力在国内某些标准或文献中为88N，理由是交叉磁轭是由两个交流电磁轭组成，但两个交流电磁轭提升力的合力是矢量和，而不是标量和，为此，2003年8月磁粉标准修改组做了交叉磁轭提升力试验，在间隙为051MM且不考虑行走速度的情况下，要达到A17/50探伤灵敏度交叉磁轭至少应有118N的提升力（注意此处间隙大小和磁轭行走速度对提升力的影响至关重要）。表1磁轭的最小提升力磁轭极两腿间距电流类型50100MM100150MMACDC45N135N225N2005年3月在JB4730标准定稿会上，专家们指出以上对直流电磁轭提升力的要求是参照了ASMESE709（2001版）的B分篇，这只是一个推荐性操作方法，而A分篇（强制性）中对提升力的要求是当使用磁轭最大间距时，每个交流电磁轭至少应有101B（45KGF）的提升力；每个直流或永久磁铁磁轭至少应有401B（181KGF）的提升力。所以标准最终稿对提升力作出如下定义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118N4的提升力（磁极与试件表面间隙为05MN）。ASMESE709（2001版）要求的紫外线波长为330390NM，但目前国内生产的紫外线灯波长范围为320400NM。经协商JB47302005标准中对荧光法检测选用UVA（波长320400NM）的紫外线。JB473094标准中规定“工件退磁后表面磁场强度小于160A/M”这个要求太高了，ASMESE709规定“在退磁后，试片任何一点处的剩磁不超过3G（240AM1）（绝对值）”，GB/T158221995标准也作出同样规定，所以标准最终定为剩磁不超过240A/M（03MT），与ASME规范一致。3磁粉、载液及磁悬液JB473094标准仅规定湿法采用煤油或水作为分散媒介，没有将其它多种低粘度油基载液考虑进来，因此本标准规定采用水或低粘度油基载液作为分散媒介。在一定的温度范围内，油的粘度小，在重力作用下，磁悬液流动性好，探伤灵敏度高，所以国内、外标准都是用运动粘度。国内有关标准对粘度及其计算公式作了如下定义GB401683石油产品术语2115粘度液体流动时内摩擦力的量度。粘度值随温度的升高而降低。2116动力粘度表示液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度，其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速度率之比，在国际单位制（SI）中以帕秒（PAS）表示。习惯用厘帕（CPA）为单位。1厘帕103帕秒1毫帕秒。2117运动粘度表示液体在重力作用下流动时摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，在国际单位制中以米2/秒表示。习惯用厘斯（CST）为单位。1厘斯106米2/秒1毫米2/秒（MM2/S）。GB26588石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法在温度T时，试样的运动粘度VT（MM2/S）按VTCT公式计算。式中C粘度计常数，MM2/S2T试样的平均流动时间，S在温度T时，试样的动力粘度T（MPAS）按TVTT公式计算。式中VT在温度T时，试样的运动粘度，MM2/ST在温度T时，试样的密度，G/CM3。ASMESE709规定，“为了不妨碍磁粉的流动性，油应有低的粘度，在100F（38）温度下，粘度30CST（30MM2/S，3厘斯），在最低可能使用温度，不大于50CST（50MM2/S，5厘斯）；为了减少着火的危险，油应具有最低不低于200F（98）的闪点；无嗅、不为使用者所厌恶；若使用荧光磁粉的显示，油载液应有低的固有荧光性，不应明显干扰荧光磁粉的显示；无活性，亦即不应使悬浮磁粉变质。”5以上内容的大部分为本标准最终稿所采用，此处粘度为运动粘度，GB/T15822亦采用运动粘度方式表示。JB473094标准中粘度控制在500020000PAS（25）为动力粘度单位，概念有不妥之处，本次修订时，根据行内意见，将其改为运度粘度单位。现在，国外标准中对油基载液性能指标的要求不断提高，要求使用低粘度、高闪点、无荧光、无臭味的油基载液。对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。磁悬液法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，所以国内外标准都对磁悬液浓度进行控制（见表2）。磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来确定。在JB396585和JB424886标准中磁悬液浓度采用体积沉淀法来确定。这对循环使用的磁悬液浓度测定较为方便，但在压力容器磁粉检测中，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，配制磁悬液往往要耗费很长时间才能达到标准要求。配制浓度采用G/L单位使配制变得简单方便。本标准配制浓度是在参考了JISG0565和国内压力容器行业多年来使用经验后确定的。沉淀浓度采用ML/100ML单位，使得日常工作中对材料的质量进行控制时利用梨形沉淀管测定磁悬液浓度变得简捷可行。表2磁悬液浓度配制浓度（G/L）沉淀浓度（含固体量ML/100ML）磁粉类型JB47302005JB473094JB/T6061ASMESE709ASTME144401JB47302005JB473094JB/T6061ASMESE709ASTME144401非荧光磁粉1025102010251224122412241224荧光磁粉053131201040105010401044标准试件几何形状复杂的零件磁化时各部位的磁场强度很难用公式进行计算，而且方向也难以估计，因此采用传统的磁化方法显然对某些部位检测不合适，磁场会出现不均匀现象。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，有效检测区以及磁化方法是否正确，具有使用简单、直观、方便等优点。JB473094标准中使用的标准试片（块）为A型试片、C型试片和磁场指示器（八角试块）。A试片只有A15/100、A30/100、A60/100三种试片，适用于平的探伤面，现增加A7/50、A15/50、A30/50三种试片是适用于有曲率的探伤面，它们是由日本无损检测学会颁布的。根据JB/T60652004无损检测磁粉检测用试片（2004617发布，2004111实施）介绍，试片分类有三种方法A按产品类型分A型、B型、C型；B）按热处理状态分经退火处理、未经退火处理；C）按灵敏度分高、中、低。注1按灵敏度等级分类，仅适宜于相同热处理状态的试片；6注2同一类型和灵敏度等级试片，未经退火处理的比经退火处理的灵敏度约高1倍。由于不退火材料制成试片的磁导率低，所以它必须比退火材料制成试片具有更大的有效磁场才能显示同一类型和灵敏度等级试片磁痕。而注2中是从另外一种角度叙述的对同一类型和灵敏度等级试片，未退火材料必须比退火材料施加的外加磁场更大才能显示磁痕，由于外加磁场大，所以它对自然缺陷显示的灵敏度就高。JB/T60652004规定，每件试片上应刻有永久性标准化项目标记试片类型符号和热处理状态符号人工槽深/试片厚度。试片号A、B、C、D；热处理经退火为1或空缺；未经退火为2；人工槽深，试片厚度（略）。另外，C型试片分割线为9条（即10小片试片），而JB/T60651992中分割线为4条（即5小片试片）。A型标准试片是用来检查探伤装置、磁粉、磁悬液的性能以及连续法中试件表面有效磁场的强度及方向、有效检测范围、检测操作是否正确等。由日本无损检测学会304小委员会进行连续法检测时A型标准试片磁痕显示与磁场强度对应关系的试验。其结果表明，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有关，但由于后者与试件的材质、A型试片与探伤面的接触状态以及试件产生的磁极有着较大的影响，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。据有关资料介绍，A型灵敏度试片上的磁痕显示与磁化电流和磁场强度有如下大致的对应关系A15/100显示时，I（1012）DH32003800A/MA30/100显示时，I（68）DH19202560A/MA60/100显示时，I（24）DH6401280A/M因此本标准中（即对锅炉、压力容器及压力管道MT时）应选用A30/100试片，灵敏度要求高时，可选用A15/100。这与后面39磁化规范中规定连续法时，工件表面场线磁场强度应达2448KA/M就一致了。（因为24KA/M2560A/M，A30/100显示）。C型标准试片也是由日本无损检测学会颁布的。C型标准试片用于焊接坡口等狭小部位，即因尺寸关系，使用A型标准试片有困难时，用C型标准试片来代替A型标准试片。C8/50的灵敏度相当于A7/50，C15/50的灵敏度相当于A15/50。JISG0565规定“使用时为使具有人工缺陷面紧贴试件探伤面上，可用适当的双面粘带粘贴，此时粘带厚度应在100M以下”。同样，C型标准试片分C1和C2，C1为退火材料制成，C2为不作热处理的冷轧材料。对C型标准试片施加磁粉时，应采用连续法，试片的原始形状、尺寸、磁特性发生变化时，不得继续使用。M1型多功能试片是铁道科学研究院金化所生产的，它是将三个不同刻槽深度而间隔相等的人工刻槽以同心圆方式做在同一试片上，其三种槽深分别与A1型试片的三种型号相同，这种试片可一片多用，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。7磁场指示器（八角试块）最早是在美国标准中应用，由于它使用方便，在JB396585标准中就开始采用。磁场指示器仅用于了解工件表面的磁场方向和有效磁化范围，而不能作为磁场强度和磁场分布的定量测试，但比标准试片经久耐用，操作简便。八角试块是由八块低碳钢经铜焊拼焊而成，他的人工缺陷为铜焊缝，其宽度在01MM数量级范围，试块总厚37MM左右，由于试块刚性大，不可能与工件表面（曲面）很好贴合，同时其厚度为37MM，这些都使得八角试块无法摸拟出工件表面状况，所以，八角试块显现磁痕与工件表面的磁场强度无严格对应关系，因此，八角试块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。使用磁场指示器时，当磁场指示器上没有形成磁痕或没有在所需方向形成磁痕时，应改变或校正磁化方法。ASMESE709（2001版）规定磁场指示器应放置在被检工作表面上，且使镀铜的一面远离被检表面。该标准磁场指示器图上只标注一面为厚度0250025MM铜皮，而JB47302005标准的送审稿上的磁场指示器图上标注为二面铜皮，标准最终稿修改为一面铜皮，与ASME标准一致。B型标准试块是美国ASMESE709推荐的环形试块，它是用于中心导体法时估判磁化检测技术的全面性能及灵敏度的一种工具，它适用于直流电（DC）和三相全波整流电（FWDC），通电并施加磁粉时，形成的环外沿上的磁痕显示数量将指出所使用的系统的相对灵敏度，如果所述的显示数量不能探测到，则磁粉、磁悬液、磁化方法、磁化设备及其组合都必须进行检查和修正。B型标准试块已被JB/T60662004无损检测磁粉检测用环形试块引用。E型标准试块适用于交流电（AC）和单相半波整流电，也是用于中心导体磁化方法中，它与英国BS标准试件和日本B型试块接近，E型标准试块也被JB/T60662004无损检测磁粉检测用环形试块引用。B型和E型标准试块原都在送审稿的附录A中作了详细介绍，在2005年3月的定稿会上，专家们认为中心导体法在锅炉压力容器行业使用不太多，所以删去了送审稿中附录A“标准试块的类型、图形、尺寸及使用方法”，但在本标准正文353节中强调了中心导体磁化方法标准试块应符合JB/T60662004无损检测磁粉检测用环形试块。由于制作统一的标准缺陷样件极其困难，各单位自行收集、制作的样件又有差异，这会带来质量异议，因此本标准不提倡采用标准缺陷样件。5磁化规范磁粉检测应有适当的磁场强度，为了使磁痕显示的一致性，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。标准中介绍了四种方法来确定磁场强度A用磁化电流表征的磁场强度按392396所给出的公式计算；B利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度；C用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度，连续法为2448KA/M，剩磁法为144KA/M；D用标准试片（块）来确定磁场强度是否合适。8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2448KA/M，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，工件表面的切向磁场强度应达到144KA/M，使工件达到饱和磁化状态。ASMESE709（2001版）中规定“磁场强度计与霍尔效应切向场探头用于测量切向场峰值，探头应放在被测表面上能确定最大场强处。施加磁化力同时，测量的磁场强度大小在3060GS范围内时（2448KA/M），指示的为恰当的磁场强度。”这与本标准中的四种方法之一“用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度，连续法检测时应达到2448KA/M”是一致的。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。通电法和中心导体法A空心件用直接通电法不能检查内表面不连续性，因为内表面磁场强度为零。用中心导体法能检测工件内外表面与电流平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷，外表面检测时应尽量使用直流电或整流电。中心导体法用交流电进行外表面检测时，会在筒形工件内产生涡电流IE，因此工件的磁场是芯棒中的传感电流IT和工件内的涡电流IE产生的磁场的叠加，由于涡电流有趋肤效应，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27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。B使用中心导体法时如果电流不能满足检测要求时可用偏置芯棒法，JB473094标准规定芯棒偏心放置时，芯棒与工件内表面的间距为1015MM，实际操作时此间距很难控制且没有必要，检测时芯棒靠近内壁放置不仅灵敏度高，而且操作方便，因此JB47302005标准将原JB473094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删去，芯棒靠近内壁放置时，导体与内壁接触时应采取绝缘措施。此外，本标准中表3通电法和中心导体法磁化规范同样适应于偏置芯棒法。不同的是通电法和中心导体法磁化电流计算公式中D为工件横截面上最大尺寸，而偏置芯棒法时D为芯棒直径加两倍工件壁厚。C在轴向通电法中，选择直流电（整流电）连续法I（1232）D，这与ASMESE709（2001版）一致，JB473094中为I（1220）D，不适合有特殊要求的工件检验，因此选择的磁化电流范围扩大了，在交流电连续法中，JB473094标准中I（610）D，同样不适用于有特殊要求的工件检验，为此将选择的磁化电流范围扩大，上限扩大到15D，即本标准规定I（815）D。触头法JB473094标准中触头法选择的磁化电流是T20MM时，I（34）倍触头间距，T20MM时，I（45）倍触头间距，在ASME标准中规定T19MM时，9I（3543）倍触头间距，但国内已习惯使用I（3545）倍触头间距，这样的数值便于记忆，同时也在磁化电流的误差范围之中，因此本标准也规定，T19MM时，I（3545）倍触头间距。另外，ASME规定T19MM时，I（3949）倍触头间距，国内已习惯使用I（45）倍触头间距，而且误差不大，本标准采用了后者。磁轭法JB473094标准中磁轭的磁极间距控制在50200MM之间，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JB47302005标准将最小磁极间距扩大到75MM，这一规定与ASME规范一致。交流电磁场具有趋肤效应，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入工件表面较深，有助于发现较深层的缺陷。也正是由于这一点，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，直流电磁轭在大于6MM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，因此这种方法较交流电磁轭为好。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；磁力线的一部份在空气中通过，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JB/T473042005标准将JB473094中列入的平行电缆法删去。应该注意的是无论采用何种方法检测角焊缝，均应使用A型或C型灵敏度试片来检测灵敏度，以确保检测效果。线圈法（A）JB473094标准规定线圈法的有效磁化区在线圈端部05倍线圈直径的范围内。（B）ASTME144494A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05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。（C）美国ASME规范第卷第7章“磁粉检验”中T7742中规定如果线圈磁化范围扩大到超过线圈任一边6IN（150MM）时，其适当的磁场应由T753的磁场指示器来确定。国内有单位对两种不同规格工件（90760；52400）；材质为35CRMO；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C115/50作了一系列试验。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200MM处，C115/50灵敏度试片上人工缺陷均能清晰显示。JB/T473042005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。由于线圈法的参量多，假设条件也多，造成计算结果的误差也较大。因此，对超过150MM以外区域的磁场强度应采用标准试片确定。10（E）线圈法在原送审稿中采用的是ASMESE709（2001版）的内容，现有四点要说明。A）ASTME144401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Y10使用公式。而ASMEDLNI/450SE709（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（工件的直径小于10的线圈内径），即Y100。本标准的2004年8月送审稿中采用了后者。在2005年3月标准定稿会上，根据国内不少单位的一致要求，希望低、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，所以在本标准最终稿中，对低充填因数线圈纵向磁化的条件采用了ASTME144401的规定，即Y10，这样就对所有不同直径工件和线圈所采用的低、中、高充填因数磁化条件进行了复盖。B）中充填因数线圈的磁化电流值，在ASMESE709中列出是8/210YNIINLH国内专家们有二种意见，一是中充填因数线圈的情况暂时不列入标准中，等全国压力容器标准化委员会与美国ASME总部联系后的结果再决定（中充填因数线圈公式不使用不妨碍产品出厂），第二种意见是把公式列入标准中，直接使用，因为国外标准都采用了中充填因数线圈公式，本标准采纳第二种意见。C）JB473094标准没有空心工件有效直径参数的要求，该规定与95版ASME的规定相一致。在2001版ASME中增加了空心工件有效直径参数要求，本标准按2001版ASME的要求，增加了空心工件有效直径的规定。在低、高充填因数线圈应用公式中的L/D，当计算空心工件时，工件直径应由有效直径DEFF代替。对圆筒形工件2120IEFDD0圆筒外直径DI圆筒内直径对非圆筒形工件21/2HTEFAAT零件总的横截面积AH零件中空腔横截面积以上两个公式摘自ASMESE709。EFDD）周向磁化时，磁化电流的大小是按工件直径或横截面上最大尺寸D来计算的。而在进行线圈法纵向磁化时，磁化电流是按工件的长径比L/D来选择，这是线圈法纵向磁化的一个特点。其原因在于铁磁性材料磁化时，由于材料中磁极所产生的磁场称为退磁场，11它对外磁场有削弱作用，用符号H表示。HN（式中H退磁场；J磁极0J化强度；0真空磁导率；N退磁因子）。磁极化强度J是与工件截面的单位面积上的磁极强度有关的物理量，退磁因子N是与工件的L/D值有关的系数。L/D值大，工件磁极外部的磁力线通过空气的路程长，磁阻大，工件形成的退磁场H就小。反之，L/D值小，工件磁极外部的磁力线通过空气的路程短，磁阻小，磁力线易闭合，工件形成的退磁场H值就大。在进行纵向磁化时，L/D值对工件的磁化效果影响极大。因此，在制定线圈法纵向磁化规范时，必须根据工件L/D值的大小来选择克服了退磁场H影响之后的有效磁场，使之达到规定的数值，以确保检测灵敏度。JB473094标准所给经验公式是考虑到上述因素而制定的。由于在L/D15时，退磁因子N已很小（L/D10时，N0215），对工件磁化场影响较小，L/D数值再增大，N更小，影响更弱（L/D20时，N00775）。而当L/D3时，退磁场影响很大，工件磁化需要很大的外加磁场强度，才足以克服退磁场的影响，对工件进行有效地磁化。因此JB473094标准中规定，线圈法的计算公式不适于（L/D）3的工件，此时若要使用线圈法，可采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（L/D）10的工件，公式中（L/D）取10，这样既能保证磁化效果，又便于计算。前已述及，JB473094标准对低充填因数线圈纵向磁化条件是参照ASMESE709（2001版）规定为Y100，而本标准规定的Y10是参照ASTME144401，为了保证引用内容的一致性，参照ASTME144401，本标准中规定线圈法的计算公式不适应于L/D2的工件，当（L/D）15时取（L/D）为15。E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，因此这部分内容就不列入。质量控制质量控制内容是参照ASMESE709和JISG0565的要求而制订的，国内有些单位在这方面做得不够，因此在标准中专门列一节强调这个问题。表3为ASMESE709中建议的设备保养和校验时间间隔。项目两次标定间的最长时间A、可见光强度1周B、黑光强度1周照明C、本底可见光强度1周A、湿磁粉浓度8小时或每次换班时系统性能B、湿磁粉污染情况1周12C、断水试验1天A、安培表精度6个月B、定时器控制6个月C、快速断路6个月D、自重校验6个月设备校定/校核E、光度计校验6个月安全防护安全防护是参照ASMESE709和国内无损检测安全防护的实际情况而制订的。被检工件表面准备被检工件表面，特别是焊缝表面少量凹凸一般可不打磨，涂层厚度不超过005MM时，可以带涂层进行磁粉检测，但工件和电极接触部分必须清除干净。ASMESE709（2001版）规定“薄的非导电涂层（数量级约为002005MM）一般可能不会干扰显示的形成，检测区及附近非导电涂层或复盖层大于005MM时，必须验证证明对最厚涂层处亦能探测出不连续性”国内有资料介绍，当涂层厚度为05MM时，亦能发现A30/100灵敏度试片上的人工缺陷显示。本标准送审稿中原有“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”，为保守起见在标准的最终稿中将此段话删去。被检工件表面如需打磨，根据实际情况，标准工作组成员建议表面粗糙度由原JB473094标准中RA125M放宽到RA25M，本标准采用了。为了增加对比度，提高磁粉检测灵敏度，允许使用反差增强剂。检测时机常用的低合金高强钢属于易淬火钢一类。在焊接过程中，若因措施不当使得焊缝中存在淬硬组织，或未严格按工艺要求进行焊接使焊缝金属中有较高的氢含量，或有较大的焊接残余应力，则焊缝容易产生冷裂纹。其中延迟裂纹是一种常见形式。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材料的焊缝检测变得毫无意义。因此JB473094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小时进行。应注意的是，焊后24小时是容规的最低要求，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GB12337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36小时进行。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（主要指的是磁粉检测）。13第四章检测方法1磁粉检测方法磁粉检测方法分很多种，详见表4，过去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JB396585钢制压力容器磁粉探伤、JB424886压力容器锻件探伤、JB473094压力容器无损检测，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ZBJ0400687钢铁材料的磁粉探伤方法、HB/Z7283航空零件磁粉探伤说明书、国家军用标准GJB202894磁粉检验。在GB/T158221995磁粉探伤方法的主题内容与适用范围中笼统地提到“磁粉探伤的一般方法和交叉磁轭探伤方法”。在征求意见时，少数单位提出要增加连续法、剩磁法。也有的要求增加周向磁化、纵向磁化、复合磁化法。为了平衡这些意见，标准工作组把这些磁粉检测方法分类列入标准中（该分类方法是参照日本JISG0565标准，并考虑到承压设备的特点制定的）。表4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2剩磁法在锅炉、压力容器及压力管道行业中较少使用剩磁法，为了保证检测灵敏度，参照ASME和国内使用剩磁法的经验，当采用剩磁法进行磁粉检测的工件其剩磁应在08T以上，剩磁法的通电时间与JISG5065是一致的。3交叉磁轭式旋转磁场方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（见图），以其几何中心点0来说明旋转磁场的形成过程。设两相正弦交变磁场分别为HAHMSINTHBHMSINT/2式中HAA相磁场强度,14HBB相磁场强度,HM磁场强度幅值,T相为角,两相磁场的相位差。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HHHMSINT/22HMCOST/221/2HM（）由此可见,合成磁场HH在任何瞬间其幅值始终等于HM。为了了解旋转磁场的形成过程，可以利用（）式计算不同瞬时的HH。然后依据这些数据可以描绘出旋转的合成磁场矢量图。右图是在O点根据这些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/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。（1）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，在磁极所在平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的探伤，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。（2）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13秒，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短了，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。本标准推荐探伤仪行走速度不应大于4M/MIN。（3）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15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范围内在不断的改变。所以，无论在什么时候断电，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。（4）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入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。当然也就会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。由于间隙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，由于其结构特点，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接触是否良好，当接触不良时应停止使用，以避免产生漏检。本标准规定最大间隙不应超过15MM。（5）在交叉磁轭外侧可否进行磁粉检测可以的。外侧的旋转磁场尽管较弱，而且距磁轭越远磁场越弱，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。如右图所示，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上，而试片贴在角焊缝另一侧的腹板上。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）都能达到检测灵敏度的要求。（6）采用交叉磁轭式旋转磁场磁粉探伤仪进行检测时，喷洒磁悬液的注意事项用采用磁轭法探伤时，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，如果配合不好，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，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。16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，否则检测就容易造成漏检。尤其是有埋藏深度的较小缺陷，漏检机率会更高。（7）当采用交叉磁轭进行检测时，试验系统灵敏度的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。第五章磁痕显示的分类和记录1磁痕显示的分类参照ASMESE709，把磁痕显示分为相关相示、非相关显示、伪显示；本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相关显示磁粉检测时由于缺陷（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，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不计尺寸缺陷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（1）能检测出的最小缺陷；（2）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001MM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025MM。通常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05MM左右的结论。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05MM，小于05MM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05MM。同时，由于缺陷磁痕较之实际缺陷尺寸上有一个放大。即05MM的磁痕显示所代表的缺陷长度要小于05MM。故本标准规定长度小于05MM的磁痕不计。3相邻缺陷迭加在实际表面检测过程中，大量数据表明，间距小于等于2MM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联的。对这种显示若不考虑其间距，则有可能作为合格来处理，从而导致危险缺陷遗漏。因此在进行此类缺陷显示评判时，应认17真考虑缺陷可能掩盖的真实情况。国外各类标准均有对缺陷间距作出相关规定。如ASME标准规定间距不大于1/16IN（约16MM），JIS标准规定间距不大于2MM。所以JB4730标准规定，两条或两条以上缺陷合并计算的间距尺寸为不大于2MM。由于两条或两条以上缺陷显示完全在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则各2MM范围内且两缺陷之间夹角不超过30时，均可认为在同一直线上。大量工程实际数据亦表明，若两条缺陷或两条以上缺陷落在一直线两则各2MM的范围内且相距不超过2MM，极有可能是一条缺陷的多处独立显示。即使是独立缺陷，由于相互靠的很近，在受到应力作用时，其相互作用和影响也很大，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。参照JISG0565中的要求，本标准规定两条或两条以上磁痕在同一直线上且间距2MM时，按一条磁痕处理，其长度为两条磁痕之和加间距。4可见光照度参照ASMESE709，规定了非荧光