磁力渦流探傷實(shí)用教案

1、當(dāng)工件中有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷存在時(shí)，構(gòu)成缺陷的是非磁性物質(zhì)，磁導(dǎo)率很低，磁阻很大，必將(b jin)引起磁力線在工件中的分布發(fā)生變化，在缺陷處的磁力線發(fā)生彎曲。第1頁/共47頁第一頁，共48頁。二、影響漏磁場(chǎng)的因素1.外加磁場(chǎng)強(qiáng)度(qingd)施加的外加磁場(chǎng)強(qiáng)度(qingd)越大，工件中感應(yīng)出的磁場(chǎng)強(qiáng)度(qingd)也越大，磁力線分布越密集，受缺陷阻礙的磁力線彎曲的強(qiáng)度(qingd)和數(shù)量越多，形成的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度(qingd)隨之增加。第2頁/共47頁第二頁，共48頁。2.材料(cilio)的磁導(dǎo)率不同的磁導(dǎo)率是不一樣的；磁導(dǎo)率高的材料(cilio)導(dǎo)磁性能好，容易磁化。3.工件表面狀態(tài)第3

2、頁/共47頁第三頁，共48頁。4.缺陷自身特點(diǎn)（1）缺陷位置 （2）缺陷方向（3）缺陷性質(zhì)（4）缺陷大小(dxio)和形狀第4頁/共47頁第四頁，共48頁。第5頁/共47頁第五頁，共48頁。三、工件磁化方法磁化：在外加磁場(chǎng)作用下，使被檢工件內(nèi)部(nib)產(chǎn)生磁場(chǎng)的過程叫工件的磁化。（一）磁化方法的分類：1.按磁化電流分類：直流點(diǎn)磁化法和交流電磁化法2.按通電方式分類：直接通電磁化法、間接通電磁化法3.按工件磁化方向分類：周向磁化法、縱向磁化法、復(fù)合磁化法第6頁/共47頁第六頁，共48頁。第7頁/共47頁第七頁，共48頁。第8頁/共47頁第八頁，共48頁。（二）磁化方法的選擇1.遵循原則：1）磁

3、化方向(fngxing)應(yīng)盡可能與預(yù)計(jì)缺陷方向(fngxing)垂直；2）磁化方向(fngxing)應(yīng)盡可能與探傷面方向(fngxing)平行；3）對(duì)于熱敏感材料，應(yīng)盡量避免直接對(duì)工件通電；4）盡表面缺陷宜采用直流電源、表面缺陷宜采用交流電源。第9頁/共47頁第九頁，共48頁。2.磁化(chu)方法的選擇在實(shí)際探傷中，最適合的磁化(chu)方法是觸頭法和磁軛法。（1）觸頭法 1）觸頭應(yīng)與焊件表面垂直；2）接觸點(diǎn)應(yīng)在焊縫兩側(cè)各取一點(diǎn)，支桿布置如圖所示；3）對(duì)焊縫來說，兩支桿間距離為75200mm。4）觸頭在接觸或離開焊件時(shí)，應(yīng)先斷電。b）檢驗(yàn)(jinyn)縱向缺陷a）檢驗(yàn)(jinyn)橫向缺陷觸

4、頭法檢驗(yàn)焊縫的支桿布置第10頁/共47頁第十頁，共48頁。（2）磁軛法a）縱向磁化，磁軛兩磁極連線平行于焊縫并沿焊縫方向移動(dòng)，用來檢查焊縫的橫向裂紋。b）橫向磁化，磁軛橫跨(hn ku)焊縫，磁軛兩磁極連線垂直于焊縫并沿焊縫方向移動(dòng)，用來檢查焊縫的縱向缺陷。*對(duì)管道、長(zhǎng)棒或軸類零件來說，一般采用通電法來檢驗(yàn)縱向缺陷，用線圈法來檢驗(yàn)橫向缺陷。第11頁/共47頁第十一頁，共48頁。（三）磁化規(guī)范的選擇1.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(shí)，磁化電流可根據(jù)下式選擇： I=（815）DI-磁化電流A； D-工件直徑（mm）。2.縱向磁場(chǎng)磁化規(guī)范用線圈法磁化棒、管類工件時(shí)，磁化規(guī)范可根據(jù)

5、下式選擇：當(dāng)L/D4時(shí)，IN=35000/(L/D+2);當(dāng)4L/D2時(shí)，IN=45000/(L/D)I-磁化電流A；N-線圈匝數(shù)；L-工件長(zhǎng)度mm；D-工件直徑或厚度mm3.觸頭法磁化規(guī)范用觸頭法磁化焊縫(hn fn)時(shí)，磁化電流可根據(jù)下式選擇：I=KSI-磁化電流A； K-比例系數(shù)； S-兩支桿間距離mm。第12頁/共47頁第十二頁，共48頁。第二節(jié) 磁粉探傷(tn shng)法磁粉探傷的顯示介質(zhì)磁粉?？煞指煞埏@示法和濕粉顯示法兩種。一、磁粉1.磁粉的種類磁粉分為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：成分主要是Fe3O4，主要用于檢驗(yàn)淺色工件，在磁

6、粉探傷中應(yīng)用較為( jio wi)普遍。紅磁粉：成分主要是Fe2O3，常用于檢驗(yàn)黑色工件。白磁粉：是由黑磁粉與Al2O3或MgO合成，主要用于黑色工件。第13頁/共47頁第十三頁，共48頁。2.磁粉的性能（1）磁性：磁粉影視高磁導(dǎo)率和低剩磁物質(zhì)。（2）粒度：應(yīng)不小于0.07mm。（3）密度：干法為8g/cm3,濕法為4.5g/cm3。（4）形狀：足夠的球狀顆粒與一定的條狀顆粒。（5）對(duì)比性：顏色與工件(gngjin)對(duì)比鮮明。第14頁/共47頁第十四頁，共48頁。二、磁懸液把磁粉和液體(yt)按一定比例混合而成的溶液稱為磁懸液。磁懸液有三種：油懸液、水懸液和熒光磁懸液。第15頁/共47頁第十五

7、頁，共48頁。二、磁粉探傷過程(guchng)（一）焊縫磁粉探傷的一般工藝過程(guchng)預(yù)處理-磁化-施加磁粉-磁痕觀察-磁痕分析-退磁-后處理等。1.預(yù)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）使用干粉是要干燥磁粉與工件表面。3）用化學(xué)清理法后，若清理液與磁懸液酸堿性不同，也應(yīng)干燥工件表面。第16頁/共47頁第十六頁，共48頁。2.磁化：前面(qin mian)磁化方法和規(guī)范已述。3.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(shí)期不同，分為連續(xù)法和剩磁法。連續(xù)法：預(yù)處理-工件磁化與施加磁粉-后序工藝過程。磁化時(shí)間長(zhǎng)，磁化效果好，一般焊

8、縫和大、中型工件均采用才此法。剩磁法：預(yù)處理-工件磁化-施加磁粉-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。第17頁/共47頁第十七頁，共48頁。4.磁痕觀察是對(duì)工件上形成的磁痕進(jìn)行觀察與記錄的過稱。磁痕觀察應(yīng)在磁痕形成后立即進(jìn)行。采用非熒光磁粉時(shí)，可在一般照明光源下直接觀察；采用熒光磁粉時(shí)，必須在暗室紫外線燈下進(jìn)行觀察。5.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：十分清晰、磁粉附著密集、線條明顯，缺陷重復(fù)性好。近表面缺陷磁痕：比較(bjio)模糊，線條較粗，寬而不尖。假磁痕：不是缺陷引起的磁痕，

9、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。第18頁/共47頁第十八頁，共48頁。6.退磁退磁是將工件經(jīng)磁粉探傷后殘留的磁場(chǎng)減小為零的過程。在下列情況(qngkung)下，需進(jìn)行退磁處理：1）工件需要再進(jìn)行機(jī)加工。2）剩磁會(huì)影響使用性能。3）同一工件兩次磁粉探傷之間。4）圖樣技術(shù)要求中特別注明。退磁方法：交流退磁法、直流退磁法。7.后處理后處理就是清除工件殘留的磁粉或磁懸液，及干燥工件的過程。第19頁/共47頁第十九頁，共48頁。（二）磁粉探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)1.探傷報(bào)告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(hào)。2）被檢工件材質(zhì)、熱處理裝填

10、及表面狀態(tài)。3）被測(cè)裝置的名稱、型號(hào)。4）磁粉種類及磁懸液濃度。5）施加磁粉的方法(fngf)。6）磁化方法(fngf)及磁化規(guī)范。7）缺陷記錄及工件草圖（或示意圖）。8）檢測(cè)結(jié)果及缺陷等級(jí)評(píng)定、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)名稱。9）檢測(cè)人員和責(zé)任人員簽字及技術(shù)資格等級(jí)。10）檢測(cè)日期。第20頁/共47頁第二十頁，共48頁。2.驗(yàn)收(ynshu)標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)度大于1.5mm的線性缺陷顯示4）鍛件上任何長(zhǎng)度大于2mm的線性缺陷顯示5）單個(gè)尺寸大于或等于4mm的圓形缺陷顯示第21頁/共47頁第二十一頁，共48頁。 根據(jù)缺陷顯示累計(jì)長(zhǎng)度的大小把探傷質(zhì)量分為(fn wi)五

11、級(jí)。 I級(jí)好、V級(jí)最差，各級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見下表。第22頁/共47頁第二十二頁，共48頁。第三節(jié) 磁敏探頭(tn tu)法一、設(shè)備用磁敏探頭掃查漏磁場(chǎng)的探傷設(shè)備一般由磁化裝置、漏磁測(cè)量探頭、操縱工件運(yùn)動(dòng)裝置、信號(hào)鑒別( jinbi)單元、打缺陷標(biāo)記和分選單元等部分組成。其中信號(hào)鑒別( jinbi)單元的作用是將來自探頭的信號(hào)進(jìn)行篩選，把所需要的缺陷信號(hào)與干擾信號(hào)分離開來。第23頁/共47頁第二十三頁，共48頁。二、方法1.檢驗(yàn)縱向缺陷的方法1）如圖所示，是檢驗(yàn)縱向缺陷的實(shí)例。2）探頭裝載U形磁軛的兩腳之間，讓被檢工件旋轉(zhuǎn)而檢驗(yàn)系統(tǒng)不動(dòng)，可檢查管子表面的所有缺陷。3）在檢驗(yàn)直縫管時(shí)，為了(wi le)

12、檢驗(yàn)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(jìn)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?cái)[動(dòng)。由于探頭的擺動(dòng)和焊管的縱向運(yùn)動(dòng)，能使探頭檢查整個(gè)焊縫區(qū)，從而提高了檢驗(yàn)速度。第24頁/共47頁第二十四頁，共48頁。第25頁/共47頁第二十五頁，共48頁。2.檢驗(yàn)橫向(hn xin)缺陷的方法1）為了檢查橫向(hn xin)缺陷，磁化方向必須與管子周向平行。2）在自動(dòng)探傷設(shè)備中，長(zhǎng)采用兩只相串聯(lián)的線圈進(jìn)行磁化，磁敏探頭放在兩線圈之間的區(qū)域內(nèi)。3）檢驗(yàn)時(shí)探頭沿管子周向擺動(dòng)，管子沿螺旋方向行走，管材表面的缺陷都能被檢驗(yàn)出來。磁敏探頭法主要應(yīng)用于回轉(zhuǎn)對(duì)稱

13、體，如棒材、直縫管等大批量零件的探傷，常在自動(dòng)探傷設(shè)備中采用。第26頁/共47頁第二十六頁，共48頁。第27頁/共47頁第二十七頁，共48頁。第四節(jié) 錄磁探傷(tn shng)法一、設(shè)備錄磁探傷法主要用于焊縫及多邊形棒材的表面質(zhì)量檢驗(yàn)。這一方法以“磁圖”而著稱，它采用磁帶記錄的原理(yunl)貯存漏磁通，有時(shí)簡(jiǎn)稱磁帶法。錄磁法分為不連續(xù)式和連續(xù)式兩種。不連續(xù)式：對(duì)管子上的環(huán)焊縫探傷可用不連續(xù)法，即先將焊縫用磁帶圍住后通電磁化，然后再通過一個(gè)查詢裝置把磁帶上所存的信號(hào)查找查來送到記錄紙上顯示；連續(xù)式：在連續(xù)式檢驗(yàn)中，是使用一種環(huán)形磁帶設(shè)備。第28頁/共47頁第二十八頁，共48頁。第29頁/共47

14、頁第二十九頁，共48頁。二、方法1、磁化被檢件可用直流、交流磁場(chǎng)磁化。直流磁化：漏磁場(chǎng)的磁信息輸入到一個(gè)未經(jīng)磁化（或已把原有的磁化信息抹掉）的磁帶上；使磁帶磁化的信息。交流磁化：磁信息輸入到預(yù)先(yxin)已被磁化到飽和程度的磁帶上，使磁帶退磁的信息。第30頁/共47頁第三十頁，共48頁。2、檢測(cè)用錄磁法測(cè)得的缺陷信號(hào)的幅度是缺陷深度的近似值，因此可預(yù)先確定門限值；按缺陷深度尺寸對(duì)工件進(jìn)行分選；還可以根據(jù)缺陷信號(hào)的形式，區(qū)分缺陷是位于被檢表面或是深處，并且可用適當(dāng)?shù)暮Y選(shixun)措施把深處的缺陷信號(hào)單獨(dú)取出來。第31頁/共47頁第三十一頁，共48頁。第五節(jié) 渦流(wli)探傷一、基本原理

15、當(dāng)導(dǎo)體處在變化的磁場(chǎng)中或相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)， 由電磁感應(yīng)定律，其內(nèi)部會(huì)感應(yīng)出電流。這些電流的特點(diǎn)是： 在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，呈 漩 渦 狀 流 動(dòng) ， 因 此 稱 之 為 渦 流(wli)(wli)。 例如，在含有圓柱導(dǎo)體芯的螺管線圈中通有交變電流時(shí)， 圓柱導(dǎo)體芯中將出現(xiàn)渦流(wli)(wli)。 第32頁/共47頁第三十二頁，共48頁。當(dāng)載有交變電流的檢測(cè)線圈靠近導(dǎo)電試件（相當(dāng)于次級(jí)線圈）時(shí)，由電磁感應(yīng)理論可知，與渦流(wli)(wli)伴生的感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)疊加，使得檢測(cè)線圈的復(fù)阻抗發(fā)生改變。導(dǎo)電體內(nèi)感生渦流(wli)(wli)的幅值大小、相位、流動(dòng)形式及伴生磁場(chǎng)受到導(dǎo)電體的物理

16、及制造工藝性能的影響。因此，通過測(cè)定檢測(cè)線圈阻抗的變化，就可以非破壞性地判斷出被測(cè)試件的物理或工藝性能及有無缺陷等，此即為渦流(wli)(wli)檢測(cè)的基本原理。 線圈耦合互感電路 檢測(cè)線圈導(dǎo)電試件第33頁/共47頁第三十三頁，共48頁。渦流檢測(cè)線圈測(cè)出的阻抗變化是各種( zhn)( zhn)信息的綜合，若需要測(cè)出材料內(nèi)部某一特定信息（如裂紋）時(shí)就必須依靠線圈的設(shè)計(jì)以及儀器的合理組成。抑制掉不需要的干擾信息，突出所需要檢測(cè)的信息。一般是將檢測(cè)線圈接收到的信號(hào)變成電信號(hào)輸入到渦流檢測(cè)儀中，進(jìn)行不同的信號(hào)處理，在示波器或記錄儀上顯示出來，以判別材料中是否有缺陷。如試件表面有裂紋，會(huì)阻礙渦流流過或使

17、它流過的途徑發(fā)生扭曲變化，最終影響渦流磁場(chǎng)。適用探測(cè)線圈可把這些變化情況檢測(cè)出來。 交變的感生渦流滲入被檢材料的深度與其頻率的1/21/2次冪成反比。常規(guī)渦流檢測(cè)使用的頻率較高（幾百到幾兆赫茲），滲透深度通常較淺，因此常規(guī)渦流檢測(cè)是一種表面或近表面的無損檢測(cè)方法。rfh503第34頁/共47頁第三十四頁，共48頁。二、渦流探傷設(shè)備渦流探傷設(shè)備主要由渦流檢驗(yàn)線圈和渦流探傷儀等組成。1渦流檢驗(yàn)線圈渦流探傷檢驗(yàn)線圈的作用有兩個(gè)(lin )：其一是在試件表面及近表面感生渦流；其二是測(cè)量渦流磁場(chǎng)或合成磁場(chǎng)的變化。檢驗(yàn)線圈對(duì)缺陷的檢出靈敏度及分辨率有很大的影響，是探傷儀的重要組成部分。(1)渦流檢驗(yàn)線圈的

18、分類 實(shí)際應(yīng)用的檢驗(yàn)線圈形式多種多樣，但常用的是按檢驗(yàn)渦流的方式、檢驗(yàn)線圈與試件的相互位置以及比較方式來分類。 第35頁/共47頁第三十五頁，共48頁。第36頁/共47頁第三十六頁，共48頁。(2)渦流檢驗(yàn)線圈的形式及應(yīng)用特點(diǎn)不同形式的檢驗(yàn)線圈有著不同的功能，表5-12列出了它們的形式及使用特點(diǎn)。此外(cwi)，近年來國外研制出各種旋轉(zhuǎn)式探頭，檢驗(yàn)時(shí)，工件沿直線運(yùn)動(dòng)，檢驗(yàn)線圈沿試件外表作高速旋轉(zhuǎn)，能以每秒幾十米的掃查速度檢出管(棒)材的微小缺陷。第37頁/共47頁第三十七頁，共48頁。第38頁/共47頁第三十八頁，共48頁。第39頁/共47頁第三十九頁，共48頁。2渦流(wli)探傷儀 下圖是

19、自動(dòng)渦流(wli)探傷儀的基本組成方框圖，其中的主要單元為電橋電路及信號(hào)處理單元。第40頁/共47頁第四十頁，共48頁。3.對(duì)比試樣(1)對(duì)比試樣及其作用 對(duì)比試樣是按照一定要求制作的具有人工缺陷的標(biāo)準(zhǔn)試樣。用來設(shè)定(或調(diào)整)探傷裝置的靈敏度，確定探傷儀上各旋鈕的位置，或者用來定時(shí)地校核探傷裝置的靈敏度，使其維持在規(guī)定的電平上。(2)對(duì)比試樣的制備用于制備對(duì)比試樣的鋼管應(yīng)與被探件的公稱尺寸相同，化學(xué)成分、表面狀況及熱處理狀態(tài)相似(xin s)，且具有相似(xin s)的電磁特性。對(duì)比試樣的表面，應(yīng)無氧化皮等影響校準(zhǔn)的缺陷。第41頁/共47頁第四十一頁，共48頁。三、渦流探傷技術(shù)渦流探傷的基本方法和操作程序如下：(1)探傷前的準(zhǔn)備工作1)根據(jù)試件的性質(zhì)、形狀、尺寸及欲檢出的缺陷種類和大小選擇檢驗(yàn)方法及設(shè)備2)對(duì)被探件進(jìn)行預(yù)處理3)根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)條件或標(biāo)準(zhǔn)來制備對(duì)比試樣4)對(duì)探傷裝置(zhungzh)進(jìn)行預(yù)運(yùn)行5)