第四章磁力探傷

1、 實驗四實驗四 磁磁 力力 探探 傷傷磁粉探傷磁粉探傷磁敏探頭法磁敏探頭法 錄磁法錄磁法 課題一 磁 粉 探 傷 知識點一： 磁粉探傷原理及影響漏磁場的因素 知識點二：工件磁化法 知識點三：磁粉及磁懸液 知識點四：磁粉探傷過程 知識點五：典型焊接產(chǎn)品磁粉探傷實例 知識點六：焊縫磁粉探傷實驗返 回知識點一： 磁粉探傷原理及影響漏磁場的因素 一、一、磁粉探傷原理磁粉探傷原理 將鐵磁材料制成的工件放在磁極之間，工件中就會有磁力將鐵磁材料制成的工件放在磁極之間，工件中就會有磁力線通過。如果工件內(nèi)部沒有缺陷且各處的磁導率一致，則線通過。如果工件內(nèi)部沒有缺陷且各處的磁導率一致，則磁力線在工件中分布是均勻的

2、。如下圖磁力線在工件中分布是均勻的。如下圖9-1a）所示。）所示。圖圖9-1a）知識點一： 磁粉探傷原理及影響漏磁場的因素 當工件中有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷存在時，構成缺陷的當工件中有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷存在時，構成缺陷的是非磁性物質(zhì)，磁導率很低，磁阻很大，必將引起磁力線是非磁性物質(zhì)，磁導率很低，磁阻很大，必將引起磁力線在工件中的分布發(fā)生變化，如下圖在工件中的分布發(fā)生變化，如下圖9-1b）所示，在缺陷處）所示，在缺陷處的磁力線發(fā)生彎曲。的磁力線發(fā)生彎曲。圖圖9-1b）知識點一： 磁粉探傷原理及影響漏磁場的因素 二、影響漏磁場的因素二、影響漏磁場的因素 1.外加磁場強度外加磁場強度 施加的外加

3、磁場強度越大，工件中感應出的磁場強度也越施加的外加磁場強度越大，工件中感應出的磁場強度也越大，磁力線分布越密集，受缺陷阻礙的磁力線彎曲的強度大，磁力線分布越密集，受缺陷阻礙的磁力線彎曲的強度和數(shù)量越多，形成的漏磁場強度隨之增加。如下圖和數(shù)量越多，形成的漏磁場強度隨之增加。如下圖9-2所所示。示。圖圖9-2知識點一： 磁粉探傷原理及影響漏磁場的因素 二、影響漏磁場的因素二、影響漏磁場的因素 2.材料的磁導率材料的磁導率 不同的磁導率是不一樣的；不同的磁導率是不一樣的； 磁導率高的材料導磁性能好，容易磁化。磁導率高的材料導磁性能好，容易磁化。 3.缺陷自身特點缺陷自身特點（具體如下圖（具體如下圖9

4、-3、9-4、9-5、9-6） （1）缺陷位置）缺陷位置 （2）缺陷方向）缺陷方向 （3）缺陷性質(zhì)（）缺陷性質(zhì)（4）缺陷大小和形狀）缺陷大小和形狀 4.工件表面狀態(tài)工件表面狀態(tài)知識點一： 磁粉探傷原理及影響漏磁場的因素圖圖9-3 缺陷埋藏深度對漏磁場的影響缺陷埋藏深度對漏磁場的影響圖圖9-4 缺陷傾角深度對漏磁場的影響缺陷傾角深度對漏磁場的影響知識點一： 磁粉探傷原理及影響漏磁場的因素圖圖9-5 缺陷自身深度尺寸與漏磁場的關系缺陷自身深度尺寸與漏磁場的關系 圖圖9-6 缺陷寬度與漏磁場的關系缺陷寬度與漏磁場的關系返 回知識點二：工件磁化方法 磁化：在外加磁場作用下，使被檢工件內(nèi)部產(chǎn)生磁場的過磁

5、化：在外加磁場作用下，使被檢工件內(nèi)部產(chǎn)生磁場的過程叫工件的磁化。程叫工件的磁化。 一、磁化方法的分類：一、磁化方法的分類： 1.按磁化電流分類：按磁化電流分類： 直流點磁化法和交流電磁化法直流點磁化法和交流電磁化法 2.按通電方式分類：按通電方式分類： 直流通電磁化法、間接通電磁化法直流通電磁化法、間接通電磁化法 3.按工件磁化方向分類：按工件磁化方向分類： 周向磁化法、縱向磁化法（見表周向磁化法、縱向磁化法（見表9-1）、復合磁化法（如）、復合磁化法（如圖圖9-7所示）所示）知識點二：工件磁化方法表表9-1 常用磁化方法及其特點常用磁化方法及其特點知識點二：工件磁化方法圖圖9-7 復合磁化法

6、復合磁化法知識點二：工件磁化方法 二、磁化方法的選擇二、磁化方法的選擇 1.遵循原則：遵循原則： 1）磁化方向應盡可能與預計缺陷方向垂直；）磁化方向應盡可能與預計缺陷方向垂直； 2）磁化方向應盡可能與探傷面方向平行；）磁化方向應盡可能與探傷面方向平行； 3）對于熱敏感材料，應盡量避免直接對工件通電；）對于熱敏感材料，應盡量避免直接對工件通電； 4）盡表面缺陷宜采用直流電源、表面缺陷宜采用交）盡表面缺陷宜采用直流電源、表面缺陷宜采用交流電源。流電源。知識點二：工件磁化方法 二、磁化方法的選擇二、磁化方法的選擇 2.磁化方法的選擇磁化方法的選擇 在實際探傷中，最適合的磁化方法是觸頭法和磁軛在實際探

7、傷中，最適合的磁化方法是觸頭法和磁軛法。法。 （1）觸頭法）觸頭法 1）觸頭應與焊件表面垂直；）觸頭應與焊件表面垂直； 2）接觸點應在焊縫兩側各取一點，支桿布置如圖）接觸點應在焊縫兩側各取一點，支桿布置如圖9-8所示；所示； 3）對焊縫來說，兩支桿間距離為）對焊縫來說，兩支桿間距離為75200mm。 4）觸頭在接觸或離開焊件時，應先斷電。）觸頭在接觸或離開焊件時，應先斷電。知識點二：工件磁化方法a）檢驗橫向缺陷）檢驗橫向缺陷b）檢驗縱向缺陷）檢驗縱向缺陷圖圖9-8 觸頭法檢驗焊縫的支桿布置觸頭法檢驗焊縫的支桿布置知識點二：工件磁化方法 二、磁化方法的選擇二、磁化方法的選擇 2.磁化方法的選擇磁

8、化方法的選擇 （2）磁軛法）磁軛法 （如圖（如圖9-9所示）所示） a）縱向磁化，磁軛兩磁極連線平行于焊縫并沿焊縫方向移）縱向磁化，磁軛兩磁極連線平行于焊縫并沿焊縫方向移動，用來檢查焊縫的橫向裂紋。動，用來檢查焊縫的橫向裂紋。 b）橫向磁化，磁軛橫跨焊縫，磁軛兩磁極連線垂直于焊縫）橫向磁化，磁軛橫跨焊縫，磁軛兩磁極連線垂直于焊縫并沿焊縫方向移動，用來檢查焊縫的縱向缺陷。并沿焊縫方向移動，用來檢查焊縫的縱向缺陷。 *對管道、長棒或軸類零件來說，一般采用通電法來檢驗縱向?qū)艿?、長棒或軸類零件來說，一般采用通電法來檢驗縱向缺陷，用線圈法來檢驗橫向缺陷。缺陷，用線圈法來檢驗橫向缺陷。知識點二：工件磁化

9、方法圖圖9-9 磁軛法檢驗焊縫曲線變磁軛法檢驗焊縫曲線變化化a）縱向磁化）縱向磁化 b）橫向磁化）橫向磁化知識點二：工件磁化方法 三、磁化規(guī)范的選擇三、磁化規(guī)范的選擇 1.周向磁化規(guī)范周向磁化規(guī)范 用直接通電法磁化圓棒、圓筒及類似工件時，磁化電流可根用直接通電法磁化圓棒、圓筒及類似工件時，磁化電流可根據(jù)下式選擇：據(jù)下式選擇： I=（815）DI-磁化電流磁化電流A； D-工件直徑（工件直徑（mm）。）。 2.縱向磁場磁化規(guī)范縱向磁場磁化規(guī)范 用線圈法磁化棒、管類工件時，磁化規(guī)范可根據(jù)下式選擇：用線圈法磁化棒、管類工件時，磁化規(guī)范可根據(jù)下式選擇： 當L/D4時，IN=35000/(L/D+2);

10、 當4L/D2時，IN=45000/(L/D)I-磁化電流磁化電流A；N-線圈匝數(shù)；線圈匝數(shù)；L-工件長度工件長度mm；D-工件直徑或厚度工件直徑或厚度mm。知識點二：工件磁化方法 三、磁化規(guī)范的選擇三、磁化規(guī)范的選擇 3.觸頭法磁化規(guī)范觸頭法磁化規(guī)范 用觸頭法磁化焊縫時，磁化電流可根據(jù)下式選擇：用觸頭法磁化焊縫時，磁化電流可根據(jù)下式選擇： I=KSI-磁化電流磁化電流A； K-比例系數(shù)；比例系數(shù)； S-兩支桿間距離兩支桿間距離mm。返 回知識點三：磁粉及磁懸液 磁粉是磁粉探傷的顯示介質(zhì)，按其顯示方法不同，可分干粉顯示法干粉顯示法和濕粉顯示法濕粉顯示法兩種。 一、磁粉一、磁粉 1.磁粉的種類磁

11、粉的種類 磁粉分為非熒光磁粉和熒光磁粉非熒光磁粉和熒光磁粉兩大類。 非熒光粉按顏色，分為黑磁粉、紅磁粉和白磁粉。黑磁粉、紅磁粉和白磁粉。 黑磁粉：黑磁粉：成分主要是Fe3O4，主要用于檢驗淺色工件，在磁粉探傷中應用較為普遍。 紅磁粉紅磁粉：成分主要是Fe2O3，常用于檢驗黑色工件。 白磁粉白磁粉：是由黑磁粉與Al2O3或MgO合成，主要用于黑色工件。知識點三：磁粉及磁懸液 一、磁粉一、磁粉 2.磁粉的性能磁粉的性能 （1）磁性磁性：磁粉影視高磁導率和低剩磁物質(zhì)。 （2）粒度粒度：應不小于0.07mm。 （3）密度密度：干法為8g/cm3,濕法為4.5g/cm3。 （4）形狀形狀：足夠的球狀顆粒

12、與一定的條狀顆粒。 （5）對比性對比性：顏色與工件對比鮮明。知識點三：磁粉及磁懸液 二、磁懸液二、磁懸液 把磁粉和液體按一定比例混合而成的溶液稱為磁懸液。磁懸液。 磁懸液有三種：油懸液、水懸液和熒光磁懸液。油懸液、水懸液和熒光磁懸液。表表 9-2 磁懸液特點、應用及配方舉例磁懸液特點、應用及配方舉例返 回知識點四：磁粉探傷過程 一、焊縫磁粉探傷的一般工藝過程一、焊縫磁粉探傷的一般工藝過程 預處理預處理-磁化磁化-施加磁粉施加磁粉-磁痕觀察磁痕觀察-磁痕分析磁痕分析-退磁退磁-后處理等。后處理等。 1.預處理預處理 1）清理焊接接頭表面的油污、鐵銹、氧化皮、飛濺、殘留焊劑及焊渣。 2）使用干粉是

13、要干燥磁粉與工件表面。 3）用化學清理法后，若清理液與磁懸液酸堿性不同，也應干燥工件表面。知識點四：磁粉探傷過程 一、焊縫磁粉探傷的一般工藝過程一、焊縫磁粉探傷的一般工藝過程 預處理預處理-磁化磁化-施加磁粉施加磁粉-磁痕觀察磁痕觀察-磁痕分析磁痕分析-退磁退磁-后后處理等。處理等。2.磁化：磁化：前面磁化方法和規(guī)范已述。3.施加磁粉：施加磁粉：是把磁粉或磁懸液噴灑于工件表面的過程。根據(jù)施加磁粉的時期不同，分為連續(xù)法和剩磁法連續(xù)法和剩磁法。連續(xù)法連續(xù)法：預處理預處理-工件磁化與施加磁粉工件磁化與施加磁粉-后序工藝過程后序工藝過程。磁化時間長，磁化效果好，一般焊縫和大、中型工件均采用才此法。剩磁

14、法剩磁法：預處理預處理-工件磁化工件磁化-施加磁粉施加磁粉-后序工藝過程后序工藝過程。剩磁法的靈敏度低于連續(xù)法，只適合于檢查表面缺陷，但剩磁法生產(chǎn)率，特別適合于批量生產(chǎn)的小型工件。知識點四：磁粉探傷過程 4.磁痕觀察磁痕觀察 是對工件上形成的磁痕進行觀察與記錄的過稱。 磁痕觀察應在磁痕形成后立即進行。 采用非熒光磁粉時，可在一般照明光源下直接觀察；采用熒光磁粉時，必須在暗室紫外線燈下進行觀察。 5.磁痕分析磁痕分析 分為三大類：表面缺陷磁痕、近表面缺陷磁痕、假磁痕表面缺陷磁痕、近表面缺陷磁痕、假磁痕。 表面缺陷磁痕表面缺陷磁痕：十分清晰、磁粉附著密集、線條明顯，缺陷重復性好。 近表面缺陷磁痕近

15、表面缺陷磁痕：比較模糊，線條較粗，寬而不尖。 假磁痕假磁痕：不是缺陷引起的磁痕，假磁痕往往與缺陷磁痕相混淆，給探傷工件帶來不必要的麻煩。知識點四：磁粉探傷過程 6.退磁退磁 退磁是將工件經(jīng)磁粉探傷后殘留的磁場減小為零的過程。 在下列情況下，需進行退磁處理： 1）工件需要再進行機加工。 2）剩磁會影響使用性能。 3）同一工件兩次磁粉探傷之間。 4）圖樣技術要求中特別注明。 退磁方法：交流退磁法、直流退磁法。 7.后處理后處理 后處理就是清除工件殘留的磁粉或磁懸液，及干燥工件的過程。知識點四：磁粉探傷過程 二、磁粉探傷驗收標準二、磁粉探傷驗收標準 1.探傷報告探傷報告 是記錄磁粉探傷操作過程和規(guī)范

16、的正式文件，是記錄磁粉探傷操作過程和規(guī)范的正式文件，至少包括以下內(nèi)容： 1）委托單位、被檢工件名稱、編號。 2）被檢工件材質(zhì)、熱處理裝填及表面狀態(tài)。 3）被測裝置的名稱、型號。 4）磁粉種類及磁懸液濃度。 5）施加磁粉的方法。 6）磁化方法及磁化規(guī)范。 7）缺陷記錄及工件草圖（或示意圖）。 8）檢測結果及缺陷等級評定、檢驗標準名稱。 9）檢測人員和責任人員簽字及技術資格等級。 10）檢測日期。知識點四：磁粉探傷過程 二、磁粉探傷驗收標準二、磁粉探傷驗收標準 2.驗收標準驗收標準 1）任何裂紋。 2）任何橫向缺陷顯示。 3）焊縫及緊固件上任何長度大于1.5mm的線性缺陷顯示。 4）鍛件上任何長度

17、大于2mm的線性缺陷顯示。 5）單個尺寸大于或等于4mm的圓形缺陷顯示。知識點四：磁粉探傷過程 二、磁粉探傷驗收標準二、磁粉探傷驗收標準 根據(jù)缺陷顯示累計長度的大小把探傷質(zhì)量分為五級。根據(jù)缺陷顯示累計長度的大小把探傷質(zhì)量分為五級。 I級好、級好、V級最差，各級質(zhì)量標準見下表。級最差，各級質(zhì)量標準見下表。表表9-3 缺陷顯示累計長度的等級評定缺陷顯示累計長度的等級評定返 回知識點五：典型焊接產(chǎn)品磁粉探傷實例 1.被檢工件（如下圖被檢工件（如下圖9-10） 氧氣罐，主體材質(zhì)16MnR，形狀如下圖所示，尺寸2000mmX4000mmX6mm，表面打磨圓滑過渡，露出金屬光澤。 2.探傷設備和器材探傷設

18、備和器材 設備：CYE-3A交叉磁軛探傷儀 材料：黑磁粉、水磁懸液。質(zhì)量控制臺應符合JB4730-1994/11.3.1條要求。 3.工序安排和檢驗比例工序安排和檢驗比例 工序安排：焊接完24h后探傷。 檢驗比例：焊縫（圖中A、B、D焊縫）100%檢驗。知識點五：典型焊接產(chǎn)品磁粉探傷實例 4.檢驗方法檢驗方法: 濕連續(xù)法濕連續(xù)法 5.磁粉探傷操作磁粉探傷操作 1）預處理預處理 清理焊縫及焊縫兩側各至少10mm熱影響區(qū)，露出金屬光澤。 2）磁化磁化 用交叉磁軛法，移動速度30cm/min。 3）施加磁懸液施加磁懸液 用噴灑法，檢驗環(huán)焊縫時，磁懸液應噴灑在正在通電磁化的交叉磁軛探傷儀行走方向的前上

19、方；檢驗縱焊縫時，磁懸液應噴灑在正在通電磁化的交叉磁軛探傷儀行走方向（自上而下行走）的正前方。 4）觀察磁痕觀察磁痕 在交叉磁軛探傷儀通過后盡快觀察，必要時可用510倍放大鏡觀察細小缺陷磁痕。 5）退磁退磁 用電磁軛局部退磁。 6）后處理后處理 清洗掉氧氣罐上的磁粉。 7）報告報告 按JB4730-1994/11.14條執(zhí)行。知識點五：典型焊接產(chǎn)品磁粉探傷實例 6.磁痕評定與質(zhì)量驗收標準 1）磁痕評定按JB4730-1994/11.11條執(zhí)行。 2）質(zhì)量驗收標準：缺陷顯示累積長度的合格等級為II級。圖圖9-10 氧氣罐的結構簡圖氧氣罐的結構簡圖返 回知識點六：焊縫磁粉探傷實驗 （一）實驗目的（

20、一）實驗目的 1.了解磁粉探傷方法的操作過程。 2.掌握磁粉探傷過程中缺陷的識別方法及焊縫質(zhì)量的平等方法。 3.掌握磁粉探傷檢驗報告的寫作方法。 （二）實驗原理（二）實驗原理 鐵磁性金屬材料的導磁率比空氣要大的多，當它在磁場中被磁化以后，磁力線將集中在材料中。如果材料的表面或近表面存在氣孔、裂紋和夾渣等缺陷，磁力線則難于穿過這些缺陷，因此就會在缺陷處形成局部漏磁場，此時在材料表明撒上磁粉，磁粉將被漏磁場吸引而聚集在缺陷處，從而顯示出缺陷的宏觀痕跡。知識點六：焊縫磁粉探傷實驗 （三）主要實驗儀器（三）主要實驗儀器 1.磁力探傷機 2.磁懸液 3.焊接試件 （四）實驗步驟（四）實驗步驟 1.清理試

21、件清理試件 2.對試件進行探傷對試件進行探傷 （1）探傷機接通電源； （2）將磁化夾頭置于試件上； （3）將控制箱上的磁化開關旋至磁化位置對試件進行磁化； （4）向試件噴灑磁懸液； （5）觀察并記錄試件表面缺陷顯示情況。 3.將試件退磁。將試件退磁。返 回課題二 磁敏探頭法 知識點一： 設備 知識點二：探傷方法返 回知識點一：設備 （一）定義（一）定義 用磁敏探頭掃查漏磁場的探傷設備一般由磁化裝置、漏磁測量探頭、操縱工件運動裝置、信號鑒別單元、打缺陷標記和分選單元等部分組成。 其中信號鑒別單元的作用是將來自探頭的信號進行篩選，把所需要的缺陷信號與干擾信號分離開來。返 回知識點二：探傷方法 1.檢驗縱向缺陷的方法檢驗縱向缺陷的方法 1）如下圖9-11所示，是檢驗縱向缺陷的實例。 2）探頭裝載U形磁軛的兩腳之間，讓被檢工件旋轉而檢驗系統(tǒng)不動，可檢查管子表面的所有缺陷。 3）在檢驗直縫管時，為了檢驗沿焊縫方向的縱向焊縫，通常采用如下方法： 在固定的磁軛內(nèi)以垂直于焊縫的方向?qū)腹苓M行磁化，并使安裝在圓周方向上的磁敏探頭沿焊縫垂直方向來回擺動。由于探頭的擺動和焊管的縱向運動，能使探頭檢查整個焊縫區(qū)，從而提高了檢驗速度。知