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钢材无损检测(NDT)之:磁力检测
发布时间:2021-08-18        浏览次数:145        返回列表
     关于钢管,无缝钢管,焊接钢管,严紧钢管等钢材的无损检验(NDT),本站之前刊登过:一扫而空:五大通例无损检验技术钢管的水压试验和涡流探伤试验相对严紧钢管拉伸试验测试简介涡流探伤道理钢材焊缝无损探伤四种技巧相对无损检验新规范罗列汽锅钢管等压力容器的无损探伤介绍无损检验(NDT)之VT和UT的比拟等文章,今天咱们再来一起学习学习钢材的磁力检验方面的相关常识。
    磁力检验属于无损检验领域里的表面及近表面检验技术。表面及近表面检验技巧有磁力检验、分泌检验和涡流检验等技巧。本期报告磁力检验。磁力检验是经历对铁磁性质料进行磁化,在缺点部位所产生的漏磁场来发现表面或近表面缺点的无损检验技巧。包含磁粉检验、漏磁检验(磁敏探头法)和录磁检验等技巧。
    一、磁力检验道理与磁化技巧
    工件在磁场中被磁化后,缺点部位产生漏磁磁场;在被检物上撒上磁粉,缺点部位磁粉附着陈迹与非缺点部位明显不同,从而表现出缺点。
    磁粉检验只适用于铁磁质料(铁、镍、钴及其合金等);铁磁质料上非磁性涂层厚度小于50μm时,对磁粉检验灵敏度影响很小。
    缺点长度方向与磁场方向的垂直度,是磁粉检验的重要条件。
    磁场强度H(A/M)与质料中产生的磁感应强度(磁通密度)B的关系为:
    B=μH
    式中
    μ——磁导率(H/m)
    电流与磁场强度的关系为:
    H=0.16I/R,通电圆柱形导体表面
    H=0.16I·r/R,通电圆柱形导体里面
    H=0.32πNIcosα/L,螺管线圈中心
    式中
    I——电流(A)
    R——导体表面面距导体中心距离(m)
    r——导体里面距导体中心距离
    L——线圈长度(m)
    α——线圈对角线与轴线之间夹角
    被检物周向与纵向磁化技巧列于表1中。道理如图1所示。
    ▼表1周向与纵向磁化技巧
    ▲图1周向和纵向磁化技巧
    a)轴向通电法b)中心导体法c)电极触电法
    d)线圈法e)电磁铁法f)磁轭法
    复合磁化能获取互相垂直的磁场;示例如图2所示。它起码需求一个交换磁场
    (起码有一个交换磁场)
    扭转磁化法如图3所示。两个相像参数的磁轭交叉放置,同一种种不想为电流,此时在四个磁极地点的被检物表面将产生随时间而不断变更的椭圆扭转磁场。
    ▲图3扭转(磁场)磁化法
    按电源分类有交换电磁化,直流线或整流电磁化。接纳交换电能够实现复合磁化和电流法磁化。
    ▲安置在生产现场暗室里的荧光磁粉探伤机
    两磁粉检验过程与技术
    在被检物充磁状况下敷粉检验,称为陆续法,
    在被检物充磁后敷粉检验,称为剩磁法。
    2.1检验灵敏度与灵敏度试片
    磁粉检验灵敏度是指可检出缺点的非常小尺寸,即统统灵敏度。
    磁粉检验灵敏度取决于磁化技巧与规范、磁粉或磁悬浮液的性质、被检物质料特征及缺点的位置等。少许磁化技巧可到达的灵敏度见表2。
    ▼表2磁粉检验灵敏度
    有关检验规范都对被检物检验灵敏度提出了明白请求,现实检验中接纳灵敏度规范试片或试块校准,或考证被检物检验灵敏度,灵敏度试片(块)还用于大致断定磁化电流值,用于考查被检物各处磁场漫衍规则等。
    A型规范试片为20mmX20mm薄片,上头刻有10mm的圆,圆内刻有十字缺点槽。A型试片规格与分类见表3。
    ▼表3A型试片规格与分类
    A型试片使用时,用陆续法敷粉,不容许用剩磁法。凭据表现的磁痕断定磁场方向;凭据表现磁痕的试片品种(试片厚度、槽深)预计磁场强度。
    对于常用碳钢、对象钢、低合金钢件,如只需检验其表面工艺性质缺点和暴露表面的质料缺点,则可接纳中等灵敏度试片;如其在高应力、高负荷等分外条件下工作;则思量接纳高灵敏度试片调试灵敏度,磁性偏低质料检验时尽量使用高灵敏度度试片,以便被检物表面能获取较大磁场。
    直流规范环形试块即B型试块,如图4所示。
    ▲图4直流规范环形试块
    ▲直流规范环形试块什物图片
    使用时用铜棒为中心导体通电使试块周向磁化;用陆续法检验,调查试样外缘表现的磁痕数(表现的近表面孔数)是否到达有关规范划定值[如未到达,则应对检验系统(装备、技巧、磁粉等)加以调整。该试块仅适用于直流电或整流电磁化法。
    磁场指导器如图5所示。其用途与A型试片根基相像,但不适于用作磁场强度及其漫衍的一种定量指标。
    ▲图5磁场指导器
    ▲磁场指导器什物图片
    2.2检验技巧与磁化技巧选定
    陆续充磁时间长,磁化效果好。软磁质料(软铁、低碳钢、铁镍合金等)应接纳陆续法检验。剩磁大的被检物,(如高碳钢、清洁表面强硬的布局钢等)能够接纳剩磁法检验。
    剩磁法检验灵敏度比陆续法低,只适用于检验表面缺点,对近表面缺点很不敏感。但剩磁检验法效率高,适用于大量量的小件检验。
    被检物形状和预计的缺点方向与磁场方向(H)垂直时,检验灵敏度非常高。与磁场方向(H)平行时大概检验不到缺点。周向磁化法或纵向磁化法的选定可参照表1。对长度和重量跨越探伤机技术指标的被检物,用分段绕电缆的技巧进行纵向检验。换装薄型被检物用感应电流法测其环状缺点。
    如果缺点方向难以预计则应对被检物划分进行纵向和横向磁化,避免漏检。对于大量量被检物,生产中接纳复合磁化或扭转磁化,只需一次磁化工序即可实现全方位缺点检验。扭转磁化要紧用于焊缝和大型铸钢件检验。
    接纳交换电磁化,检验表面缺点能力强而检验出近表面缺点的能力差。交换电用于剩磁法检验时有剩磁不稳定和偏小的情况,应适当加大磁化电流和接纳断电相位器稳定剩磁,避免漏检。
    直流电磁化可检出近表面缺点,直流磁化电流已被单相半波和三相全波整流所替代。单相半波整流磁化具备直流电的分泌性(可检验较深的近表面缺点)和交换的脉动性(搅动干磁粉,有益于磁粉流动,从而进步检验灵敏度的特点)。三相全波整流电具备直流电磁化分泌深与脉动性小的特点,并可提供高强度磁化电流,故适用于大型锻件、铸件毛坯以及焊接构件的检验,有益于发现上层下气孔与同化物等。三相全波整流与直流电相似,具备退磁困难的特点。
    2.3预处理
    被测工件磁性检验前要去除表面的油脂、涂料及铁锈等赃物,避免影响检验效果。用于干粉检验时被测工件表面干燥。
    2.4磁化规范
    2.4.1磁化电流
    为保证被检物表面及近表面缺点漏磁场聚集磁粉,不论接纳何种磁化方法,被检物磁化后非常终都应保证:
    陆续法,B>0.6~0.8T;
    剩磁法,Br>T、Hi>800A/M
    按被检物磁化曲线,选定响应的H值,即可经历公式
    H=0.16I/R,通电圆柱形导体表面
    H=0.16I·r/R,通电圆柱形导体里面
    H=0.32πNIcosα/L,螺管线圈中心
    对每一种详细被检物测定磁化曲线,在生产中难以实现,故现实检验中常用质料普通经验公式断定磁化电流。
    1)轴向通电法的周向磁化
    周向磁化是指在工件中确立一个环抱工件的闭合磁场。通电形式如图6所示。
    ▲图6周向磁化表示图
    a)两端触碰法b)中心导体感应磁化法
    c)触头法d)夹具通电法
    磁化电流有:
    I=(5~10)D陆续法
    I=(20~30)D剩磁法
    式中D是被检物的直径。
    中心导体法(芯杆法)被检物内-芯杆通电,以芯杆直径预算。
    中心导体法(电缆法)周向磁化电流:
    I=(8~10)D/N陆续法
    I=(20~30)D/N剩磁法
    式中N是穿过被检物内孔的线缆线圈匝数。
    2)电极触点法(支杆法)周向磁化电流:
    I=4L
    式中L是两支杆间距(mm)
    3)线圈法纵向磁化,通电技巧见图7。
    ▲图7纵向磁化表示图
    a)绕电缆法b)磁轭法
    c)空腹零件的磁化
    d)长轴零件的磁轭法
    陆续法检验,磁动势(安培匝数)为:
    35000
    DI=——————,
    (L/D)+2
    被检物为高添补系数;
    45000
    NI=——————,
    L/D
    低添补系数,被检物偏置于线圈内壁;
    43000R
    NI=——————,
    (6L/D)-5
    式中L为被检物长度,D为被检物直径。
    以上三式适用于3≤L/D≤15。
    2.4.2磁化通电时间
    剩磁法,通电时间普通为0.2~1s,接纳打击电流时,在1/100s以上频频通电。陆续法应在施加磁粉后再割断电流,普通在磁悬液休止流动后再统计次电,每次0.5~2s。
    2.5磁粉与磁悬液
    2.5.1磁粉品种和特点
    磁粉分类见图8。
    ▲图8磁粉分类
    磁粉检验按表现方法分为干法与湿法。干法用干磁粉。湿法则将磁粉按划定浓度悬浮在载液(水或油)中,匀称喷洒在被检物表面。湿法检验灵敏度高可实现自动检验,常用于大量量小件检验。干法老本低,多用于大型构件或大型部分区域检验。
    干法用磁粉普通是相对密度大概为8的铁粉,而湿法用的磁粉是相对密度大概为4.5的铁磁性氧化物。规范干磁粉为粒度5~150μm匀称同化物,磁悬液的磁粉粒度普通为2~5μm。荧光磁粉粒度较大普通为5~25μm,但因其表现缺点清楚在别的光下光彩显然,多用于配置磁悬液。
    ▲荧光磁粉缺点表现影像实例
    2.5.2磁悬液
    磁悬液的品种、特点及技术请求如表4所示。
    ▼表4磁悬液品种、特点及技术请求
    2.6退磁
    检验过程中,如果有上次磁化的残留剩磁大概会影响磁痕陈迹。所以,在两次陆续操纵之间应对被检工件做退磁处理。检验后不容许有剩磁的被检物也必须退磁处理。退磁法技巧列于表5。
    ▼表5退磁技巧
    ▲框式退磁器
    ▲履带传送式退磁机
    2.7磁痕剖析
    表6为种种缺点磁痕普通特征。
    表7所列为伪磁痕(非缺点磁痕)的判别要点。
    ▼表6缺点磁痕的普通特征
    ▼表7伪磁痕普通特征
    三、磁粉检验装备
    3.1磁粉检验机的分类
    磁粉探伤机按磁化妆置不同能够分为以下几类:
    3.1.1固定式磁粉检验机
    布局特点:尺寸大、重量大,安置于固定场所。
    使用对象:中小型工件,需求较大磁化电流的可挪动件。
    检验技巧:湿法,交换、直流。
    3.1.2挪动式磁粉检验机
    布局特点:置于小车上,便于挪动
    使用对象:小型工件,不易挪动的大型工件。
    检验技巧:干法、湿法、交换、直流。
    ▲挪动式磁粉检验机
    3.1.3便携式磁粉检验机
    布局特点:体积小,重量轻、易于搬动。
    使用对象:适用于高空、田野等现场及汽锅、压力容器焊缝的部分检验。
    检验技巧:干法、湿法、交换、直流。
    ▲便携式磁粉检验机
    3.2磁粉检验装备的组成及作用
    磁粉检验装备的组成及作用详见表8。
    ▼表8磁粉检验装备的组成及作用
    四、漏磁检验与录磁检验
    漏磁检验、录磁检验与磁粉检验道理相像,均为行使被检物自己与缺点的变更来检验缺点。磁粉检验、漏磁检验及录磁检验各自的特点见表9。
    ▼表9三种磁力检验技巧相对
    4.1漏磁检验
    漏磁检验也即是磁敏探头法检验。有纵向缺点和横向缺点两种检验技巧。
    4.11纵向缺点检验技巧
    图9是检验纵向缺点的例子。
    ▲图9磁敏探头法检验焊管纵向缺点
    1-磁轭2-励磁线圈3-可替代磁触头
    4-管材5-磁敏探头
    探头装在U形磁轭的两脚间,被测工件扭转而检验系统不动,可检验管子表面全部缺点。
    为了检验直缝焊管的纵向缺点,在固定的磁轭内以垂直于焊缝轴线的方向对焊管进行磁化,并使磁敏探头以垂直于焊缝轴线方向往返挪动。
    4.1.2横向缺点检验技巧
    如图10所示,在自动探测横向缺点的装备中,常接纳两只串联的线圈进行磁化,磁敏探头放在两线圈之间。检验时探头沿管子轴线方向摆动管子沿螺旋方向行走。
    ▲图9磁敏探头法检验焊管纵向缺点
    1-差动探头2-磁化线圈3-工件4-漏磁场
    4.2录磁检验
    录磁法检验分陆续式和不陆续式两种。所谓不陆续式是先将被检工件用磁带围住后再通电磁化,而后再经历一个盘问装置,把磁带上所存的漏磁消息灯号查找出来,并用某种记录手法加以记录。在如图10所示的陆续测试中,使用了一种环形磁带装备。
    ▲图10录磁法检验表示图
    1-电动机2-无触碰变压器3-放大器
    4-环形磁带5-消磁振荡器6-被检工件
    7-磁带启动电机8-同步脉冲灯号
    9-缺点喷涂单位10-荧光屏
    环形磁带由一点击驱动,被检焊缝在磁带底下匀速前进。扭转的探头以垂直磁带的方向扫查,探头的测量灯号经由判别单位传向打标志单位,喷枪在工件表面有缺点的地方喷上标志。与此同时荧光屏上表现缺点灯号,扫查后的磁带记录随即又被消磁器抹掉,磁带可重叠使用。
    被检验工件能够用交换电也能够用交换电磁化。但应注意:直流磁化时,漏磁场的消息是输入到一个未经磁化(或原有磁化消息已被抹掉)的磁带上;而交换磁化时,漏磁场的消息是被输入到预先已被磁化到饱和程度上的磁带上。也即是说,前者记录的是使磁带磁化的消息,而后者则记录的是使磁带退磁的消息。