磁粉檢測課程設計要點

1、1、2、3、3333334、5、6、7、8、摘要2磁粉探傷的原理和特點 3主要磁化方法4.1磁軛法和交叉磁軛法.2觸頭法.3軸向通電法或中心導體法和線圈法.4復合磁化法.5平行電纜法.6直流磁化法和交流磁化法磁粉探傷的工藝7柄管磁粉檢測工藝卡 8磁粉探傷工藝編制說明 9磁粉檢測報告13參考文獻14i1、摘要磁粉探傷是通過對鐵磁材料進行磁化所產生的漏磁場，來發(fā)現其表面或近表 面缺陷的無損檢測方法。本文主要介紹了磁粉探傷的原理， 磁粉探傷的方法，磁 粉探傷的工藝，磁粉探傷在焊接件中的應用。隨著我國國民經濟的發(fā)展，我國壓力容器的數量將日益增多。由此可見，在用壓力容器的安全運行是一項十分重要 的安全工

2、作，因此,加強在用壓力容器無損檢測就顯得尤為重要。 工業(yè)現代化進程 日新月異，高溫、高壓、高速度和高負荷，無疑已成為現由于壓力容器的使用條件 惡劣,原材料中存在的缺陷、制造過程中遺留的缺陷或使用中產生的新生缺陷，均會導致其安全可靠性大幅下降，甚至產生災難性的后果。已有的統(tǒng)計數據表明， 在原材料中存在的與制造過程中產生的缺陷有 70 %以上是表面缺陷,而在使用中 產生的缺陷有90 %以上是表面缺陷或由表面缺陷導致的缺陷1 。斷裂力學分 析表明，表面和近表面缺陷的當量尺寸比埋藏缺陷大一倍，故其對壓力容器安全性的影響至關重要。磁粉檢測對表面缺陷有很高的檢測靈敏度、 準確性和可靠性， 是最常用、最直觀

3、、最經濟方便的常規(guī)無損檢測方法之一。這使得壓力容器的磁 粉檢測具有十分重要的作用。關鍵詞無損檢測磁粉探傷缺陷檢驗142、磁粉探傷的原理和特點磁粉探傷是通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或 近表面處缺陷的一種無損檢測方法。磁粉探傷的基本原理：將待測物體置于強磁場中或通以大電流使之磁化， 若 物體表面或表面附近有缺陷（裂紋、折疊、夾雜物等）存在，由于它們是非鐵磁 性的，對磁力線通過的阻力很大，磁力線在這些缺陷附近會產生漏磁。 當將導磁 性良好的磁粉（通常為磁性氧化鐵粉）施加在物體上時，缺陷附近的漏磁場就會 吸住磁粉，堆集形成可見的磁粉跡痕，從而把缺陷顯示出來，如圖1所示。圖1磁粉

4、探傷原理示意圖（a）表面缺陷（b）近表面缺陷磁粉探傷的用途：在工業(yè)中，磁粉探傷可用來作最后的成品檢驗， 以保證工 件在經過各道加工工序（如焊接、金屬熱處理、磨削）后，在表面上不產生有害 的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、鋼坯、鍛件、鑄件等的檢驗，以發(fā) 現原來就存在的表面缺陷。鐵道、航空等運輸部門、冶煉、化工、動力和各種機 械制造廠等，在設備定期檢修時對重要的鋼制零部件也常采用磁粉探傷，以發(fā)現使用中所產生的疲勞裂紋等缺陷，防止設備在繼續(xù)使用中發(fā)生災害性事故。磁粉探傷的特點：磁粉探傷對鋼鐵材料或工件表面裂紋等缺陷的檢驗非常有 效;設備和操作均較簡單；檢驗速度快，便于在現場對大型設備和工件進行

5、探傷； 檢驗費用也較低。但它僅適用于鐵磁性材料；僅能顯出缺陷的長度和形狀，而難 以確定其深度；對剩磁有影響的一些工件，經磁粉探傷后還需要退磁和清洗。3、主要磁化方法3. 1磁軛法和交叉磁軛法在壓力容器制造和在用檢驗中，以焊縫檢測為主，一般采用便攜式磁軛探傷 儀,其結構簡單、重量輕、使用方便，在壓力容器行業(yè)得到最廣泛的應用，甚至有“磁軛打天下”的說法。磁軛法采用單關節(jié)和多關節(jié)磁軛縱向磁化工件,適用于大型工件的局部檢測，如對接焊縫、角焊縫、筒體鋼板母材及坡口等的檢測。其 特點是設備簡單、操作方便，但由于須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨立檢 測,故效率低,且易造成漏檢。交叉磁軛法采用旋轉磁場磁化工

6、件，適用于對接焊縫、母材、坡口及大口徑筒體封頭等局部檢測。JB 4730標準規(guī)定條件允許時可使用該方法。由于采用交叉磁軛能獲得旋轉磁場，靈敏可靠且探傷效率高，故在低 碳鋼和低合金鋼焊縫的制造和在用檢驗中得到了廣泛應用。采用旋轉磁場磁化工 件常用完全連續(xù)磁化法。其磁軛的行走速率一般應為23m/ min ;磁極端面與工件表面的間隙越小越好，一般三1.5mm;檢驗部位的方向一般限于向下和斜向下； 磁懸液噴灑應使磁粉有足夠時間聚集 ，并避免沖刷已形成的磁痕；觀察磁痕應及 時進行3 。JB 4730標準規(guī)定磁軛法的磁化規(guī)范可根據靈敏度試片或提升力來確定。對于磁軛,當電磁軛極間距為200mr時,交流電磁軛

7、至少應有44N的提升 力，直流電磁軛至少應有177N的提升力，其磁極間距應控制在50200mm，但其 有效磁化區(qū)域規(guī)定為兩極連線兩側土 50mm區(qū)域,兩次檢測時應重疊15mm對于 交叉磁軛,其提升力要求三88N。3. 2觸頭法觸頭法作為周向磁化方法，也適用于大型工件的局部檢測，包括坡口、焊縫 層間、電弧氣刨面、鑄鍛件材料及無法在固定式設備上進行探傷的大型結構和工 件等的檢測。觸頭法通常使用便攜式或移動式探傷設備，其特點是電極間距及磁化規(guī)范可調，但也須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨立檢測 ，效率不高，且易 造成漏檢。由于存在電流的導入，可能產生過熱、起弧或燒傷工件，對于熱處理后 的焊縫及有淬硬

8、傾向材料制造的壓力容器等需限制使用。當觸頭法用于坡口和焊縫層間檢測時，應在操作時注意保持觸頭與工件表面的良好接觸后再通電磁化，并在關閉電源后再拿開觸頭，以免燒傷工件。有些材料或特殊用途的容器禁止使 用銅觸頭。觸頭法磁軛的磁化規(guī)范可根據靈敏度試片來確定。其磁極間距應控制在75 200mm磁化電流的選取應保證在一定范圍內靈敏度達到要求 ，工件厚度 20mm 時為34倍間距的范圍,工件厚度20mr時為45倍間距的范圍。3. 3軸向通電法或中心導體法和線圈法對于制造螺栓螺母的棒材、抽樣檢驗鋼棒和鋼管原材料缺陷狀況的塔形試驗 件、無縫鋼管和螺栓等軸類零件、法蘭、凸圓及圓筒等，常用固定式或移動式設備進行軸

9、向通電法或中心導體法周向磁化和線圈法縱向磁化進行檢測。對現場的管狀工件，也常用電焊機電纜纏繞工件的繞電纜法或線圈法進行縱向磁化，用直接通電法或中心導體法進行周向磁化。軸向通電法或中心導體法和線圈法的磁化 規(guī)范,可由JB 4730標準規(guī)定的經驗公式計算確定。3. 4復合磁化法復合磁化為同時在被檢工件上施加兩個或兩個以上方向的磁場，其中一個必然是交流磁場，合成磁場的方向在被檢區(qū)域內隨著時間變化 ，一次磁化就能檢出 各種取向的缺陷。其主要優(yōu)點是靈敏可靠，檢測效率高。在管板焊縫的檢測中應 用效率高。手提式復合磁化磁粉探傷儀于集箱管子接頭角焊縫等的檢測，提高了可靠性,效率更是提高10倍以上3. 5平行電

10、纜法平行電纜法可用于較長尺寸的角焊縫等的檢測，其優(yōu)點是可用交流弧焊機替 代專門的磁粉檢測電源進行檢測。但其磁化規(guī)范不能準確控制 ，只能采用靈敏度 試片來確定。3. 6直流磁化法和交流磁化法由于集膚效應、焊縫表面磁場強度和分布規(guī)律、磁粉的振動有利于其遷移以 及退磁等原因，交流磁化和整流磁化對表面缺陷的檢測效果通常優(yōu)于直流和永久 磁鐵（磁軛）磁化,其應用范圍更廣泛。如充電式電瓶的直流磁軛探傷儀 ,雖然提 升力指標遠大于188N，但針對表面缺陷的檢測，其效果仍遠差于交流磁軛探傷 儀。4、磁粉探傷的工藝根據被探件的材料、形狀、尺寸及需檢查缺陷的性質、部位、方向和形狀等 的不同，所采用的磁粉探傷方法也不

11、盡相同，但其探傷步驟大體如下：1、探傷前的準備 校驗探傷設備的靈敏度，除去被探傷件表面的油污、鐵銹、 氧化皮等。2、磁化（1） 確定探傷方法 對高碳鋼或經熱處理（淬火、回火、滲碳、滲氮）的結構 鋼零件用剩磁法探傷；對低碳鋼、軟鋼用連續(xù)法。（2）確定磁化方法。（3）確定磁化電流種類 一般直流電結合干磁粉、交流電結合濕磁粉效果較好。（4）確定磁化方向 應盡可能使磁場方向與缺陷分布方向垂直。（5）確定磁化電流 磁化電流的選擇是影響磁粉檢驗靈敏度的關鍵因素。磁化 電流的大小一般是根據磁化方式再由相應的標準或技術文件中給出。（6）確定磁化的通電時間 采用連續(xù)法時，應在施加磁粉工作結束后在切斷磁化電流。一

12、般是在磁懸液停止流動后必須再通幾次電，每次時間為0.52s。采用剩磁法時，通電時間一般為 0.21s。3、噴灑磁粉或磁懸液 采用干法檢驗時，應使干磁粉噴成霧狀；濕法檢驗時， 磁懸液需經過充分的攪拌，然后進行噴灑。4、對磁痕進行觀察及評定 用于非熒光法檢驗的白色光強度應保證試件表面有 足夠的亮度。若發(fā)現有裂紋、成排氣孔或超標的線形或圓形顯示，均判定為不合 格。5、退磁 當工件進行兩個以上方向的磁化后，若后道工序不能克服前道工序剩 磁影響時，應進行退磁處理。&清洗、干燥、防銹7、結果記錄5、柄管磁粉檢測工藝卡號 牌 件 工法 磁 剩 法 熒 法 濕沒 浸圖 草 -> 臨粉濃液懸磁度g

13、g O3 50燈 光 黑驗級主要步驟電 使 流 使曲 后 O 7 M0, ，磁 固 次 h 次 退 并 m 間 m , 棒 動 中 動 磁 銅 晃 倆 晃 退 緊 回 發(fā) 回 行 。r來 川 來 進 質 中 放 中 圈 濘匕披 吋 披 線 T懸 懸 的 污懈 磁EX磁 機 軸佈 光 把 光 傷 y昭熒 法熒 探 銹溝 在 痕擱 在 痕粉 鐵m地。磁燃 地。磁磁 。 的和®粉錄輙®粉錄制。件 上彳:#磁記采:#磁記O03T工 件仆的比, 仆的比亡盟凈 工化 將夠察化 將夠察干 除磁55,足觀磁 ，足觀DC于洗 去向37液附下向心液附下c小清 ，周38懸吸燈縱5.懸吸燈用磁，

14、理次初磁場光次3磁場光，剩理 處一加磁黑二為加磁黑磁求處 預第流施漏在第12施漏在退要后 、 、 、 、 、 、 1 2 3 45 6 78 9工件草圖期 日 驗 檢鵬 黎6、磁粉探傷工藝編制說明儀器設 備及環(huán) 境磁粉探傷設備必須符合 GB3721的規(guī)定，在室溫20正負5 攝氏度，相對濕度不大于80%的條件下各回路絕緣強度在規(guī)定的 50HZ正負交變試驗電壓作用下，歷時一分鐘無擊穿或閃爍現象。 整機對地絕緣電阻不小于1兆歐。周向磁化電流及縱向磁化安匝 數應連續(xù)或斷續(xù)可調，并有指示表指示，采用剩磁法是交流探傷 應配斷點相位控制器，退磁裝置應能保證工件退磁后表面磁場強 度小于0.3mT。CEW 20

15、00 磁 粉探傷機磁粉檢 測方法 按施加 磁粉時 間分類連 續(xù) 法連續(xù)法是在外加磁場作用的同時對工件施加磁粉或是 磁懸液，也稱外加磁化法，適用于任何鐵磁性材料。比剩 磁法靈敏度高，但是效率低，有時會產生一些干擾缺陷磁 痕，評定時雜亂顯示。本次采 用采用 剩磁法 做一次 周向磁 化和縱 向磁化 進行檢 測剩 磁 法剩磁法疋利用工件中的剩磁進仃檢驗的方法。 般來 說經淬火、調質滲碳、滲氮的高碳鋼，合金鋼都滿足剩磁 法的要求，剩磁法效率高、干擾小。磁粉檢 測方法 按顯示 材料分 類熒 光 法以熒光磁粉做顯示材料，它的檢測靈敏度高，適用于 精密零件的檢測要求較高的工件通常要在暗室中紫光燈照 射下進行。

16、本次采 用熒光 法非熒光法以普通磁粉做顯示材料，在自然光下進行檢測，普通磁 粉種類很多、適用廣泛。磁化方 法的選 擇周 向 磁 化是在工件中建立一個沿圓周方向的磁場，主要用于發(fā) 現縱向和接近縱向的缺陷，常用方法包括直接通電法，中 心導體法，穿電纜法和支桿法。先用穿 棒法周 向磁化 再用線 圈法縱 向磁化縱 向 磁 化使工件得到一個與其軸線平行方向的磁場，用于發(fā)現與其軸線垂直的橫向和接近橫向的缺陷。常用的縱向磁化 方法有線圈法，磁軛法和感應電流法。復合 磁 化一般認為缺陷和磁化方向夾角應大于 45度。由此可 見，采用方向的一次磁化不能把所有的方向檢測出，要對 工件施加兩個或兩個以上不同方向的磁場

17、。磁周向磁化規(guī)范得以 H 所 J ? m33 7- 對 D 松 徑 封 直 大 0 最55 詠 件88 乂二 零= DoD5X T=25=2 473僉 1=25 皿公采 B由 、H為 1 J擇»流 準選D件電 標流5)零化 據電-4本磁 根時5-對向 化Q 周 磁匸 到向75 周=化D當強 力場 00磁 22的 一心 30中 44圈 心線 BJn比 徑 長場 化 磁流 電 化 磁縱向磁化規(guī).5A4規(guī)范2VD一向.5A 縱=.范度長mm22 mm化5m3 段ddmL2 兩 也VmL2=H 徑>m/ 直 需 圍77八為 大 長 范 5 5 V fc 鋁 T、丫 =N> W。仆

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19、選 評擇合準型敏小種工驗 和選綜標A靈較特檢實30試1-00片A/1磁痕分析磁痕分為3類：由缺陷漏磁場產生的磁痕為相關磁痕； 由非漏磁場產生的磁 痕為非相關磁痕；由其它原因產生的磁痕為假磁痕。磁痕分析首先要分出非相關磁痕和假磁痕，然后根據缺陷磁痕的特征辨別缺 陷的種類。假磁痕產生的原因：1. 工件表面粗糙，會在凹陷處滯留磁粉。2. 工件表面氧化皮、銹蝕和油漆斑點、剝落邊緣處容易滯留磁粉。3. 工件表面存在油脂、等贓物，都會粘附磁粉。4. 磁懸液濃度太大、施加磁懸液方式不當，都可能造成假磁痕。假磁痕的堆積比較松散，在分散劑中漂洗可以洗去磁痕，如果是工件表面狀 態(tài)引起的假磁痕，可在工件表面上找到原

20、因，其它原因引起的假磁痕，當擦去磁 痕后，對其進行校驗時，原來假磁痕一般不會出來。非相關磁痕由漏磁場產生，但它不是有害缺陷的漏磁場，其產生原因主要有 以下幾個方面：1. 工件截面突變會改變工件內部磁力線的分布，在工件上孔洞、鍵槽、齒條等 部位由于截面縮小，形成漏磁場。2. 工件磁導率不均勻會產生漏磁場，它將產生寬松、淺淡和模糊的磁痕。一般 在下列位置常產生：冷作加工后未經熱處理的材料，在變形量大的冷作硬化 區(qū)邊緣；局部淬火工件的不同熱處理狀態(tài)的交界處；兩種鋼材焊接交界處； 被檢材料有組織差異的部位；焊條金屬與母材有磁性差異的焊縫；工件中有 殘余應力存在的部位。3. 磁寫已經磁化的工件如與鐵磁性

21、材料接觸、碰撞的部位就會有磁力線溢出表面， 形成漏磁場，所形成磁痕叫磁寫，這種磁痕一般松散、模糊、線條不清晰。4. 磁化電流過大這些磁痕的共同特點是：磁痕模糊松散，痕跡不分明。結合工件形狀就能找 出原因并加以判斷。相關磁痕在磁粉檢測中常見的相關磁痕重要有：裂紋、發(fā)紋、折迭、白點、夾雜和疏松。在實際中根據工藝和磁痕的特征來確定缺陷的性質。1 .裂紋裂紋危害很大，根據成因不同可分為：鍛造裂紋、焊接裂紋、磨削裂紋、應 力裂紋和疲勞裂紋等。裂紋的磁痕一般磁粉堆積濃密， 沿著裂紋走向，磁痕中部 稍粗，端部尖細。鍛造裂紋一般比較嚴重，有尖銳的根部或邊緣，磁痕濃密清晰，呈折線狀或 彎曲線狀，嚴重的摸去磁痕后

22、可以看到裂紋。鍛造裂紋一般出現在截面突變處，應力集中部位。鍛造裂紋一般有一定的密度和 深度，一般趨于直線狀或略有彎曲，尾部尖銳。磁痕濃密清晰，寬度較大，嚴重 的裂紋直接可用肉眼觀察到，細小的裂紋的磁痕有時會呈斷續(xù)狀。焊接裂紋根據形成機理可分為熱裂紋和冷裂紋。焊縫裂紋產生在焊縫和母材 的熱影響區(qū)。有縱向裂紋、橫向裂紋、還有星形的火口裂紋。兩頭尖細多有彎曲。 磁痕一般濃密清晰可見，有直線狀、彎曲狀和放射狀。磨削裂紋是對高硬度工件表面磨削產生的裂紋。磨削裂紋一般都尺寸較小， 一般出現在磨削面上。往往不是單個存在，呈網狀、放射狀。以垂直與磨削方向 的居多。磨削裂紋大都淺而細，磁痕堆積集中，輪廓較清晰。

23、疲勞裂紋是工件在交變應力長期作用下形成的。疲勞裂紋以表面裂紋居多， 通常垂直于主應力方向。磁痕濃密，中間大，對稱向兩邊擴展，兩端尖細，輪廓 清晰可見。應力腐蝕裂紋是在應力和腐蝕的雙重作用下產生的裂紋。應力腐蝕起源于工 件表面，方向與主應力垂直，它的深度長度往往比較大，最嚴重的是品界裂紋， 會沿品枝裂，擴展。深度雖然比較大但裂紋寬度很小，肉眼根本無法看到。它的 磁痕濃密，輪廓清晰，多有棱角，磁痕呈折線狀，粗細較均勻。2.發(fā)紋發(fā)紋是原材料中的一種缺陷。鋼中的非金屬夾雜，氣孔在軋制、拉拔過程中 隨金屬伸長形成細細的裂紋。發(fā)紋通常呈細細流線方向，深度淺，寬度小，呈直 線狀。磁痕細而均勻，有時呈斷續(xù)狀。尾部不尖，摸去磁痕，肉眼不易看見。3折迭折迭是鍛件中的常見缺陷。磁痕不太濃密，有時斷續(xù)，輪廓不很清晰。4. 白點白點是對鋼材危害很大的內部缺陷，在鋼材的縱斷面上呈現銀白色的斑點。 經機械加工后工件表面的白點磁痕清晰， 在橫截