带漆钢板电磁铁干粉法磁粉探伤检测灵敏度与可靠性的实验研究
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实验一磁粉检测系统现场教学一、实验目的通过现场教学,熟悉磁粉检测系统组成及基本工作原理,以及设备的正确使用方法。
二、实验设备及附件CT-3000 交直流磁粉探伤机,CT-800退磁机,紫外灯和辐照计,磁强计,试块和试片,磁粉等。
三、实验原理及步骤1.磁粉检测原理:铁磁性材料工件被磁化后,由于不连续性因素的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,在合适的光照下形成目视可见的磁痕,从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。
2、磁粉检测材料与设备1)CT-3000 交直流磁粉探伤机CT-3000是根据磁化原理设计,按照JB/T8290-1998磁粉探伤机标准要求制造。
适用于机械、汽车、航空和铁道等行业轴类、齿轮类、盘套类等铁磁性材料表面和近表面的无损检测。
能发现裂纹、夹渣等极细微的缺陷。
对工件中表面的缺陷检测灵敏度最高,可检测宽度仅为0.1μm的表面裂纹。
设备以小型工业可编程序控制器(PLC)和人机界面(PT)为核心,对系统各个动作进行控制。
可自动单周操作,也可手动单步操作。
设备对工件可进行周向磁化(采用直接通电法)、纵向磁化(采用线圈和磁轭感应法两种)和复合磁化(采用周向和纵向同时磁化法)。
磁化电流采用交流电和直流电(整流电)两种。
交流电源采用大功率可控硅在高压侧调压,利用隔离变压器以低电压大电流方式输出;整流电源采用三相交流变压器将三相交流电转换为低电压大电流,然后再用12只大功率可控硅组成整流、调压及极性变换电路,输出整流电。
磁化电流控制采用集成触发电路和PLC控制大功率可控硅导通角来实现。
交直流磁化电流均连续可调,交流具有断电相位控制功能,三相全波整流电具有快速断电功能。
设备输出交流和直流电压均低于36V安全隔离电压。
主要技术指标:磁化方式:周向磁化、纵向磁化和复合磁化三种。
磁化电源三相四线380V 50Hz 200A, 能够提供3000A交、直流磁化电流。
磁粉探伤磁粉探伤利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用,它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷(如裂纹,夹渣,发纹等)磁导率和钢铁磁导率的差异,磁化后这些材料不连续处的磁场将发生崎变,形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场,从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积--磁痕,在适当的光照条件下,显现出缺陷位置和形状,对这些磁粉的堆积加以观察和解释,就实现了磁粉探伤。
磁粉探伤,是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。
将钢铁等磁性材料制作的工件予以磁化,利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征,依磁粉分布显示被探测物件表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法。
该探伤方法的特点是简便、显示直观。
磁粉探伤与利用霍耳元件、磁敏半导体元件的探伤法,利用磁带的录磁探伤法,利用线圈感应电动势探伤法同属磁力探伤方法。
主要分类磁粉探伤种类:1、按工件磁化方向的不同,可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。
2、按采用磁化电流的不同可分为:直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。
3、按探伤所采用磁粉的配制不同,可分为干粉法和湿粉法。
4、按照工件上施加磁粉的时间不同,可分为连续法和剩磁法。
操作方法将待测物体置于强磁场中或通以大电流使之磁化,磁粉探伤若物体表面或表面附近有缺陷(裂纹、折叠、夹杂物等)存在,由于它们是非铁磁性的,对磁力线通过的阻力很大,磁力线在这些缺陷附近会产生漏磁。
当将导磁性良好的磁粉(通常为磁性氧化铁粉)施加在物体上时,缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉,堆集形成可见的磁粉痕迹,从而把缺陷显示出来。
第一步:预清洗所有材料和试件的表面应无油脂及其他可能影响磁粉正常分布、影响磁粉堆积物的密集度、特性以及清晰度的杂质。
第二步:缺陷的探伤磁粉探伤应以确保满意的测出任何方面的有害缺陷为准。
使磁力线在切实可行的范围内横穿过可能存在于试件内的任何缺陷。
第三步:探伤方法的选择1:湿法:磁悬液应采用软管浇淋或浸渍法施加于试件,使整个被检表面完全被覆盖,磁化电流应保持1/5~1/2秒,此后切断磁化电流,采用软管浇淋或浸渍法施加磁悬液。
国标探伤标准磁粉国标探伤标准磁粉是一种常用的无损检测方法,它适用于金属材料的表面和近表面缺陷的检测。
磁粉探伤技术主要是利用磁场和磁粉颗粒相互作用的原理,通过观察磁粉在缺陷处的聚集情况来判断材料是否存在缺陷。
下面将详细介绍国标探伤标准磁粉的相关内容。
首先,国标探伤标准磁粉的适用范围包括钢铁、有色金属、铸件、焊接接头等材料的表面和近表面缺陷的检测。
其次,磁粉探伤主要分为湿法和干法两种方法。
湿法是将磁粉悬浮在水或油中,形成磁粉悬浮液,然后通过喷涂、浸泡或涂抹的方式施加在被检测材料表面,再利用磁场的作用使磁粉在缺陷处聚集形成磁粉痕迹。
而干法则是直接将磁粉粉末撒布在被检测材料表面,然后利用磁场的作用使磁粉在缺陷处聚集形成磁粉痕迹。
两种方法各有优缺点,具体使用时需根据实际情况选择合适的方法。
磁粉探伤的关键是磁场的作用,磁场的强度和方向对检测结果有着重要影响。
在施加磁场时,需要根据被检测材料的性质和缺陷的特点选择合适的磁场强度和方向,以确保能够有效地使磁粉在缺陷处聚集形成磁粉痕迹。
另外,磁粉的选择也是影响检测效果的重要因素,不同类型的磁粉适用于不同的材料和缺陷类型,需要根据实际情况进行选择。
国标探伤标准磁粉的检测结果主要通过观察磁粉痕迹来判断被检测材料是否存在缺陷。
磁粉痕迹的形态和颜色可以反映出缺陷的性质和大小,通过对磁粉痕迹的分析可以得出比较准确的检测结果。
此外,磁粉探伤还可以结合磁粉探伤仪器进行定量分析,通过测量磁粉痕迹的长度、宽度和面积等参数来对缺陷进行定量评价。
总的来说,国标探伤标准磁粉是一种简便、快捷、有效的无损检测方法,适用于各种金属材料的表面和近表面缺陷的检测。
在实际应用中,需要根据被检测材料的特点和缺陷的情况选择合适的磁粉探伤方法和参数,以确保得到准确可靠的检测结果。
希望以上内容能够对国标探伤标准磁粉有所了解,并对相关行业的从业人员有所帮助。
感谢阅读!。
探伤磁粉检测方法1.1 磁粉检测啊,就是利用工件被磁化后,磁力线在不连续处发生畸变这一特性。
就好比一条原本顺畅的河流,突然遇到了石头的阻碍,水流就会改变方向一样。
磁力线遇到缺陷,像裂纹或者气孔这些,就会逸出工件表面,形成漏磁场。
这漏磁场就像一个小磁铁似的,能吸附磁粉。
1.2 我们用的磁粉呢,就像是一群小侦探。
一旦有漏磁场,它们就会聚集在缺陷的地方。
这样,我们就能通过观察磁粉的聚集情况,发现工件内部或者表面的缺陷啦。
这就像是在黑暗中,通过萤火虫聚集的地方,发现隐藏的宝藏一样神奇。
二、磁粉检测方法的操作步骤2.1 首先得进行工件的预处理。
这就像给工件洗个澡一样,要把工件表面的油污、铁锈、氧化皮等脏东西都清理干净。
要是不清理干净啊,就像戴着有色眼镜看东西,会影响检测的准确性,那可就“差之毫厘,谬以千里”了。
2.2 接着就是磁化。
这磁化可有讲究了,有不同的磁化方法,像周向磁化、纵向磁化等。
这就好比用不同的方式给工件注入一股神秘的力量。
磁化的强度也得合适,不能太强也不能太弱,得恰到好处,就像炒菜放盐一样,少了没味,多了就咸得没法吃了。
2.3 然后就是施加磁粉啦。
磁粉的施加方式也有多种,比如干粉法和湿粉法。
干粉法就像撒胡椒粉似的,把磁粉均匀地撒在工件上;湿粉法呢,就是把磁粉混合在液体里,像给工件涂颜料一样涂上去。
磁粉一上去,就会在缺陷处聚集起来,那些缺陷就原形毕露了。
三、磁粉检测方法的优缺点3.1 先说说优点吧。
磁粉检测最大的好处就是能直观地显示缺陷的形状、大小和位置。
就像在白纸上画黑字一样清楚。
而且检测速度比较快,成本也相对较低。
这对于一些大规模生产的工件检测来说,就像及时雨一样,既高效又省钱。
3.2 再说说缺点。
磁粉检测只能检测铁磁性材料,对于非铁磁性材料就无能为力了,这就有点像近视眼,只能看清近处的东西。
而且对于表面浅而宽的缺陷,有时候可能会漏检,这就有点马失前蹄了。
不过呢,只要我们了解这些不足,在合适的情况下使用磁粉检测方法,它还是非常实用的一种探伤手段。
磁粉探伤报告
一、探伤目的。
本次磁粉探伤的目的是对XX设备进行全面的检测,以发现潜在的裂纹、疲劳
损伤或其他缺陷,确保设备的安全可靠运行。
二、探伤方法。
磁粉探伤是一种常用的无损检测方法,通过在被检测物体表面涂覆磁粉,然后
施加磁场,当有裂纹或缺陷存在时,磁粉会在这些地方集聚,形成可见的磁粉痕迹,从而发现缺陷。
三、探伤结果。
经过磁粉探伤,发现了设备表面多处裂纹和疲劳损伤,其中最严重的是在XX
位置发现了一条长度约XX毫米的裂纹,对设备的安全运行造成了潜在的威胁。
四、处理建议。
针对发现的裂纹和疲劳损伤,建议立即对设备进行修复和加固,确保裂纹得到
有效的修复,同时加强对设备的定期检测和维护,以减少类似问题再次发生的可能性。
五、结论。
通过本次磁粉探伤,发现了设备表面的裂纹和疲劳损伤,及时修复和加固是确
保设备安全运行的关键。
同时,加强对设备的定期检测和维护也是非常重要的,以确保设备长期稳定运行。
六、附录。
1. 磁粉探伤设备使用记录。
2. 裂纹和疲劳损伤的详细位置和尺寸记录。
3. 修复和加固方案的制定和实施记录。
以上为本次磁粉探伤的报告内容,希望能对设备的安全运行起到一定的帮助和指导。
1 问题的提出3000型磁粉探伤机作为铁路货车轮对车轴表面疲劳裂纹缺陷探伤的重要设备,已在货车轮对检修中广泛应用。
随着神华铁路运量的不断增长,运用、检修部门更加高度重视货车车轮的安全性。
近年来,铁路车辆部门车轮崩裂故障时有发生,给铁路运输安全造成严重威胁,引起人们高度警觉。
据有关车辆运用部门统计,近2年列检人员仅肉眼外观检查发现车轮各部位裂纹15处,最长裂纹达110 mm,极易引发崩轮事故。
如果这些车轮在车辆段检修时被及时发现,将极大程度减少行车事故发生。
目前,车辆轮对探伤工艺只规定了对车轴各部位的探伤要求,而车轮轮毂、辐板、轮辋不属于探伤范围,现场检查手段基本上依靠锤击辨音、目测外观,其故障发现率较低,隐蔽性裂纹几乎无法发现。
因此,采用现有的3000型荧光磁粉探伤机对车轮轮毂、辐板、轮辋进行探伤成为迫切需要,既可提高车轮故障发现率,又减少了专用设备的投入,节约投资。
2 探伤原理及方法2.1 磁粉探伤机原理(1)原理。
3000型荧光磁粉探伤机是轮对探伤的专用设备,其工作原理是:车轴采用直接通电法产生周向磁场,并采用长螺管线圈连续法产生纵向磁场,形成复合磁场以达到复合磁化的目的,使任何方向和角度的缺陷都在有效的磁场内被磁化。
由于车轮是铁磁性材料,其与车轴通过过盈配合压制成一体,在足够的磁场中其与车轴同时磁化,如果车轮内、外侧辐板各部位均被磁悬液充分湿润,车轮上存在缺陷的部位就会产生漏磁场,吸附磁粉而形成磁痕,发现缺陷。
(2)磁化规范。
3000型荧光磁粉探伤机周向磁化电流0~3 000 A连续可调,纵向磁化电流0~2 400 A连续铁路货车车轮磁粉探伤方法研究果小军:北京铁路安全监管办机辆验收室驻肃宁验收室,工程师,河北 肃宁,062350李利峰:神华铁路货车公司肃宁车辆维修分公司,技师,河北 肃宁,062350摘 要:论述磁粉探伤机原理和探伤方法。
针对货车车轴表面疲劳裂纹缺陷,阐述和分析采用3000型磁粉探伤机对车轮轮毂、辐板、轮辋进行磁粉探伤检查,提出修订轮对检修工艺,增加车轮探伤内容;对3000型磁粉探伤机进行技术改造;增加车轮探伤功能和建立故障反馈机制,并进行质量追溯建议。
磁粉探伤仪的校准方法
磁粉探伤仪的校准方法可以分为以下几个步骤:
1. 准备工作:确保磁粉探伤仪的工作环境干燥、无磁性物质干扰,并检查仪器的电源和连接线是否正常。
2. 校准磁场强度:使用磁场强度校准仪或磁场强度计,将磁粉探伤仪的磁场强度调整到标准范围内。
校准时需要根据具体的磁粉探伤仪型号和使用要求进行操作。
3. 校准磁粉浓度:将标准磁粉样品倒入磁粉浓度校准器中,调整磁粉探伤仪的磁粉喷射器,使喷射的磁粉颗粒均匀且浓度符合要求。
4. 校准磁粉喷射方向和均匀性:在标准试片上进行磁粉探伤,调整磁粉探伤仪的喷射方向和喷射均匀性,使磁粉喷射均匀且覆盖试片表面。
5. 校准磁粉探伤仪的灵敏度:使用标准缺陷模型或标准试片,调整磁粉探伤仪的灵敏度,使其能够检测到指定尺寸和类型的缺陷。
6. 校准磁粉探伤仪的报警功能:使用标准缺陷模型或标准试片,调整磁粉探伤仪的报警功能,使其在检测到缺陷时能够及时报警。
7. 完成校准后,需要对磁粉探伤仪进行记录并进行定期的检查和维护,以确保仪器的准确性和稳定性。
注意事项:
- 在校准过程中,要严格按照磁粉探伤仪的使用说明书进行操作。
- 校准时要注意保持环境的干燥和无磁性物质干扰。
- 根据具体的磁粉探伤仪型号和使用要求,调整参数和校准方法可能会有所不同,需要根据实际情况进行操作。
带漆钢板电磁铁干粉法磁粉探伤检测灵敏度与可靠性的实验研究
夏纪真 李耀武* 雷天麟* 冯卫
*
南昌航空工业学院无损检测教研室
注:本文原写于1999年4月,未曾发表过,现整理为电子版发布(2004.09.07)
*李耀武、雷天麟、冯卫为南昌航空工业学院无损检测本科专业1999届毕业生,本课题为
毕业设计课题
摘要:
本文通过实验测定带漆钢板漆层厚度对电磁铁干粉法磁粉探伤检测灵敏度的影响,确认随
着漆层厚度的增加,缺陷检出率下降;在电磁铁单极提升力大于7.5Kg并在一定漆层厚度
范围内,仍能可靠地发现深度0.5~1.0mm的人工刻槽缺陷。
关键词:磁粉检测 电磁轭 干磁粉法
一.前言
在生产实践中,例如港口塔吊的吊臂、高层建筑的钢板结构件、压力容器、储罐等都是重
要的承力件,通常需要进行定期的现场在役检测以确保使用安全。这些构件上都涂有防锈
漆,按照GB J205-83《钢结构工程施工及验收规范》的规定,室外构件一般要求涂覆四遍
防锈油漆,其漆层厚度至少达到175微米。由于这种大型结构件难以按常规磁粉检测要求
预先全面除漆,特别是其许多重要部位往往处于高空状态,因此选择电磁轭进行磁粉探伤
是比较方便的,显示介质采用湿磁粉法时,在检测操作过程中磁悬液的流淌容易使操作人
员的攀登、就位和操作造成不便甚至影响安全,故考虑采用干粉法进行磁粉探伤。检测的
目标是要发现深度0.5~1.0mm的疲劳裂纹。在上述条件下,磁粉检测的灵敏度与可靠性就
是我们所关注的问题。
二.检测方案的考虑
磁粉检测的实质是通过对被检工件施加磁场使其磁化(整体磁
化或局部磁化),在工件的表面和近表面缺陷处将有磁力线逸出
工件表面而形成漏磁场,有磁极的存在就能吸附施加在工件表
面上的磁粉形成聚集磁痕,从而显示出缺陷的存在。
对于带漆工件,漆层对磁力线存在一定的磁阻,使得工件表面
的漏磁场减弱,只有能穿越漆层逸出到表面的磁力线能形成漏
磁场,并且必须有足够的强度能够吸附磁粉,才能显示磁痕,
保障检测的灵敏度与可靠性。如图1所示。
与磁场强度密切相关的电磁轭性能参数通常是以“提升力”和“励
磁安匝数”作为主要的技术指标,我们曾试用提升力只有2.5Kg
(实测结果)的马蹄形交流电磁铁,在钢板上漆层厚度
图1
才22微米的情况下就已经基本丧失了检测灵敏度(按下面所述的试件),后来改用CYE-3A
型旋转磁场交叉电磁轭,其四极合用情况下的提升力达到14Kg(实测结果),单极提升力
可达到7.5Kg(实测结果),能够满足本试验的需要。本试验采用济宁产的空心球形磁粉(灰
黑色,粒度80~300目)作为显示介质。
试样的制作:
在一块厚度6mm,面积660x660mm2的20#钢板近边缘部分的板面上,用高速钢扁铲凿出
0.5mmx10mm和1.0mmx13.4mm的两条V形槽作为人工缺陷。选用钙脂白色磁漆(主要成
分为重体碳酸钙、锌钡白和熟油等),这是一种普通油漆,其颗粒较粗、均匀性较差,目的
是在最普通的情况下进行试验。
每涂刷一次油漆,待其干涸后,用千分尺测量漆层厚度(钢板总厚度减去事先测定的钢板
板材厚度),并进行一次粉探伤测试,记录观察结果,然后再涂刷一遍油漆,重复上述步骤,
直到漆层厚度达到198微米。由于一直是在同一个缺陷部位测试,可以避免人工缺陷、钢
板厚度以及钢板材料成分和冶金组织变化造成的影响。
需要说明的是,由于刻槽是手工凿成的,其槽深在全长上还不够均匀一致,与设定值有一
定误差,经测定结果如下:
0.5mmx10mm 1.0mmx13.4mm
刻槽深度(mm)
一端0.58;中间0.56;另一端0.36 一端0.74;中间0.77;另一端
1.05
刻槽开口宽度(mm) 0.50 0.70
刻槽长度(mm) 10.0 13.4
刻槽深宽比 ~1 ~1.2
一般认为缺陷的深宽比越大对磁粉探伤越有利,这是因为缺陷的深宽比越大,能产生的漏
磁场越强,缺陷越容易被发现。在本实验中采用的人工缺陷的深宽比近于1,而且开口宽度
较大,故处在不利的状态,然而却有助于考虑检测的可靠性,因为这种人工缺陷若能有效
地检测出来,则对检测实际存在的自然缺陷应当更有可靠性。而且,由于缺陷开口宽度较
大,在刷涂油漆时,必然有油漆把刻槽内的缝隙填满,缺陷内不再是空气介质,使得基体
与缺陷的导磁率差异不是最大,这也是从最恶劣的检测条件来考虑的。
还需要说明的是,之所以不采用涡流测厚仪测量漆层厚度的原因是该油漆的均匀性差,用
7504型涡流涂层测厚仪测量发现示值漂移太大,甚至达到50为米左右的误差,因此仍然采
用千分尺做机械式测量,这样的测量结果误差较小。
三.实验结果
在每次测试时,对显示清楚的磁痕用游标卡
尺测量磁痕长度并记录下来,在电磁轭提升
力一定的条件下(7.5Kg),对应漆层厚度和
磁痕长度的测量结果如图2所示。
由图2可见,深度大的缺陷能在较厚的漆层
情况下仍有清楚显示(长度变短,不过本实
验中人工刻槽的深度不均匀也是影响因素
之一),深度浅的缺陷在一定漆层厚度时就
已经无法显示出来了。
可以设想,如果所用电磁轭的提升力能在进
一步提高,相信有可能在更厚的漆层情况下
检测出较浅的裂纹。
四.讨论
在常规的磁粉探伤中,经常使用A型灵
图2
敏度试片来校验磁粉探伤的灵敏度,它要
求与被检工件紧密接触(指与被检件的金
属表面紧密接触),在本文的实验条件下,
有漆层的存在,能否使用A型灵敏度试
片校验检测灵敏度也是本实验需要做的
工作。在每次测试时,也采用了A型灵
敏度试片进行了实验,其摆放位置是固定
的,以尽可能减少试验误差,如图3所示。
实验结果见表1。
表1 不同漆层厚度时A1试片的磁痕显示
漆层厚度μm A1 15/100 A1 30/100 A1
60/100
0 清晰 清晰 清晰
15 两个清晰圆弧 清晰 清晰
33 两个清晰圆弧 清晰 清晰
57 两个清晰圆弧 清晰 清晰
66 两个清晰圆弧 清晰 清晰
88 两个清晰圆弧 清晰 清晰
99 两个较清晰圆弧 两个清晰圆弧 清晰
107 两个清晰圆弧 两个清晰圆弧 清晰
119 两个清晰圆弧 两个清晰圆弧 清晰
131 两个较清晰圆弧 两个清晰圆弧 清晰
149 两个淡短弧 两个清晰圆弧 清晰
189 两个稍淡短弧 两个清晰圆弧 清晰
197 两个稍淡短弧 两个较清晰圆弧 清晰
237 稍见短弧 两个较短淡圆弧 清晰
244 稍见磁痕 两个较短淡圆弧 清晰
262 不可见 两个较短淡清晰
图3
注:
①A型试片是用黄油粘贴在缺陷的中间位置,
以试片上的圆环磁痕显示作参考,试片、缺陷
和磁极的相对位置在每次测试时都保持不变,
以求尽量减少测试误差;
②为了便于用千分尺测量漆层厚度,受千分尺
结构尺寸所限,缺陷刻制在试板近边缘部分,
因此所使用的四极旋转磁场电磁轭只能用上
三只磁极,第四极悬空。
圆弧
注:显示磁痕因为成圆弧状而未予测量长度
由表1的结果来看,在对带漆钢板进行磁粉探伤时,仍有希望利用A型灵敏度试片作为检
测灵敏度校验之用,但需要作进一步的定量验证工作(即A试片显示程度、裂纹检出和漆
层厚度三者的对应关系)。
五.结论
根据以上试验结果,发现对于漆层厚度达到175μm左右的钢板结构件采用电磁轭干粉法磁
粉探伤时,要求电磁轭的单极提升力应当至少达到7.5Kg甚至更高,才能对深度1mm左右
的疲劳裂纹有较可靠的检测灵敏度。