焊接檢驗(yàn)任務(wù)5----焊縫磁粉探傷課件

1、任務(wù)5 焊縫磁粉探傷 本章主要介紹磁粉探傷的原理、方法、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及磁粉的種類與性能。 知識(shí)目標(biāo)：1）了解磁粉探傷的原理及應(yīng)用；2）了解常用磁粉探傷的磁化方法；3）掌握磁粉探傷的相關(guān)知識(shí)和條件。技能目標(biāo)：1）會(huì)按磁粉探傷標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行探傷過(guò)程基本操作；2）能夠識(shí)別出磁粉探傷過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷磁痕；3）能夠按照格式要求填寫磁粉探傷檢驗(yàn)報(bào)告。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（一）磁粉探傷原理（二）影響漏磁場(chǎng)的因素一、磁粉探傷原理 將鐵磁性材料制成的工件放在磁極之間，工件中就會(huì)有磁力線通過(guò)。如果工件內(nèi)部沒(méi)有缺陷且各處的磁導(dǎo)率一致，磁力線在工件中分布是均勻的。當(dāng)工件中有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷存在時(shí)，在缺陷處的磁力線發(fā)生彎曲。如

2、果彎曲的磁力線進(jìn)入空氣當(dāng)中，會(huì)在工件表面形成漏磁場(chǎng)，在漏磁場(chǎng)處撒上導(dǎo)磁效果好的磁粉，漏磁場(chǎng)吸引磁粉，使磁粉堆集在一起，形成一個(gè)反映缺陷的磁粉聚集圖像(磁痕)。根據(jù)磁痕特征來(lái)判斷缺陷的性質(zhì)、大小和位置，由于磁痕把缺陷放大了幾倍或幾十倍，因此可直接用肉眼來(lái)觀察。 （一）磁粉探傷原理圖51磁粉探傷示意圖a）無(wú)缺陷的工件 b）有缺陷的工件圖52缺陷處的磁粉堆集1.外加磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鐵磁材料磁化的外加磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，形成的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度也大。 2.材料磁導(dǎo)率在同樣的外加磁場(chǎng)作用下磁導(dǎo)率高的材料導(dǎo)磁性能好，容易磁化。對(duì)于非鐵磁性物質(zhì)，如銅、鋁、奧氏體不銹鋼、非金屬材料等，磁導(dǎo)率大大低于鐵磁性物質(zhì)，很難磁化，更不會(huì)有

3、漏磁場(chǎng)的產(chǎn)生，因此磁粉探傷方法不適合來(lái)檢測(cè)這些材料。 （二）影響漏磁場(chǎng)的因素3.缺陷自身特點(diǎn)缺陷位置：缺陷越靠近表面，漏磁場(chǎng)越強(qiáng)缺陷方向：當(dāng)缺陷長(zhǎng)度方向與工件內(nèi)部磁力線方向垂直時(shí)，磁力線彎曲程度最大，漏磁場(chǎng)強(qiáng)度最大 缺陷性質(zhì)：缺陷大小和形狀4.工件表面狀態(tài)圖53缺陷埋藏深度對(duì)漏磁場(chǎng)的影響 圖54缺陷傾角對(duì)漏磁場(chǎng)的影響圖55缺陷自身深度尺寸與漏磁場(chǎng)的關(guān)系 圖56缺陷寬度與漏磁場(chǎng)的關(guān)系（一）磁粉1、磁粉的種類2、磁粉的性能（二）磁懸液二、磁粉及磁懸液(）黑磁粉是一種棕黑色粉末，其成分主要是四氧化三鐵（Fe3O4），主要用來(lái)檢驗(yàn)淺色工件，在磁粉探傷中應(yīng)用較為普遍。(）紅磁粉是一種紅褐色粉末，有較高的

4、磁導(dǎo)率，其主要成分是三氧化二鐵（FeO），常用來(lái)檢驗(yàn)黑色工件。() 白磁粉是一種銀白色粉末，是由黑磁粉與氧化鋁或氧化鎂合成的，主要用于黑色工件。() 熒光磁粉是以非熒光磁粉為原料加上熒光劑和粘結(jié)劑混合而成。在暗室中紫外線的照射下能產(chǎn)生黃綠色熒光，色彩鮮明，適合于各種工件的檢驗(yàn)，尤其是非熒光磁粉難以勝任的工件，如表面被氧化的鑄件或鍛件。 1磁粉的種類()磁性：磁粉應(yīng)是高磁導(dǎo)率和低剩磁物質(zhì)，且不相互吸引。()粒度：磁粉的粒度應(yīng)不小于200目。粒度為200目的磁粉，單個(gè)顆粒直徑約為0.07mm。()密度：干法為8g/cm3，濕法為4.5g/cm3。()形狀：足夠的球狀顆粒與一定的條狀顆粒。條狀磁粉容

5、易被磁化而顯示缺陷，但價(jià)格較高，球狀磁粉活動(dòng)性比較好，能在工件表面流動(dòng)。綜合兩者優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)按一定比例混合。()對(duì)比性：顏色與工件對(duì)比鮮明。2磁粉的性能把磁粉和液體按一定比例混合而成的溶液稱為磁懸液。 表52三種磁懸液特點(diǎn)、應(yīng)用及配方舉例 （二）磁懸液類型特點(diǎn)應(yīng)用配方舉例水懸液成本低、流動(dòng)性好、使用安全，但懸浮性較差檢測(cè)無(wú)油污或有防火要求的工件水1L亞硝酸鈉5g磁粉1015g 油懸液懸浮性好，對(duì)工件無(wú)防銹要求，但成本較高檢測(cè)有油污的工件變壓器油500ml煤油500ml 磁粉1530g 熒光磁懸液對(duì)比鮮明，易觀察分辨 檢驗(yàn)要求靈敏度高的工件 水1L亞硝酸鈉5g熒光磁粉12g預(yù)處理1）清理焊接接頭表面

6、的油污、鐵銹、氧化皮、飛濺、殘留焊劑及焊渣。2）使用干粉時(shí)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。 三、焊縫磁粉探傷的一般工藝過(guò)程2磁化（1）觸頭法（2）磁軛法 a）縱向磁化 b）橫向磁化（3）磁化規(guī)范 用觸頭法磁化焊縫時(shí)，磁化電流可根據(jù)下式選擇。 IKS 式中 I磁化電流（A）； K比例系數(shù)，當(dāng)工件厚度19mm時(shí)，K=3.54.5； 當(dāng)19mm時(shí)， K=45；圖57觸頭法檢驗(yàn)焊縫的支桿布置圖58磁軛法檢驗(yàn)焊縫缺陷a）縱向磁化 b）橫向磁化施加磁粉連續(xù)法是施加磁粉或磁懸液與工件磁化同時(shí)進(jìn)行的方法，即：預(yù)處理工件磁化與施加磁粉后序工藝過(guò)程。一般焊縫

7、和大、中型工件均采用此法。剩磁法是工件在磁化之后再施加磁粉或磁懸液的方法，即：預(yù)處理工件磁化施加磁粉后序工藝過(guò)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)率高，特別適合于批量生產(chǎn)的小型工件。磁痕觀察磁痕觀察是指對(duì)工件上形成的磁痕進(jìn)行觀察與記錄的過(guò)程。磁痕觀察應(yīng)在磁痕形成后立即進(jìn)行。非熒光磁粉可在一般照明光源下直接觀察；熒光磁粉必須在暗室紫外線燈下進(jìn)行觀察。觀察時(shí)可以借助低倍放大鏡。磁痕分析磁痕分析是辨識(shí)磁痕的過(guò)程。對(duì)于焊縫來(lái)說(shuō)，磁粉探傷顯示的缺陷主要是裂紋、夾雜物和氣孔。 （1）裂紋磁痕輪廓分明，有時(shí)是粗而平的線條，有時(shí)是一條曲折的線條，可連續(xù)也可斷續(xù)分布，中間寬而兩端尖。

8、（2）氣孔和點(diǎn)狀?yuàn)A雜物線條不太分明，分布無(wú)規(guī)律性，可呈單一狀、鏈狀、蜂窩狀，主要與缺陷分布有關(guān)。磁粉堆積具有低而平的特點(diǎn)。（3）條狀?yuàn)A雜物 線條分布無(wú)規(guī)律，磁痕不明顯，有一定寬度，磁粉堆集平而低。 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(guò)程。 退磁方法有以下幾種：（1）交流退磁法一種方法是把工件放在交流線圈中逐漸移出；另一方法是工件不動(dòng)，逐漸減少線圈中的電流直至為零。（2）直流退磁法一般采用不斷變換直流電流方向并逐漸減少電流的方法。退磁時(shí)，應(yīng)先減小電流，再變換方向。 后處理后處理就是清除工件殘留的磁粉或磁懸液、干燥工件的過(guò)程。一般工件可不必后處理，只有在對(duì)工件表面質(zhì)量要求高或磁粉對(duì)后

9、續(xù)加工過(guò)程與使用有影響時(shí)才進(jìn)行。1探傷報(bào)告探傷報(bào)告是記錄磁粉探傷操作過(guò)程和規(guī)范的正式文件，根據(jù)JB47302005壓力容器無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，探傷報(bào)告應(yīng)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)、熱處理狀態(tài)及表面狀態(tài)；3）檢測(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；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(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；10）檢測(cè)日期。 四、磁粉探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不同行業(yè)與不同部門的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是不同的。下面介紹的是JB47302005壓力容器無(wú)損檢測(cè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)出

10、現(xiàn)下列缺陷時(shí)，為不合格工件：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。 這里對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)中的幾個(gè)概念加以解釋：（1）橫向缺陷顯示當(dāng)缺陷磁痕長(zhǎng)軸方向與工件夾角大于或等于30時(shí)，認(rèn)為是橫向缺陷顯示。其余為縱向缺陷顯示。（2）線性缺陷顯示長(zhǎng)度與寬度之比大于3的缺陷磁痕。（3）圓形缺陷顯示長(zhǎng)度與寬度之比小于或等于3的缺陷磁痕。 對(duì)于探傷合格的工件，根據(jù)缺陷顯示累積長(zhǎng)度的大小把探傷質(zhì)量分為五級(jí)。級(jí)質(zhì)量最好，級(jí)最差，各級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表43。 表53缺陷顯示累積長(zhǎng)度的等級(jí)評(píng)

11、定(mm)評(píng)定區(qū)尺寸350100用于焊縫及高壓緊固件 100100用于各類鍛件 等級(jí)0.50.52349618大于級(jí)者 一、任務(wù)描述 圖59所示為一低溫儲(chǔ)罐，主體材質(zhì)09MnNiDR，尺寸2800mm8000mm18mm，設(shè)計(jì)壓力1.78MPa，設(shè)計(jì)溫度-45，儲(chǔ)罐要求整體熱處理。按照J(rèn)B4730.42005的規(guī)定，對(duì)該儲(chǔ)罐的A、B、C、D四種不同的焊縫進(jìn)行磁粉探傷，驗(yàn)收級(jí)別為級(jí)?！炯寄苡?xùn)練】圖59 低溫儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖二、任務(wù)引入 使用焊條電弧焊焊接對(duì)接接頭的雙面焊試件，試件材料09MnNiDR，尺寸為400mm300mm18mm，X形坡口。對(duì)其焊縫進(jìn)行磁粉探傷。 低溫儲(chǔ)罐的磁粉探傷過(guò)程必須按

12、照磁粉探傷工藝卡進(jìn)行，磁粉探傷工藝卡必須由具有MT級(jí)以上資質(zhì)的人員編寫。三、器材與工具1磁粉探傷機(jī)便攜式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（交叉磁軛）磁粉探傷儀1臺(tái)，或者便攜式馬蹄形電磁軛磁粉探傷儀1臺(tái)。2磁粉及磁懸液黑磁粉、煤油適量，噴灌一個(gè)。3標(biāo)準(zhǔn)試片采用A1-30/100標(biāo)準(zhǔn)試片四、任務(wù)實(shí)施1預(yù)處理 2磁化 3施加磁懸液 4觀察磁痕 5退磁 6后處理 7報(bào)告 一、工件磁化方法（一）磁化方法的分類按磁化電流種類分為直流電磁化法交流電磁化法按通電方式分為直接通電磁化法間接通電磁化法按工件磁化方向分為周向磁化法縱向磁化法復(fù)合磁化法【拓展與提高】圖510復(fù)合磁化法表56常用磁化方法及其特點(diǎn)磁化方法特點(diǎn)直接通電法將工件放置

13、兩極之間，電流從工件通過(guò)形成周向磁場(chǎng)，適合于中、小型工件，主要檢驗(yàn)與軸線平行的缺陷。 穿棒法將導(dǎo)體穿過(guò)空心零件，電流通過(guò)導(dǎo)體形成周向磁場(chǎng)，適合管狀、環(huán)狀工件，檢驗(yàn)軸向缺陷。 線圈法工件上繞線圈并給線圈通電，形成縱向磁場(chǎng)，適合檢驗(yàn)棒材、管材和軸類零件，主要檢驗(yàn)與軸線垂直的缺陷。 觸頭法用支桿觸頭接觸工件表面，電流由支桿導(dǎo)入工件，適合于焊縫或大型部件的局部檢驗(yàn) 磁軛法電磁軛或永久磁鐵將工件表面兩極之間的區(qū)域磁化，常用于檢驗(yàn)對(duì)接焊縫和角焊縫。 （二）選擇磁化方法的遵循原則選擇磁化方法時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：1）磁化方向應(yīng)盡可能與預(yù)計(jì)缺陷方向垂直。2）磁化方向應(yīng)盡可能與探傷面方向平行。3）對(duì)于熱敏感材料，應(yīng)盡量避免直接對(duì)工件通電。4）近表面缺陷宜采用直流電源、表面缺陷宜采用交流電源。二、磁化規(guī)范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）D (51)式中 I磁化電流（A）； D工件直徑（mm）。用穿棒法檢驗(yàn)管狀工件時(shí)，也可以采用式(51)選擇磁化電流，式中的D應(yīng)是工件的外徑，且由于穿棒與工件內(nèi)孔之間一般都有間隙，為彌補(bǔ)間隙