工艺技术_磁粉检测工艺与操作培训课件

5磁粉检测工艺与操作 磁粉检测工艺过程主要包括磁粉检测的预处理 工件的磁化 施加磁粉或磁悬液 磁痕的观察与记录 缺陷评定 退磁与后处理的全过程 5 1磁粉检测工艺过程 一 工序安排的一般原则是 1 磁粉检测一般应在各道加工工序完成以后进行 特别是在容易发生缺陷的加工工序 如冷作变形 焊接 磨削 矫正和加载试验等 后进行 必要时也可安排在工序间进行检测 2 由于电镀层 涂漆层 表面发蓝 喷丸等表面处理工艺会给检测缺陷显示带来困难 一般应在这些工序之前进行磁粉检测 如果镀层可能产生缺陷 则应在电镀工艺前后都进行检测 以便明确缺陷产生的时机与环境 3 对于产生延迟裂纹倾向的材料 磁粉检测应安排在焊接完成24小时后进行 4 对于装配件 如在检测后无法完全去掉磁粉而影响检测的质量时 应在装配前进行磁粉检测 5 紧固件和锻件在最终热处理后进行 5 2工序安排与预处理 二 被检工件的预处理 1 工件表面的清理清除工件表面的油污 铁锈 氧化皮 毛刺 焊接飞溅物等杂质 2 打磨通电部位的非导电层和毛刺通电部位存在非导电层 如漆层及磷化层等 及毛刺会隔断磁化电流 还容易在通电时产生电弧烧伤工件 3 分解组合装配件由于装配件一般形状和结构复杂 磁化和退磁都困难 分解后探伤操作容易进行 4 若工件有盲孔和内腔 磁悬液流进后难以清洗者 探伤前应将孔洞用非研磨性材料封堵上 应注意 检验使用过的工件时 小心封堵物掩盖住疲劳裂纹 5 如果磁痕与工件表面颜色对比度小 或工件表面粗糙影响磁痕显示时 可在探伤前先给工件表面涂敷一层反差增强剂 一磁粉探伤方法的分类 1按施加磁粉的载体分两种 干法 湿法2按施加磁粉的时机分两种 连续法 剩磁法 5 3磁粉检测的方法 二 干法和湿法 1干法 1 1概念 以空气为载体用干磁粉进行探伤 1 2适用范围 粗糙表面的工件 灵敏度要求不高的工件 1 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 在观察和分析磁痕后再撤磁场 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 不适于剩磁法 1 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 1 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 湿法 2 1概念 将磁粉悬浮在载液中进行磁粉探伤 2 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 3操作要点 磁化前 确认整个检测表面被磁悬液润湿 施加磁悬液方式有浇淋法和浸渍法 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 所谓 水断试验 是把水悬液浇注在零件上 如水悬液的薄膜是连续不间断的 则表明悬浮液完全润湿表面 如果薄膜断开 形成许多水滴 则表面悬浮液不能润湿表面 通常 对光滑表面的零件 需要更多的润湿剂 但pH值不能超过8 5 2 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 批量工件 2 5局限性 检验大裂纹和近表面缺陷的灵敏度不如干法 三连续法和剩磁法 1连续法 1 1概念 在磁化的同时 施加磁粉或磁悬液 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 1 3操作要点 湿法通电的同时施加磁悬液 至少通电2次 每次不少于0 5秒磁悬液均匀润湿后在通电几次 磁化时间1S 3S 观察可在通电的同时或断电之后进行 干法先通电 通电过程中施加磁粉 完成磁粉施加并观察后才切断电源 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 可用于湿法和干法检验 1 5局限性 1 效率低 2 易产生非相关显示 2剩磁法 2 1概念 停止磁化后 施加磁悬液 2 2适用范围 具有相当的剩磁 一般如经过热处理的高碳钢和合金结构钢 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 因工件几何形状限制连续法难以检验的部位 2 3操作要点 磁化结束后施加磁悬液 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3 20S 保证充分润湿 交流磁化时 必须配备断电相位控制器 2 4优点 1 效率高 2 具有足够的检测灵敏度 3 杂乱显示少 判断磁痕方便 4 目视可达性好 2 5局限性 1 剩磁低的材料不能用 2 不能用于多向磁化 3 交流剩磁法磁化应配备断电相位控制器 4 不适用于干法检验 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 四 磁化操作技术 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 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 外表面检测时应尽量使用直流电或整流电 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 4 触头法 采用触头法时 电极间距应控制在75mm 200mm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 每一磁化区域至少应作互相垂直的两次磁化 5 线圈法 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 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 6 磁轭法 整体磁化磁极截面大于工件截面 工件与电磁轭之间应无空气隙 极间距大于1m时 磁化效果不好 形状复杂而且较长的工件 不宜采用整体磁化 局部磁化 有效磁化范围的确定 工件上的磁场分布 活动关节的影响 磁极与工件间隙的影响 交流电的趋肤效应的影响 直流电对近表面的灵敏度较高 7 交叉磁轭法 1磁化场方向磁场与缺陷方向的关系 2不用于剩磁法旋转磁场何时断电无法获得稳定的最大剩磁3磁极与工件间隙磁轭检测被检部位是依靠与磁极接触形成闭合磁场回路而得到磁化 如果与磁极存在间隙磁场强度下降 将对缺陷检出有重要影响 一般应控制在1 5mm以下 4行走速度和磁化时间若磁轭移动速度过快 则有可能没有观察到磁痕而磁化已结束 可能发生漏检 一般不应大于4m min 5喷洒磁悬液的方式 先停止喷洒磁悬液后断电 必须保证磁悬液对被检部位的润湿 施加磁悬液同步进行 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 6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 1焊缝表面磁粉检测 主要的磁化方法 交叉磁轭法 对接焊缝 磁轭法 对接焊缝 角焊缝 绕电缆法 线圈法 管子对接环焊缝 角环焊缝 且仅检测平行于焊缝的缺陷 触头法 对接焊缝 角焊缝 2焊缝坡口及炭弧气刨面的磁粉检测时 主要的磁化方法 焊缝坡口 触头法 碳弧气刨面 交叉磁轭法 层间检测 交叉磁轭法 五磁化方法的选用 3螺栓的磁粉检时 主要的磁化方法 线圈法 纵向磁化 剩磁法 荧光湿法主要检查横向缺陷 4三通或四通管件的磁粉检测时 主要的磁化方法 绕电缆法 线圈法 要注意的是电缆的绕向 5轴类件 包括同径 变径 塔形类 的磁粉检测时 主要的磁化方法 轴向通电法注意 变径 塔形类件 根据尺寸不同 分别通电检查 顺序是从最小直径到最大直径逐阶磁化 6起重吊钩的磁粉检测工艺编制时 主要的磁化方法 绕电缆法 线圈法 检查横向疲劳缺陷 触头法 检查纵缺陷 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 六橡胶铸型法 一观测的环境二观测的方法三磁痕显示及分析四磁痕的记录与保存五实验记录与检测报告 5 4磁痕的观察与记录 一观测的环境 1非荧光磁粉自然光 光照度 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 2荧光磁粉磁痕的在黑光灯下进行 工件表面的辐照度大于或等于1000 W 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 黑光灯的使用注意事项 1 黑光灯刚点燃时 输出达不到最大值 所以检测工作应等3min后再进行 2 要尽量减少灯的开关次数 频繁启动会缩短灯的寿命 3 黑光灯使用后 辐射能量下降 所以应定期测量黑光灯的辐照度 4 电源电压波动对黑光灯影响很大 应安装稳压器 以保持电源电压稳定 5 滤光片如有损坏 应立即调换 滤光片上有脏污应及时清除 因为它影响紫外线的发出 6 避免将磁悬液溅到紫外灯泡上 使灯泡炸裂 7 不要将紫外灯直对着人眼睛直照 二磁痕观测的方法 磁痕的观察 原则上需在磁痕刚形成后立即进行 一般用目视观察 必要时可借助2 10倍放大镜 在观察过程中应认真区别相关磁痕 非相关磁痕和假磁痕 对于用肉眼不能区分的磁痕 应当采用其他有效方法进行验证 对于相关磁痕应于记录 对于非相关磁痕和假磁痕应于消除 三磁痕的显示及磁痕分析 1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 出现伪显示的原因主要有 工件表面粗糙 磁粉堆积 表面油污等粘附磁粉 表面存在油脂 纤维或其他脏物粘附磁粉形成磁痕显示 氧化皮 锈蚀 油漆皮滞流磁粉 工件上形成排液沟滞留磁粉 磁悬液浓度过大 施加方式不当形成磁粉滞留 伪显示的鉴别 擦除后重新检验不再出现 2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 非相关显示产生的原因1 磁极和电极附近产生原因 磁通密度过大或电流密度过大 磁痕特征及鉴别 磁痕多而松散 与缺陷产生的相关显示磁痕特征不同 可采用退磁后 改变磁极和电极位置 重新进行检验的方法进行鉴别 如果磁痕不再出现就是非相关显示 2 工件截面突变产生原因 由于工件截面变化 存在孔洞 键槽等 迫使磁力线溢出工件形成漏磁场 磁痕特征及鉴别 磁痕松散 有一定宽度 有规律出现同类工件的同一部位 根据几何形状可找到原因 3 两种材料交界处不同种材料焊接处形成的磁痕特征及鉴别磁痕有的松散 有的浓密清晰 类似裂纹磁痕显示 在整条焊缝都出现同样的磁痕显示 要结合焊接工艺 母材与焊接材料进行分析 4 磁写产生原因 已磁化工件与其它铁磁性材料碰撞引起漏磁场磁痕特征及鉴别 磁痕松散 模糊 退磁后更新检验时不再出现 5 局部冷作硬化冷加工硬化形成的磁痕显示宽而松散 呈带状 如将工件退火消除应力后 磁痕显示不再出现 6 金相组织不均匀金相组织不均匀而产生内部磁导率的差异造成 磁痕特征及鉴别 磁痕呈带状 单个磁痕类似发纹 磁痕松散不浓密 根据磁痕分布和材料特征进行分析 7 磁化电流过大磁导率一定 单位横截面的容纳的磁力线条数一定 磁痕特征及鉴别 磁痕松散 沿工件棱角处分布或金属流线分布 形成过度背景 退磁后 选择合适的磁化规范 磁痕不再出现 非相关显示比假显示要难判断 但只要掌握以下几点还是可以识别的 非相关显示是模糊的 不是明显的 非相关显示通常与零件结构的某些特性有关 要对零件仔细观察 非相关显示的方向和大小通常都是一致的 3 相关显示 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 1 原材料的缺陷的磁痕显示原材料裂纹的磁痕表现为呈线状 显示强烈 磁粉聚集浓密 轮廓清晰 重现性好 多与金属纤维方向一致 2 铸钢件缺陷的磁痕显示 铸造裂纹的磁痕显示特征 热撕裂多呈连续的或半连续的曲折线状 网状或龟纹状 起始部位较宽 尾端尖细 有时呈断续条状或枝叉状 粗细均匀 显示强烈 磁粉聚集浓密 轮廓清晰 重现性好 热裂纹分布不规则 多出现在铸件的转角和薄厚交界处以及柱面和板壁面上 铸造气孔的磁痕显示特征 一般多呈圆形或椭圆形 近表面气孔磁粉聚集较多 呈堆积状 远离表面的气孔则磁粉吸附稀少 浅淡而疏散 但磁痕均有一定的面积 2 铸钢件缺陷的磁痕显示 疏松的磁痕显示特征 疏松一般产生在铸钢件最后凝固的部位 磁痕显示一般多呈圆形或椭圆形 近表面气孔磁粉聚集较多 呈堆积状 远离表面的气孔则磁粉吸附稀少 浅淡而疏散 但磁痕均有一定的面积 冷隔的磁痕显示特征 冷隔是铸钢件在对接或搭接面上形成的带圆角的缝隙 磁痕显示呈长条状 两端圆秃 磁粉聚集较少 浅淡而较松软 疏松的磁痕显示 3 锻造缺陷的磁痕显示 锻造裂纹的磁痕显示特征 磁痕特征是大多呈现没有规则的线状 具有尖锐的根部或边缘 磁痕浓密清晰 呈折线或曲线状 多出现在变形比较大的部位或边缘 擦去磁痕后再重新磁化 磁痕重新出现 锻造折叠的磁痕显示特征 由于模具设计不合理形成的折叠 磁痕呈纵向直线状 多出现在倒角部位 由于锻造时打击过猛形成的折叠 磁痕呈纵向弧形线 折叠的磁痕一般不浓密清晰 白点的磁痕显示特征 在横断面上 白点磁痕呈锯齿状或短曲线状 形似幼虫样 磁痕吸附浓厚而紧密 轮廓清晰 中部粗大 两端尖细略成辐射状分布 在纵向剖面上 磁痕沿轴向分布 类似发纹 但磁痕略弯 磁粉吸附浓密而清晰 4 焊接缺陷的磁痕显示 焊接裂纹的磁痕显示 其磁痕特征呈纵向 横向线状 树枝状或星形线辐射状 显示强烈 磁粉聚集浓密 轮廓清晰 大小和深度不一 重现性好 焊接气孔的磁痕显示 焊接气孔有的单独出现 有的成群出现 其磁痕显示特征与铸造气孔相同 焊接裂纹 4 焊接缺陷的磁痕显示 未熔合的磁痕显示 未熔合和未焊透的磁痕多呈条状 磁粉聚集程度随未焊透部位到表面距离而异 吸附松散 重现性好 5 热处理缺陷的磁痕显示 淬火裂纹 淬火裂纹比较深 尾端尖 呈直线或弯曲线状 磁痕显示浓密清晰 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 6 使用后产生的缺陷磁痕显示 疲劳裂纹的一般都出现在应力集中部位 其方向与受力方向垂直 中间粗 两头尖 磁痕浓密清晰 应力腐蚀裂纹一般与应力方向垂直 磁痕显示浓密清晰 疲劳裂纹 应力腐蚀裂纹 四磁痕的记录与保存 1 照相 2 贴印 3 橡胶铸型法橡胶铸型法是将显示出来的不连续磁痕用室温硫化硅橡胶进行复印 利用这种方法可对一些难于观察的重要孔穴内的磁痕进行保存 4 绘制磁痕草图 5 可剥性涂层 五实验记录与检测报告 1 被检工件 名称 工件材质 形状 尺寸 表面状况 热处理和草图 检测部位 2 设备和器材 设备的名称和规格 磁粉和磁悬液的种类和相应技术要求 3 工序安排和检测比例 4 检验方法 采用湿法 干法 连续法还是剩磁法 5 磁化方法 通电法 线圈法 中心导体法 触头法 磁轭法或交叉磁轭法 6 磁化规范 磁化电流 磁场强度或提升力 7 灵敏度控制 试片类型和规格 8 磁粉探伤操作 从预处理到后处理 每一步的主要操作要求 9 磁痕评定及验收标准 10 编制 审核和批准人签字 5 5退磁与后处理 1 退磁 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 打乱磁畴排布的方法有两种 即热处理退磁法和反转磁场退磁法 1 热处理退磁法 将材料加热到居里温度以上 使铁磁质变为顺磁质而失去磁性 这种方法适用于需要加热到居里温度以上的试件 2 反转磁场退磁法 实际上是运用了技术磁化的逆过程 由于零件的剩磁方向总是与磁化方向相同 所以要消除剩磁 需施加一个反向磁场 退磁是将工件置于交变磁场中 产生磁滞回线 当交变磁场的幅值逐渐减弱时 磁滞回线的轨迹也越来越小 当磁场强度降为零时 使工件中残留的剩磁Br接近于零 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 2 退磁方法 1 交流电退磁 交流电 50Hz 磁化过的工件用交流电 50Hz 进行退磁 采用交流电退磁时可采用通过法或衰减法 并可组合成以下几种方式 通过法 线圈法 线圈不动工件动 磁场逐渐衰减到零 线圈法 工件不动线圈动 磁场逐渐衰减到零 衰减法 线圈法 线圈 工件都不动 电流逐渐衰减到零 通电法 两磁化夹头夹持工件 电流逐渐衰减到零 触头法 两触头接触工件 电流逐渐衰减到零 交流磁轭法 交流电磁轭通电时离开工件 磁场逐渐衰减到零 扁平线圈通电时离开工件 磁场逐渐衰减到零 2 退磁方法 2 直流电退磁采用直流磁化的零件 一般应采用直流电退磁 直流电退磁可通过直流换向衰减或超低频电流自动退磁 直流换向衰减退磁是通过不断改变直流电的方向 同时使通过工件的电流递减到零进行退磁的 在实际退磁时 电流衰减的次数应尽可能多 一般要求反转10次到30次之间 对于高磁导率的材料 降低 反转的次数可少些 对于低磁导率的材料 由于矫顽力大 降低 反转的次数就要多些 超低频电流自动退磁是指利用频率为0 5 10Hz的直流电对三相全波整流电磁化的工件进行退磁的方法 3 退磁中应注意的问题 1 交流电磁化的工件 用交流电退磁 直流电磁化的工件 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 2 对周向磁化过的工件进行退磁时 由于被周向磁化后的试件磁感应线可完合被包围在试件内 难以断定是否退磁 因此 在退磁前 应将工件利用强于周向磁化的磁场进行纵向磁化后再按纵向磁化零件进行退磁 3 采用零件通过线圈实现退磁时 工件与线圈要平行并靠内壁放置 退磁机应东西放置 与地磁场方向