CS焊接接头的磁粉检测教学课件

1、任务二 焊缝的磁粉检测知识要点：知识要点：磁粉检测的基本原理磁粉检测的基本原理磁粉检测的操作过程磁粉检测的操作过程项目五：焊接接头的表面检测能力要点：能力要点：磁粉检测设备的使用磁粉检测设备的使用磁痕的辨别磁痕的辨别磁粉检测的基本原理磁粉检测的基本原理磁粉检测的应用范围磁粉检测的应用范围工件的磁化方法工件的磁化方法磁粉检测的设备和材料磁粉检测的设备和材料磁磁粉粉检检测测磁粉检测的一般过程磁粉检测的一般过程学习任务背景 导入： 1.了解本课程的概况； 2.常规无损检测种类及特点； 3.典型检测产品压力容器的结构特点； 4.压力容器焊接接头常见焊接缺陷的类型及检测方法。 学习任务安排 1.磁粉探伤

2、仪的连接和调试？ 2.磁粉探伤标准试片的选择和使用 3.磁粉探伤操作学习任务目标 会使用便携式磁粉探伤仪 会初步选择探头、试片 为进行下一步学习任务做好准备。资讯资料建议 1.学生资料：教学方案实施，学生工作页，学生课业，评分标准，教材 2、网络资源： 中国工业检测网 无损检测检测网 无损检测标准网 中国无损检测学会信息网 无损检测咨询网 中国机械工程学会无损检测学会网 本任务重点本任务重点：磁粉探伤仪操作的使用 本任务难点本任务难点：选择探头和试片的型号，仪器与探头的配合使用 。 学习方法建议： 通过阅读设备使用说明书进行操作； 教师示范仪器，说明初次使用时的安全事项 查阅资料学习试块的用途

3、。2022-3-23v利用磁粉的聚集显示磁性材料及其工件利用磁粉的聚集显示磁性材料及其工件表面与近表面与近表面缺陷表面缺陷的无损检测方法称为磁粉检测，的无损检测方法称为磁粉检测，简称简称MTvMT是无损检测中是无损检测中应用较早应用较早的一种方法的一种方法n1919年国外就已制成探伤用实验设备年国外就已制成探伤用实验设备v可用于可用于钢材钢材、型材型材、管材管材及及锻造毛坯锻造毛坯等原材料及等原材料及成品表面与近表面质量的检验，也可用于成品表面与近表面质量的检验，也可用于重要的重要的机械设备机械设备、压力容器压力容器及及石油化工设备石油化工设备的定期检查的定期检查 在焊接产品的生产过程中，磁粉

4、检测是焊接前检验母材、焊接过程中和焊接以后检验焊缝及其热影响区裂纹等缺陷的主要手段之一。v磁粉检验法的主要优点磁粉检验法的主要优点n直观的显示缺陷的形状位置与大小，能大致的确直观的显示缺陷的形状位置与大小，能大致的确定缺陷的性质定缺陷的性质n灵敏度高，可检测出宽度仅为灵敏度高，可检测出宽度仅为0.1mm的表面裂纹的表面裂纹n应用范围广，几乎不受工件大小、形状的限制应用范围广，几乎不受工件大小、形状的限制n工艺简单，检测速度快，费用低廉。工艺简单，检测速度快，费用低廉。 v磁粉检验法的缺点磁粉检验法的缺点n仅适用于铁磁性材料（仅适用于铁磁性材料（Fe、Co、Ni及其合金）、及其合金）、碳钢与某些

5、合金钢工件的表面与近表面缺陷检测碳钢与某些合金钢工件的表面与近表面缺陷检测n不能用于抗磁性的材料（如不能用于抗磁性的材料（如Cu）及顺磁性材料）及顺磁性材料（如（如Al、Cr、Mn），），工程上统称为非磁性材料工程上统称为非磁性材料的检测的检测n磁粉探伤对表面缺陷灵敏度最大，表面以下的缺磁粉探伤对表面缺陷灵敏度最大，表面以下的缺陷随着埋藏深度的增加而迅速降低陷随着埋藏深度的增加而迅速降低n主要用于检测表面和近表面缺陷，属于表面探伤主要用于检测表面和近表面缺陷，属于表面探伤n积可指出缺陷的部位、方向和强度，但不能确定积可指出缺陷的部位、方向和强度，但不能确定缺陷的深度缺陷的深度 一、MT原理 铁

6、磁性材料工件被磁化后，其中会有磁力线通过 若工件内部无缺陷，则磁力线在其内部均匀分布 工件内部存在缺陷（裂纹、气孔、夹渣等），其磁导率小于工件，磁力线优先通过磁导率大的区域，因此磁力线将会发生弯曲漏磁场漏磁场 如果在漏磁场处洒上磁导率很高的磁粉，磁力线穿过磁粉比穿过空气更容易，因此，缺陷漏磁场会吸附磁粉。 被磁化的磁粉沿缺陷漏被磁化的磁粉沿缺陷漏磁场的磁力线排列。在磁场的磁力线排列。在漏磁场的作用下，磁粉漏磁场的作用下，磁粉向磁力线最密集处移动，向磁力线最密集处移动，最终被吸附在缺陷上。最终被吸附在缺陷上。缺陷的漏磁场宽度比实缺陷的漏磁场宽度比实际缺陷本身大数倍乃至际缺陷本身大数倍乃至数十倍，

7、磁粉被其吸附数十倍，磁粉被其吸附后形成的磁痕能够放大后形成的磁痕能够放大缺陷。缺陷。通过分析磁痕可通过分析磁痕可以评价缺陷以评价缺陷。 漏磁场强度的影响因素 外加磁场强度 缺陷漏磁场强度与工件被磁化的程度有关。一般说来如果外加磁场使被检材料的磁感应强度达到饱和值的80%以上，缺陷漏磁场的强度就会显著增加。 缺陷的位置与形状 同样的缺陷，位于表面时漏磁场较强，位于距表面很深的地方，则几乎没有漏磁场泄露于空间 缺陷垂直于工件表面时，漏磁场最强，平行于工件表面则几乎不产生漏磁场工件材料及状态 钢材的磁性曲线随合金成分、含碳量、加工状态以及热处理状态而变化被检表面的覆盖层 被检表面上有覆盖层（例如涂料

8、）会降低缺陷漏磁场的强度磁粉检测的首要前提是如何磁粉检测的首要前提是如何获得足够强度的缺陷漏磁场获得足够强度的缺陷漏磁场综上所述综上所述2022-3-2320应用范围应用范围检测对象检测对象可发现的缺陷可发现的缺陷成品检验成品检验精加工零件，热处理和砍砂后工件、精加工零件，热处理和砍砂后工件、装备组合件的局部装备组合件的局部半成品检验半成品检验砍砂后的锻件、铸件、棒材、管件砍砂后的锻件、铸件、棒材、管件裂纹、折叠、冷隔、裂纹、折叠、冷隔、疏松和非金属夹物疏松和非金属夹物工序的检验工序的检验每道机加工和热处理工序后每道机加工和热处理工序后淬裂、磨裂、折叠和淬裂、磨裂、折叠和非金属夹杂物非金属夹杂

9、物焊接件检验焊接件检验焊接组合件、型材焊缝、压力容器焊接组合件、型材焊缝、压力容器等大型结构件焊缝等大型结构件焊缝焊缝及影响区裂纹焊缝及影响区裂纹返修检验返修检验使用过的零部件使用过的零部件疲劳裂纹及其它缺陷疲劳裂纹及其它缺陷2022-3-23 （二）磁化的方法1.磁化方法的分类 根据被磁化工件的磁特性、形状、尺寸、表面状态、缺陷性质以及所使用磁粉探伤机的结构、类型等，磁化方法通常分为两种方式，六种方法n通磁磁化方式通磁磁化方式w穿棒法穿棒法w磁轭法磁轭法w线圈法线圈法w旋转磁场法旋转磁场法n通电磁化方法通电磁化方法w通电法通电法w触头法触头法 通电法将零件夹于探伤机两级之间电流从零件中通过形

10、成周向磁场适用于中小零件主要用于探测与电流平行的缺陷电极电极电极电极磁场磁场电流电流v触头法触头法n触头接触工件表触头接触工件表面，电流从触头面，电流从触头导入零件，形成导入零件，形成磁场，适用于焊磁场，适用于焊缝或大型部件的缝或大型部件的局部检查局部检查v穿棒法穿棒法n导体穿入空心零件，导体穿入空心零件，电流从导体中流过，电流从导体中流过，形成周向磁场形成周向磁场n适用于管状工件适用于管状工件n用于检测轴向缺陷用于检测轴向缺陷导体导体导体导体磁场磁场v线圈法线圈法n将工件放入通电线圈将工件放入通电线圈磁化磁化n形成纵向磁场形成纵向磁场n主要用于探测与线圈主要用于探测与线圈轴线垂直的缺陷（周轴

11、线垂直的缺陷（周向缺陷）向缺陷）线圈线圈磁场磁场v磁轭法磁轭法n电磁扼或永久磁铁将工件表面两磁极间的电磁扼或永久磁铁将工件表面两磁极间的区域磁化区域磁化n常用于对接或角焊缝的检验常用于对接或角焊缝的检验n适用于局部磁化适用于局部磁化工件工件焊缝焊缝线圈线圈扼铁扼铁v旋转磁场法旋转磁场法n零件上的磁化方向随零件上的磁化方向随时间连续变化形成旋时间连续变化形成旋转磁场转磁场n一次便可以检出任意一次便可以检出任意方向的缺陷，探伤速方向的缺陷，探伤速度快度快n适用于各种接头形式适用于各种接头形式2.磁化方法选择的原则1）磁场方向应尽量与预计的缺陷方向垂直，焊缝检验一般规定每个区域应进行两次磁化方向垂直

12、的单独检验，或使用旋转磁场法2）磁场方向尽量与探测面平行3）对表面精度要求较高的工件磁化时，不应选用直流电磁化法 （三）磁化电流 确定了磁化方法以后，还要选择磁化电流。 磁粉检测使用的磁化电流有交流电直流电1.交流磁化 交流电在磁粉检测中有着最为广泛的应用 交流电的集肤效应能提高检验表面缺陷的灵敏度 使用交流电能在被检工件上建立起方向随时间变化的磁场，实现复合磁化 与直流磁化相比，交流磁化在被检工件截面变化的部位磁场分布较为均匀，有利于对该部位缺陷的检测。 交流电的不断换向有利于磁粉在被检表面上的迁移，提高检测的灵敏度 交流磁化的磁场强度浅，容易退磁 设备简单，易于维修，价格便宜 交流磁化的不

13、足之处在于：由于集肤效应的影响，交流磁化对近表面缺陷的检出能力不如直流磁化强。交流磁化后被检工件上的剩磁不稳定。因此用剩磁法检测时，一般需在交流探伤机上加配断电相位控制器，以保证获得稳定的剩磁 2. 直流磁化 直流磁化可以检测出缺陷的埋藏深度最大 用直流电磁化被检工件可以获得稳定的剩磁，但检测以后的退磁也较为困难，彻底退磁需要使用专用的超低频退磁设备 用直流磁化的被检工件的截面突变部位容易出现磁化不足或过量磁化现象，因此易造成该部位缺陷的漏检。 2022-3-23一、磁粉检测设备 常用的磁粉检测设备分为固定式移动式便携式 固定式设备安装在固定场所的卧式或立式磁粉探伤机这类设备一般可以提供100

14、010000A以上的最大磁化电源，可被检工件作周向磁化、纵向磁化及各种形式的复合磁化检测后能用交流或直流电为被检工件退磁这类设备还常配有触头和电缆，以便对不能搬上工作台的大型工件进行检测 移动式设备移动式设备是指主体是磁化电源，附件包括支杆触头、吸附触头、钳形触头、开合式和闭合式磁化线圈及软电缆等设备底部一般安装有滚轮，可以推或用车载至现场，以不易移动的大型工件为检测对象这类设备的磁化电流一般为30006000A，有的甚至可以达到10000A。 便携式设备 便携式设备有小型电磁轭、交叉电磁轭和永久磁轭等几种。重量轻，便于携带，适用于野外和高空作业。 用两个单磁轭构成的交叉电磁轭分为十字叉和平面

15、交叉两种，交叉电磁轭的四个磁极上均有滚轮，可以在工件上滚动，检测速度快，适用于大型构件焊缝的检测 便携式电磁轭小巧轻便、不会烧伤被检表面，在锅炉和压力容器焊缝的磁粉检测中得到广泛应用。电磁轭分直流和交流励磁两种。磁极间距可以通过活动关节调整 在没有电源的情况下，可以使用“” 形的永久磁轭进行磁粉检测。永久磁轭的两臂和手把之间有活动关节。在最大磁极间距下，其提升力应不小于177N。二、磁粉检测的材料磁粉磁悬液灵敏度试片反差增强剂（一）磁粉MT的显示介质，是形成磁痕的材料，由铁磁性金属微粒组成。这些微粒具有适当的大小、形状和较高的磁导率，其磁性、粒度、颜色和悬浮性等因素对工件表面磁痕的显示有着很大

16、影响正确的选择磁粉与正确的磁化方法、确定磁化规范一样，都直接关系到检测灵敏度 磁粉的种类和特点干法磁粉干法磁粉湿法磁粉湿法磁粉荧光磁粉荧光磁粉非荧光磁粉非荧光磁粉黑色、白色、红色黑色、白色、红色水分散水分散油分散油分散水油两用分散水油两用分散 干法检测 用干燥磁粉进行磁粉检测的方法称为干法检测 常与电磁轭或电极触头配合，广范用于大型铸、锻件毛坯及大型结构件焊缝的局部检测 湿法检测 磁粉悬浮在油、水或其它载液中进行磁粉检测的 方法称为湿法 与干法检测相比，湿法具有更高的灵敏度，特别适合于检测表面上如疲劳裂纹一类的细微缺陷 湿法常与固定式设备配合，也与移动式和便携式设备配合使用 检测时，用浇、浸或

17、喷涂法将磁悬液施加到被检表面上。使用浇法时的液流要微弱；使用浸法时，要适当的掌握浸没的时间。二者比较，浸法的检测灵敏度高。 荧光磁粉 在磁性氧化铁粉（ 如Fe3O4、r-Fe2O）或工业纯铁粉的外面再涂敷一层荧光染料制成的磁粉即所谓荧光磁粉。一般的荧光在黑光灯下，其色泽鲜明，容易观察，可见度与对比度好，可在任何颜色的被检表面上使用。一般情况下，荧光磁粉只能在湿法检测中使用，即把荧光此风悬浮在煤油或水的载液中制成湿粉。 非荧光磁粉 用黑色的Fe3O4或红褐色的-Fe2O3及工业纯铁粉为原料直接制成的磁粉即为非荧光磁粉。这种磁粉可用于湿法，又可用于干法（即干粉）检测。检测过程中，直接在白光下检查磁

18、痕。专用于干法地非荧光磁粉的表面上常涂一层旨在增加对比度的染料，常见的颜色有浅灰、黑、红或黄几种。（二）磁悬液（二）磁悬液 将将磁粉磁粉与与油油或或水水按一定比例混合成的按一定比例混合成的悬浮液悬浮液，用，用来悬浮磁粉的液体叫来悬浮磁粉的液体叫分散剂分散剂（或称（或称载液载液） 磁悬液的配制与载液的选定对磁粉探伤的显示质磁悬液的配制与载液的选定对磁粉探伤的显示质量至关重要量至关重要1.磁悬液的分类 磁悬液按所使用的分散剂不同可分为水基和油基磁悬液两种 湿法磁粉探伤时，将磁粉悬浮于分散剂（水或油）中形成磁悬液水基磁悬液以磁粉和水为主并与其它药品配制成的磁悬液油基磁悬液按一定配方把磁粉均匀地调配在

19、煤油或变压器油中而制成的磁悬液水基磁悬液的配制在配制水基磁悬液时，先把磁粉配制成磁粉膏，然后再用水配制成磁悬液，这样容易使磁粉浓度均匀水中要加入润湿剂、防锈剂和消泡剂，以保证使用性能应用比较广泛优点是检测灵敏度高，运动粘度较小，易在工件表面流动，适应于快速检验缺点是容易使工件生锈，所以工件在磁粉探伤后需用水冲洗干净并烘干 油基磁悬液的配制 用油配制磁悬液时，应优先选用轻质低粘度闪点在60以上的无味煤油、变压器油作为载液 磁粉在变压器油中的悬浮性好，但因运动粘度较大，灵敏度不如煤油的高 油基磁悬液一般在固定式磁粉探伤设备上使用，磁悬液通过油泵搅拌及喷施并循环使用 油基磁悬液对工件表面不腐蚀，但粘

20、度较大，成本较高，在不能回收磁悬液的场合很少采用。 磁悬液的浓度 即每升液体所含有的磁粉克数，对检测的 灵敏度油很大的影响 小缺陷会因磁粉的浓度太低而被漏检，而磁粉浓度太高，又会使衬度变差，干扰缺陷的显示 根据具体要求配置磁悬液的浓度（三）灵敏度试片1.灵敏度磁粉探伤灵敏度是指发现缺陷的最小尺寸，即绝对灵敏度 MT属表面探伤，只用绝对灵敏度来度量 磁粉探伤中，影响探伤灵敏度的主要因素有： 磁化电流规范的选择 磁粉的性能和粒度 磁悬液的性能和浓度 磁化的时间与操作方法2.灵敏度试片 在实际探伤中，为了保证磁粉探伤的可靠性，提高发现微小缺陷的能力，验证被检工件是否达到所要求的探伤灵敏度，可采用灵敏

21、度试片。 磁粉探伤灵敏度试片用来定期检查系统的全面性能和灵敏度 在灵敏度试片上刻有人工缺陷，可用磁粉显示，显示的磁痕直观，使用简便，可以考察磁化方法与规范、磁粉和磁悬液的性能、操作方法正确与否 在钢制压力容器焊缝的磁粉探伤中采用以下三种试片：性能测试板试验环 磁场指示器 性能测试板性能测试板的材料应与被检材料相同试板上有10个不同深度的小槽当用磁轭法和触头法磁化时，通过观察最浅的磁痕来比较和评定磁粉材料的灵敏度及设备性能试块的厚度、宽度和长度可根据实际需要改变。 试验环 带有人工缺陷的试验环用于评价中心导体法的磁粉材料和系统灵敏度。 测试时，使用全波整流电，通过直径为32 mm的铜制中心导体，

22、来对试验环产生周向磁化 在试验环的外圆柱面上所显示的磁痕数量应达到P119表中规定值。否则，应对所使用的系统（磁粉、设备方法等）加以检查和修正。 反差增强剂 被检区域的粗糙与凹凸不平可能会降低缺陷磁痕与基底表面的对比度，造成缺陷漏检 为提高缺陷磁痕的可见度，检测前可在被检焊缝附近喷或刷涂一层白色、厚度2545m的反差增强剂 检测时，在白色的基底上再喷洒黑色的磁粉即可得到清晰的缺陷磁痕 反差增强剂的配方示例成分成分工业丙酮工业丙酮稀释剂稀释剂X-1X-1火棉胶火棉胶氧化锌粉氧化锌粉每每100mL100mL65mL65mL20mL20mL15mL15mL10g10g2022-3-23 磁粉探伤法的

23、分类 根据分类条件不同，可以从不同角度分类分类条件分类条件方法名称方法名称施加磁粉的磁化时期施加磁粉的磁化时期连续法、剩磁法连续法、剩磁法磁粉种类磁粉种类荧光磁粉、非荧光磁粉荧光磁粉、非荧光磁粉磁粉的施加方式磁粉的施加方式干粉法、湿粉法干粉法、湿粉法磁化电流的种类磁化电流的种类交流、直流、脉动电流、冲击电流交流、直流、脉动电流、冲击电流磁化方式磁化方式通电法、通磁法通电法、通磁法磁化方向磁化方向周向磁化、纵向磁化、综合磁化周向磁化、纵向磁化、综合磁化被检测工件的被检测工件的材料材料、形状形状、尺寸尺寸及需要及需要检查检查缺陷的性质缺陷的性质、部位部位、方向方向和和形状形状等等不同不同采用的磁粉

24、探伤方法也不尽相同采用的磁粉探伤方法也不尽相同预处理预处理仪器校准仪器校准工件表面清理（油污、铁锈）工件表面清理（油污、铁锈）磁磁 化化确定磁化方法确定磁化方法确定磁化电流种类确定磁化电流种类确定磁化方向、确定通电时间确定磁化方向、确定通电时间施加施加磁粉磁粉选择磁粉选择磁粉磁悬液磁悬液/烘干磁粉烘干磁粉喷洒磁粉（磁悬液）喷洒磁粉（磁悬液）观察观察（判伤）（判伤）退磁退磁一、表面预处理 被检工件表面状态对磁粉检测的灵敏度有很大的影响。光滑的表面有助于磁粉的迁移，而锈蚀或油污的表面则会防止磁粉的移动。根据NB/T 47013.4-2015 磁粉检测要求：被检工件表面应清洁、干燥，没有油脂、铁锈、沙、氧化皮、棉纤维、涂层、焊剂和焊接飞溅物，并经过外观的检查合格后方可进行探伤。 为保证能得到满意的检测灵敏度，检测前应对被检工件表面作预处理： 被检工件表面应充分干燥。 彻底清除被检表面可能存在的油污、铁锈、氧化皮、毛刺、焊渣，及焊接飞溅等表面附着物 采用通电法检测带有绝缘涂层的工件时，应预先彻底清除掉导电部位的涂料，避免产生电弧，烧伤被检表面二、磁化（一）磁化的程序 对被检工件磁化时一般按以下程序进行： 1.确定探伤