磁粉探伤中磁痕显示的分类判定及处理

1、磁粉探伤中磁痕显示的分类判定及处理1 背景简述1.1 磁粉探伤的理论背景 磁粉探伤作为在机车领域运用广泛的一项无损检测手段， 其 工作原理是利用在电磁场的作用下磁粉在某些存在磁力线泄漏 的区域 （即漏磁场） 上聚集形成的磁痕来显示铁磁性材料工件上 表面和近表面的不连续性和缺陷。 磁粉检测时磁粉聚集形成的图 像就称为磁痕， 磁痕的宽度为不连续性和缺陷宽度的数倍， 即磁 痕对缺陷的宽度有一定的放大作用， 所以说此份检测具有很高的 检测灵敏度。1.2 磁痕显示与裂纹的关系在实际工作中进行磁粉探伤， 通常的做法是利用人工形成的 磁场（永久磁铁磁场或电磁场等） 磁化被检的铁磁性材料工件后， 在工件表面撒

2、上磁粉， 倘若出现磁痕， 便进行分析判断其是否属 于工件缺陷，进而做后续处理。磁粉探伤的判伤关键就在于分辨磁痕的成因。 首先需要明确 的是形成磁痕的原因：是工件表面存在漏磁场，见图1。产生漏磁场的原因很多，故在多种情况下均可形成磁痕显 示，因此规定： 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。对被检工件而言，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。 因此，在相同的客 观因素下（如探伤机的灵敏程度高低、磁粉的性能），判定工件 是否能够满足使

3、用的可靠性主要依赖磁粉检测人员是否具有丰 富的实践经验，并能结合工件的材料、形状和加工工艺，熟练掌 握各种磁痕显示的特征、产生原因及鉴别方法。其中，探伤工的 实践经验可通过长期练习来积累， 而对磁痕显示的分析有一定的 规律可循， 在此，仅以南运段修程修制规定中的磁粉探伤范围为 例提出看法。2 机车部件常见相关显示、 非相关显示及伪显示 （以南运段 修成范围为例）2.1 南运段磁粉探伤概况 南运段的机车检修主要开展状态修（相当于小辅修），磁粉 探伤的检测范围主要为： 车钩解体后的钩舌、 钩锁、推铁、圆销、 扁销、支撑螺栓，传动轴及螺栓，十字头及螺栓，冷却风扇。在设备的选择上，选用的是马蹄型磁轭探

4、伤机，见图2。它是利用磁轭对铁磁性伤工件进行交流磁化的磁粉探伤仪， 属于便 携式探伤机， 其优点在于工作时便携易操作， 磁轭的开度在 80mm 至100mm间，可满足上述检测范围规定被检工件的探伤要求。2.2 机车部件常见相关显示的磁痕特征及处理2.2.1 机车部件常见相关显示及判别 相关显示是有缺陷形成的磁痕， 在实际运用中， 机车部件长 期处在高频交变应力作用下， 主要出现的是疲劳裂纹。 以车钩为 例分析。车钩是机车运行中的重要部件， 车钩各部相互作用承担着连 接机车与车辆的重任。在南运段 8 月至 11 月间的磁粉探伤中， 检测出损坏的部件有 15 件，其中 9 件为车钩钩锁存在疲劳裂纹

5、。 钩锁与钩舌相接触， 在机车运行中、 停车或启动瞬间钩锁和车钩 都受到很大的交变应力作用，其钩锁的厚度相对钩舌来说较小， 在相同的力作用下形变更大，更易损伤；钩锁内部微小气孔、杂 质等就形成了疲劳源，在长期的作用下， 就形成了疲劳裂纹。2.2.2 机车部件相关显示的处理方法对细小裂纹。在段修工艺规定长度内的裂纹，可用锯片、 锂刀或手砂轮打磨，若打磨深度不超过1mm裂纹即消除，则该工 件可继续使用；若超过1mm旦打磨深度又在工艺规定范围内时， 可在打磨处堆焊填平。 若打磨至规定限度裂纹仍未消失的， 直接 报废该工件。出现段修工艺中规定的各种禁止焊修的裂纹时， 直接报废该工件。2.3 机车部件常

6、见的伪显示与非相关显示判别及处理2.3.1 机车部件常见伪显示及判别、处理方法工件表面粗糙。 车钩有在扁销、 钩锁等上做堆焊以减小钩 舌与钩腕内侧距或钩锁与钩舌的侧面间隙的处理工艺， 所以这些 工件表面会有焊波、焊缝，造成工件表面粗糙，故滞留磁粉形成 伪显示。 这种伪显示的磁痕特征是磁粉堆积松散， 磁痕轮廓不清 晰。检验手段是轻吹磁粉， 若可轻松吹走磁粉， 可断定为伪显示。 工件表面有油污或不清洁。 这种现象在车钩和十字头及其螺栓 刚刚拆卸下来时普遍存在， 若在探伤前没能及时清理干净， 探伤 时油污易黏附磁粉形成磁痕显示。 它的磁痕特征同样是磁粉堆积 松散，磁痕轮廓不清晰。 检验手段是将工件彻

7、底清洁干净后复探， 磁痕消失即可断定为伪显示。当工件表面存在氧化皮、油漆时， 也会形成上述情况的伪显示。2.3.2 机车部件常见非相关显示及判别、处理方法磁极附近。 使用磁轭式设备进行探伤时最易形成这种类型 的非相关显示。 在磁轭与工件连接之处， 磁力线离开工件表面和 进入工件表面都会溢出， 形成漏磁场， 磁极附近的工件表面就会 产生磁痕。 这种情况下的磁痕磁粉多而松散， 且容易形成过度背 景，掩盖相关显示，需要仔细区分。在此处磁痕以马蹄型磁粉探 伤机中心为轴转动 90 度，边转动边撒磁粉探伤，此处仍有磁痕 者即是相关显示，无则非相关显示。工件截面突变（车钩探伤 常见）。车钩为铸造件， 形状复杂， 常见截面突变， 如钩锁正面、 钩舌侧面等高低面分布较多的工件表面，高截面向低截面突变 时，由于截面缩小， 就形成了磁力线泄漏， 形成漏磁场吸附磁粉。 这种情况的磁痕松散， 有一定的宽度。 由于这类磁痕是有规律地 出现在同类工件的同一部位，分析工件的几何形状即可作判断。3 结束语。 磁粉探伤中对磁痕的分辨非常重要， 要充分考虑 工件材质和制作工艺、 设备工作性能等客观因素，