磁粉检测课程设计模板

1、 磁粉检测课程设计课题：带齿轴的磁粉检测 学院：测试与光电工程 班级：100815 姓名：韩志伟 指导老师：周瑞琪 二零一三年十月二十三日 测试与光电工程学院课程设计任务书 测控 系 100815 班 学生 韩志伟 学号 10081515 课题名称： 带齿轴 的磁粉检测课题设计要求：1. 编制所指定工件的磁粉探伤工艺规程，工艺卡。2. 说明编制规程、工艺卡所依据的标准的条目，所选择参数的计算方法和过程。3. 通过实践验证所编的规程、工艺卡的合理性和可靠性，如不能正确检测缺陷，则对所编规程进行修改，直到能检出。分析影响检测结果的相关因素，根据自己的实际的检测过程，重点分析其中一种的原因以及解决方

2、法。4.根据自己选定的标准中的验收规定，对缺陷定量、定性、定位。课题内容：1. 给定定工件实物名称、材料、热处理状态等。2. 根据磁粉检测原理和工艺步骤，设计探伤规程和工艺卡。3. 编写设计根据和原理说明。4. 对实物进行检测，验证设计的合理性，或做修改，反复，达到设计上合理，实践上可行的要求。5. 撰写课程设计报告（内含工件的检测报告）。进度安排：1. 周一安排任务，任务说明2. 周二周四，查阅资料，设计。3. 周四周五答疑，验证确定设计任务。主要参考资料:1. HB72-98航空制件磁粉检测2. JB4730-2005 特种设备无损检测3. 任吉林等编 电磁检测科学出版社 2008年系负责

3、人：陆 铭 慧 指导教师：周 瑞 琪 2013年9月 带齿轴的磁粉检测 学生姓名：韩志伟 学号：10081515 指导老师：周瑞琪 摘要：磁粉检测是利用铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变 而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度的。本次课程设计利用荧光磁粉的方法对带齿轴表面及近表面的缺陷进行检测。关键词：带齿轴、铁磁性材料、磁粉检测、缺陷、漏磁场 指导老师签名： 磁粉检测课程设计 带齿轴的磁粉检测目录前言11 磁粉探伤工艺规程21.1 磁粉检测程序21.2 磁粉检测设

4、备21.3 磁化规范31.4 磁痕的分类和处理51.5 缺陷磁痕的观察51.6 退磁61.7 磁粉检测质量分级61.8 磁粉检测报告72磁粉检测工艺卡83磁粉探伤工艺编制说明104 实际检测144.1 检测结果144.2 影响检测结果的因素145 总结146 致谢157 参考文献15前言随着科技的发展，工业生产水平较以往有了很大的提高。随着工业的发展，社会对产品的质量要求也越来越高。在产品的生产和使用过程中，对产品的检测力度也逐渐加大。通常我们采用常规的无损检测方法对我们的产品进行检测，从而对我们的产品质量作出相应的评价。带齿轴是一个关键性的零件，在生产和使用过程中必须对其进行检测。本文介绍了

5、利用磁粉检测方法对带齿轴进行检测，叙述了检测的条件的选择，并给出了相应的检测报告。1 磁粉探伤工艺规程1.1 磁粉检测程序磁粉检测程序如下：1. 预处理；2. 磁化；3. 施加磁粉或磁悬液；4. 磁痕的观察与记录；5. 缺陷评级；6. 退磁；7. 后处理。1.2 磁粉检测设备1.2.1断电相位控制器 采用剩磁法检测时，交流探伤机应配备断电相位控制器。1.2.2 黑光辐照度及波长当采用荧光磁粉检测时，使用的黑光灯在工件表面的黑光辐照度应大于或等于1000W/cm2，黑光的波长应为320nm400nm，中心波长约为365nm。黑光源应符合GB/T 16673的规定。1.2.3 退磁装置 退磁装置应

6、能保证工件退磁后表面剩磁小于或等于0.3mT（240A/m）。1.2.4 磁悬液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。一般情况下，磁悬液浓度范围应符合表1的规定。测定前应对磁悬液进行充分的搅拌。 表1 磁悬液浓度磁粉类型配制浓度（g/L）沉淀浓度（含固体量：mL/100mL）非荧光磁粉10251.22.4荧光磁粉0.53.00.10.41.3 磁化规范1.3.1 磁场强度磁场强度可以用以下几种方法确定： a） 用磁化电流表征的磁场强度按3.8.6.13.8.6.3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

7、表面的切线磁场强度。连续法检测时应达到2.4 kA/m4.8kA/m，剩磁法检测时应达到14.4kA/m。d） 用标准试片（块）来确定磁场强度是否合适。1.3.2 轴向通电法和中心导体法的磁化规范表3 轴向通电法和中心导体法磁化规范检测方法磁化电流计算公式交流电直流电、整流电连续法I=（815）DI=（1232）D剩磁法I=（2545）DI=（2545）D注：D为工件横截面上最大尺寸，mm。中心导体法可用于检测工件内、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。1.3.3 偏置芯棒法当使用中心导体法时，如电流不能满足检测要求时应采用偏置芯棒法进行检测，芯棒

8、应靠近内壁放置，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（见图8）,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）。磁化电流仍按表3中公式计算，式中D的数值取芯棒直径加2倍工件壁厚。H磁场；F缺陷图8 偏置芯棒法检测有效区1.3.4 剩磁法检测的线圈法磁化规范进行剩磁法检测时，考虑L/D的影响，推荐采用空载线圈中心的磁场强度应不小于下表中所列数值。空载线圈中心的磁场强度值L/D磁场强度（kA/m）>2528>51020>1012圆盘状工件361.4 磁痕的分类和处理磁痕显示分为相关显示、非相关显示和伪显示。长度与宽度之比大于3的

9、缺陷磁痕，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。长度小于0.5mm的磁痕不计。两条或两条以上缺陷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。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，其它按纵向缺陷处理。1.5 缺陷磁痕的观察缺陷磁痕观察应在磁痕形成后立即进行。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面辐照度大于或等于1000W/cm2，黑光波长应在320nm400nm范围内，缺陷磁痕显示评定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的暗室适应

10、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。除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其它磁痕显示均应作为缺陷处理。当辨认细小磁痕时，应用2倍10倍放大镜进行观察。缺陷磁痕显示记录，缺陷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，同时应用草图标示。1.6 退磁1.6.1 交流退磁法将需退磁的工件从通电的磁化线圈中缓慢抽出，直至工件离开线圈1m以上时，再切断电流。或将工件放入通电的磁化线圈内，将线圈中的电流逐渐减小至零或将交流电直接通过工件并逐步将电流减到零。1.6.2 剩磁测定工件的退磁效果一般可用剩磁检查仪或磁场强度计测

11、定。剩磁应不大于0.3mT（240A/m），或按产品技术条件规定。1.7 磁粉检测质量分级1.7.1 不允许存在的缺陷a) 不允许存在任何裂纹和白点；b) 紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。1.7.2 受压加工部件和材料磁粉检测质量分级受压加工部件和材料磁粉检测质量等级见表7。表7 受压加工部件和材料磁粉检测质量等级等级线性缺陷磁痕圆形缺陷磁痕（评定框尺寸为2500mm2 其中一条矩形边长最大为150mm）不允许d2.0，且在评定框内不大于1个l4.0，d4.0，且在评定框内不大于2个l6.0， d6.0，且在评定框内不大于4个大于级注：l表示线性缺陷磁痕长度，mm； d表示圆形缺陷磁痕

12、长径，mm。1.7.3 综合评级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。1.8 磁粉检测报告磁粉检测报告至少应包括以下内容：a） 委托单位；b） 被检工件：名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方法和热处理状况；c） 检测设备：名称、型号；d） 检测规范：磁化方法及磁化规范，磁粉种类及磁悬液浓度和施加磁粉的方法， 检测灵敏度校验及标准试片、标准试块；e）磁痕记录及工件草图（或示意图）； f）检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级；g）检测人员和责任人员签字及其

13、技术资格；h）检测日期。2磁粉检测工艺卡工件名称15号带齿轴材料牌号45#规格尺寸见图热处理状态淬火检测部位带齿轴外表面被检表面要求机加工表面检测时机机加工后检测设备CJW-3000标准试块A1-30/100检测方法荧光、湿法、剩磁法光线及检测环境黑光辐照度1000uW/cm2环境光照度小于20lx缺陷磁痕记录方式照相、草图磁化方法偏置芯棒法，线圈法电流种类磁化规范AC周向磁化I1=600AI2=1300A纵向磁化N=1320I3=6.8A，H=28kA/m磁粉、载液及磁悬液沉淀浓度荧光磁粉煤油0.52g/L磁悬液施加方法浸入磁悬液检测方法标准JB/T4730.4-2005质量验收等级I级磁粉

14、检测质量评级要求不允许存在任何裂纹和白点。不允许存在任何线性缺陷磁痕。在2500mm2的评定框内，其中一条矩形边长最大为150mm，圆形缺陷磁痕长径d2mm，且在评定框内不大于1个。不允许存在综合评级超标的缺陷磁痕。 示意草图：D2=50D1=24d=12161021周向磁化：中心导体法 纵向磁化 ：线圈法 磁化方法附加说明：磁化顺序：先进行周向磁化再进行纵向磁化。中心导体法磁化：I1=（2545）*24=(6001080) A I2=（2545）*50=(12502250) A 磁化次数：24和50共磁化两次。纵向磁化：H=28kA/m，N=1320，L=0.14m，D=0.28m。根据公式

15、可以得出I3=6.8A。工件纵向磁化一次观察记录缺陷后，把工件旋转90度，再磁化一次。退磁后Br0.3mT。 编制MT级（或级）审核NDT责任工程师审批单位技术负责人3磁粉探伤工艺编制说明参数选择说明选择结果仪器设备及环境磁粉探伤设备必须符合GB3721的规定，在室温20正负5摄氏度，相对湿度不大于80%的条件下各回路绝缘强度在规定的50HZ正负交变试验电压作用下，历时一分钟无击穿或闪烁现象。整机对地绝缘电阻不小于1兆欧。周向磁化电流及纵向磁化安匝数应连续或断续可调，并有指示表指示，采用剩磁法是交流探伤应配断点相位控制器，退磁装置应能保证工件退磁后表面磁场强度小于0.3mT。CJW3000磁粉

16、探伤机磁粉检测方法按施加磁粉时间分类连续法连续法是在外加磁场作用的同时对工件施加磁粉或是磁悬液，也称外加磁化法，适用于任何铁磁性材料。比剩磁法灵敏度高，但是效率低，有时会产生一些干扰缺陷磁痕，评定时杂乱显示。本次采用剩磁法做两次周向磁化和一次纵向磁化进行检测剩磁法剩磁法是利用工件中的剩磁进行检验的方法。一般来说经淬火、调质渗碳、渗氮的高碳钢，合金钢都满足剩磁法的要求，剩磁法效率高、干扰小。磁粉检测方法按显示材料分类荧光法以荧光磁粉做显示材料，它的检测灵敏度高，适用于精密零件的检测要求较高的工件通常要在暗室中紫光灯照射下进行。本次采用荧光法非荧光法以普通磁粉做显示材料，在自然光下进行检测，普通磁

17、粉种类很多、适用广泛。磁 化 方 法 的 选 择周向磁化 在工件中建立一个沿圆周方向的磁场，主要用于发现纵向和接近纵向的缺陷，常用方法包括直接通电法，中心导体法，穿电缆法和支杆法。先中心导体法周向磁化再用线圈法纵向磁化纵向磁化 使工件得到一个与其轴线平行方向的磁场，用于发现与其轴线垂直的横向和接近横向的缺陷。常用的纵向磁化方法有线圈法，磁轭法和感应电流法。复合磁化 一般认为缺陷和磁化方向夹角应大于45度。由此可见，采用方向的一次磁化不能把所有的方向检测出，要对工件施加两个或两个以上不同方向的磁场。磁 化 规 范周 向 磁 化 规 范 根据标准JB/T47302005，当采用中心导体法对工件磁化

18、，磁化时电流选择由公式：I=（2545）D。对本零件而言采用I=25D，周向磁化电流为I1=25D1=25*24=600A，I2=25D2=25*50=1250A，取I2=1300A。周向I1=600A，I2=1300A纵 向 磁 化 规 范 根据标准JB/T47302005，当工件纵向磁化时根据L/D的取值磁场强度，线圈中心的磁场强度可以分别取：L/D磁场强度（kA/m）>2528>51020>1012圆盘状工件36由零件尺寸可得L/D在2L/D5范围，取H=28KA/m线圈参数L=0.14m D=0.28m N=1320由公式H=NI/L²+D²得 :

19、 可求磁化电流为I=HL²+D²/N=6.8A纵向I3=6.8A标 准 试 片 标准试片是磁粉检测的必备测试工具，它可以用来检查和评定设备性能，磁粉和磁悬液性能。磁化方法和磁化规范选择是否适当、操作方法是否正确；检查和评定磁粉检测的综合灵敏度。 标准试片分为：A型标准试片、C型对比试片A型标准试片中央有圆形和十字形人工刻槽，分高中低三种灵敏度。灵敏度要求高时选A115/100试片；被检工件表面较小或是曲面，A1型试片使用不便时选用C115/50试片；特种设备一般选用A130/100试片；为了更准确的推断出被检工件的表面磁化状态，可选用D型或M1型标准试片。本实验选用A130/100试片即可达到要求。A130/100试片退 磁 根据JB/T47302005规定检测后，加热至700摄氏度以上进行热处理的工件，一般可不进行退磁。但是，当保留剩磁的工件在后续加工、使用过程中会产生麻烦时，则应进行退磁处理。 退磁可分为交流退磁法和直流退磁法两种。 交流退磁法：将需退磁的工件从通电的磁化线圈中慢慢抽出，直至工件离开线圈一米以上时，再切断电流。或将工件放入通电的磁化线圈内，将线圈中的电流逐渐减小至零或将交流电直接通过工件并逐步将电流减小到零。 直流退磁法：将需退磁的工件放入直流电磁场中，不断改变电流的方向，并逐渐减小电流至零。由于