磁粉檢測環(huán)形試塊及1型參考試塊的技術(shù)要求及質(zhì)量控制

磁粉檢測主要用于檢測鐵磁性材料及其制件的表面和近表面缺陷，是控制產(chǎn)品質(zhì)量及保證設(shè)備安全運行的重要手段。為確保磁粉檢測的靈敏度和檢測的可靠性，國內(nèi)外磁粉檢測標準都規(guī)定進行磁粉檢測前，需先用標準試塊進行綜合性能驗證，以檢查磁粉檢測設(shè)備的功能、磁粉性能、磁懸液、檢測方式、磁化方式、磁化規(guī)范及操作人員操作方法等綜合指標，然后再進行磁粉檢測。由此可見標準試塊質(zhì)量與性能的重要性。在標準GB/T23906-2009《無損檢測磁粉檢測用環(huán)形試塊》、JB/T6066-2004《無損檢測磁粉檢測用環(huán)形試塊》和GB/T15822.2-2005《無損檢測磁粉檢測第2部分：檢測介質(zhì)》中規(guī)定了B型標準試塊、E型標準試塊和1型磁粉試塊這3種磁粉檢測用標準環(huán)形試塊是磁粉檢測最常用的標準試塊。環(huán)形試塊GB/T23906-2009和JB/T6066-2004標準中均規(guī)定了磁粉檢測用環(huán)形試塊的技術(shù)要求。鋼制標準環(huán)形試塊分交、直流兩種。直流環(huán)形試塊稱為B型標準試塊，由工具鋼制成,其形狀和規(guī)格如圖1所示。試塊上加工有直徑為1.78mm的12個通孔，第一個孔中心距離試塊表面為1.78mm；從第二個孔起，每個孔距離試塊表面的距離依次增加1.78mm，相鄰兩個孔間距離為19mm。圖1B型標準試塊結(jié)構(gòu)示意交流環(huán)形試塊稱為E型標準試塊，由含碳量不大于0.15%的軟鋼制成,其形狀和規(guī)格如圖2所示。鋼環(huán)上加工有直徑為1mm的3個通孔，孔中心距離試塊表面分別為1.0，1.5，2.0mm。圖2E型標準試塊結(jié)構(gòu)示意在使用標準鋼制環(huán)形試塊時，需使用直(交)流電磁化試場，被周向磁化的環(huán)形試塊上的圓孔缺陷產(chǎn)生漏磁場，能在環(huán)表面對應(yīng)的通孔上方形成清晰的磁痕。B型標準試塊外觀如圖3所示，將直流B型標準試塊穿在長度為60mm直徑為25mm的銅棒上，并夾于校準合格的磁粉探傷機的兩極間，通以直流電進行連續(xù)磁化。試塊外壁顯示的孔數(shù)與所通電流的關(guān)系如表1所示。圖3B型標準試塊外觀表1直流B型標準試塊顯示孔數(shù)與所通電流關(guān)系使用磁粉種類三相全波整流電/A最少顯示孔數(shù)/個熒光或非熒光磁懸液140032500534006干磁粉140042500634007E型標準試塊外觀如圖4所示，將交流E型標準試塊夾于校準合格的磁粉探傷機的兩極間，將試塊上最接近表面的孔置于12點鐘的位置，其他孔面向檢測人員，通以1000A（峰值）或700A（有效值）的交流電對試塊進行磁化，并澆上鑒定合格的磁懸液，在合適的光照條件下進行觀察，交流E型標準試塊上應(yīng)能清晰顯示出至少1個孔的磁痕，如果連1個孔都未顯示，說明該試塊不合格。圖4E型標準試塊外觀1型參考試塊標準GB/T15822.2-2005明確規(guī)定了1型參考試塊可用來對磁粉介質(zhì)的性能進行評定。

1型參考試塊是一種表面帶有兩種自然裂紋的環(huán)形試塊，采用高合金制作，采用中心導(dǎo)體法磁化后有較高的剩磁。環(huán)形試塊的材料為90MnCrV8，外徑為50mm，厚度為10mm，中間帶有直徑為10mm的中心孔。試塊表面進行了黑化處理，適合進行熒光磁粉檢測。試塊表面有淬火（應(yīng)力）裂紋和磨削裂紋兩種自然裂紋。利用試塊表面各種形態(tài)的裂紋來驗證磁粉檢測所用的檢測介質(zhì)是否符合標準要求以及能否達到所需檢測靈敏度。制作過程簡述如下：(1)選用直徑為55mm的棒材，將棒材車加工至Φ(51±0.05)mm，厚度磨削加工至(10±0.05)mm，并鉆加工直徑(10.5±0.05)mm的中心孔，形成試塊材料，并進行表面預(yù)處理。(2)對表面處理過的試塊材料進行淬火處理。出爐時即采用水淬火處理，直至溫度降至室溫，淬火后的硬度要求為63～70HRC。(3)對淬火后的試塊材料進行兩端平面磨削處理。采用平面磨床進行加工，磨削速度為3200r/min，磨削進給量為0.08mm，磨削時間約30s，磨削過程中的冷卻液為冰水，厚度磨削至(9.7±0.05)mm。(4)將制得的試塊材料圓柱面磨削加工至Φ(50±0.05)mm，同時，對試塊表面進行鉗修處理，至試塊材料表面粗糙度為3.2μm。(5)進行黑化處理。將試塊材料除油、除銹、干燥后，再將鋼鐵常溫發(fā)黑劑按原液兌1倍水的比例配好后，均勻涂于試塊材料表面，連續(xù)涂3~6遍，即制得參考試塊。(6)試塊的質(zhì)量檢驗。采用中心導(dǎo)體法，使用1000A峰值電流進行磁化，試塊經(jīng)磁化后在其內(nèi)部形成環(huán)形磁場，對外不顯示磁性，無法用場強計測量剩磁場強度。但在自然裂紋處會形成漏磁場。施加磁粉后須能顯示淬火裂紋和細小的磨削裂紋。施加磁懸液后試塊兩表面應(yīng)均勻分布淬火裂紋和磨削裂紋。淬火（應(yīng)力）裂紋形態(tài)比較粗大；磨削裂紋形態(tài)較為細小，多呈龜裂狀態(tài)。試塊自然裂紋均勻分布且具有人為不可復(fù)制性。試塊表面磁痕顯示如圖5所示。圖5試塊表面的磁痕顯示結(jié)語磁粉檢測所選用標準試塊的質(zhì)量是否合格，直接影響著檢測結(jié)果的準確性。標準試塊質(zhì)量要求嚴格，加工過程復(fù)雜，試塊的材料、熱處理狀態(tài)、標準缺陷尺寸、自然裂紋的形態(tài)和數(shù)量均是影響磁粉檢測試塊質(zhì)量的直接因素。