磁粉检测

钢结构焊缝磁粉检测目录一、基本原理二、适用范围及优缺点三、分类及选用四、设备器材五、检测步骤及要求六、检测结果的评价一、基本原理铁磁性材料磁化后，在表面缺陷处会产生漏磁场现象。磁粉检测就是根据缺陷处的漏场与磁粉的相互作用，利用磁粉来显示铁磁性材料表面或近表面缺陷，进而确定缺陷的位置（有时包括形状、大小和深度）二、适用范围及优缺点适用范围：1.适用于铁磁性材料熔化焊缝表面或近表面的检测。铁磁性材料有碳素结构钢、低合金结构钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍及镍合金、沉淀硬化钢和电工钢等，而铝、镁、铜、钛及其合金和奥氏体不锈钢，以及用奥氏体钢焊条焊接的焊缝都不能用磁粉检测。2.只能检测到工件表面及近表面的缺陷，可检测到的缺陷深度一般不超过1mm～2mm；不能检测到埋藏很深的内部缺陷，因此，熔焊焊缝的内部缺陷也不能用磁粉检测。3.易于检出与磁场方向夹角较大的缺陷，与磁场方向垂直的缺陷检测灵敏度最高，对于与磁场方向夹角小于20°或平行的缺陷检测灵敏度很低。二、适用范围及优缺点优缺点：1.适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料2.可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检查内部缺陷可检出的缺陷埋藏深度与工件状况、缺陷状况以及工艺条件有关，对光洁表面，例如经磨削加工的轴，一般可检出深度为1mm～2mm的近表面缺陷，采用强直流磁场可检出深度达3mm～5mm近表面缺陷。但对焊缝检测来说，因为表面粗糙不平，背景噪声高，弱信号难以识别，近表面缺陷漏检的几率是很高的。3.检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷有关理论研究和试验结果表明：磁粉检测可检出的最小裂纹尺寸大约为宽度1μm，深度10μm，长度1mm，但实际现场应用时可检出的裂纹尺寸达不到这一水平，比上述数值要大得多。虽然如此，在RT、UT、MT、PT四种无损检测方法中，对表面裂纹检测灵敏度最高的仍是MT。二、适用范围及优缺点4.检测成本很低，速度快磁粉探伤设备不贵，常用的磁轭式磁粉探伤机和用于荧光磁粉探伤的黑光灯都只有几千元，用于轴类工件直接通电检测的固定床式大功率探伤机也就几万元。至于消耗材料，费用更低，一台大型球罐探伤所消耗的材料成本只有几十元。磁粉检测速度很快，例如使用交叉磁轭检测焊缝，每分钟检测速度可达2m左右，轴类工件直接通电检测，完成磁化只需数秒。5.工件的形状和尺寸对探伤有影响，有时因其难以磁化而无法探伤磁粉探伤的磁化方法有根多种，根据工件的形状、尺寸和磁化方向的要求，选取合适的磁化方法是磁粉探伤工艺的重要内容。磁化方法选择不当，有可能导致检测失败。对不利于磁化的某些结构，可通过连接辅助块加长或形成闭合回路来改善磁化条件。对没有合适的磁化方法且无法改善磁化条件的结构，应考虑采用其他检测方法。三、分类及选用根据磁化方式可将磁粉检测分为线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法和旋转磁场磁化法。三、分类及选用钢结构焊缝磁粉检测的磁化方式常选用磁轭法。三、分类及选用根据使用的磁粉分散介质将其分为干法磁粉检测和湿法磁粉检测两种。1.干法：采用干磁粉以空气为分散介质施加到磁化的工件表面上进行探伤的方法称为干法。干法探伤适用于粗糙表面的大型工件和大型焊缝局部区域的缺陷检验，也可用于高温和冻结温度条件下的探伤。但干法不能用于剩磁法探伤，与湿法探伤相比，磁粉不能回收，污染环境，工作条件差。2.湿法：将磁粉按一定比例与煤油或水配成磁悬液施加到磁化的工件表面上进行探伤的方法称为湿法。可以将磁悬液喷洒在工件上（喷洒法），也可将工件浸入磁悬液内（浸法）。喷洒法通常与连续法配合使用，采用剩磁法时，喷洒法和浸法都可以用。喷洒法的灵敏度略低于浸法。湿法探伤操作简单，适用于复杂形状和大批量的工件探伤，特别适用于检测表面细小的缺陷，但不能在高温和冻结的低温条件下进行。通常干法检测所用的磁粉颗粒较大，所以检测灵敏度较低。湿法流动性好，可采用比干法更细的磁粉，使磁粉更易于被微小的漏磁场所吸附，因此湿法比干法的检测灵敏度高。钢结构焊缝磁粉检测一般采用湿法。三、分类及选用根据在检测过程中施加磁悬液和磁粉的时机不同，又可将磁粉检测分为连续法和剩磁两种。1.连续法：在外加磁场磁化工件的同时，将磁悬液或磁粉施加到工件上进行探伤的方法称为连续法，也称为外加磁场法。2.剩磁法：利用工件停止磁化后的剩磁进行磁磁粉检测的方法称为剩磁法。钢结构焊缝磁粉检测中一般采用连续法四、设备与器材1.磁化方法与装置磁粉探伤装置应根据被测工件的形状、尺寸和表面状态选择，并应满足检测灵敏度的要求。根据待检构件的形状、尺寸、焊缝形式，选择方便、快捷、有利于缺陷检出的磁化方式，磁化方法有磁轭法、线圈法、平行电缆法或触头法等。对于磁轭法检测装置，当极间距离为150mm、磁极与试件表面间隙为0.5mm时，其交流电磁轭提升力应大于45N，直流电磁轭提升力应大于177N。磁轭探伤设备需进行计量检定，提升力的检定结果必须达到上述规定要求以上方可使用。磁轭的磁极间距不能太大，太大不能有效磁化构件，影响探伤结果。四、设备与器材对接管子和其他特殊试件焊缝的检测可采用线圈法、平行电缆法等。小的管子、轴类等对接焊缝用通电线圈进行磁化时，应注意构件的长度与直径之比值，该比值越小越难磁化。大的管类构件可用缠绕电缆的方法，用表面绝缘的通电电缆紧贴构件绕成线圈，被检区域应在线圈范围内。检测较长的角焊缝可用单根绝缘通电电缆沿焊缝平行放置，返回电缆应尽量远离检测区域。对于铸钢件可采用通过支杆直接通电的触头法，触头间距宜为75mm～200mm。用两支杆触头按一定间距直接通电进行磁化的方法，既方便又灵活，但应注意触头间距离。间距过小，电极附近磁化电流密度过大，易产生非相关磁痕；间距过大，磁场变弱，需加大磁化电流，易烧灼探测构件表面，所以，一般此方法常用于铸钢件探伤。磁粉探伤仪的各装置应符合现行国家标准《无损检测磁粉检测第3部分：设备》GB/T15822.3的有关规定。四、设备与器材2.磁悬液磁粉检测中的磁悬液可选用油剂或水剂作为载液。常用的油剂可选用无味煤油、变压器油、煤油与变压器油的混合液；常用的水剂可选用含有润滑剂、防锈剂、消泡剂等的水溶液。钢结构工程中较多采用水做载液，可降低成本，又无火险隐患，检测后焊缝表面易于作防腐、防锈处理。在配制磁悬液时，应先将磁粉或磁膏用少量载液调成均匀状，再在连续搅拌中缓慢加入所需载液，应使磁粉均匀弥散在载液中，直至磁粉和载液达到规定比例。磁悬液的检验应按现行国家标准《无损检测磁粉检测第2部分：检测介质》GB/T15822.2规定的方法进行。四、设备与器材磁悬液的浓度直接影响其检验的灵敏度。浓度过低，易引起小缺陷漏检，浓度过高会干犹缺陷的显示，所以应控制磁悬液的配置浓度。对用非荧光磁粉配置的磁悬液，磁粉配制浓度宜为10g/L～25g/L；对用荧光磁粉配置的磁悬液，磁粉配制浓度宜为1g/L～2g/L。磁悬液施加装置应能均匀地喷洒磁悬液到试件上，喷洒时需控制液流大小，避免高速液流冲刷掉已形成的缺陷显示。用荧光磁悬液检测时，检测应在暗区进行，暗区的白光照度应小于201x。观查磁痕时应采用黑光灯照射装置，当照射距离试件表面为380mm时，测定紫外线辐射强度不应小于l0W/m2。四、设备与器材3.灵敏度试片检查磁粉探伤装置、磁悬液的综合性能及检定被检区域内磁场的分布规律等可用灵敏度试片进行测试。灵敏度试片是磁粉探伤时必备的工具，用来检查探伤设备、磁粉、磁悬液的综合使用性能，以及人员操作方式是否适当。常用的有A型、C型灵敏度试片和磁场指示器等。四、设备与器材A型灵敏度试片采用100μm厚的软磁材料制成，试片上刻有圆形和十字形人工槽，可以确定有效磁场的方向。A型灵敏度试片型号有1号，2号，3号三种，其人工槽深度应分别为15μm、30μm和60μm，不同型号的三种A型灵敏度试片，人工槽与试片厚度的比值越小的试片，所需要的有效磁场强度越大，其检测灵敏度就越高。四、设备与器材当磁粉检测中使用A型灵敏度试片有困难时，可用与A型材质和灵敏度相同的C型灵敏度试片代替。C型灵敏度试片厚度应为50μm，人工槽深度应为15μm。C型灵敏度试片使用时可沿分割线切成5mm×10mm的小片，以适应狭窄部位的探伤。五、检测步骤及要求1.进行磁粉检测前，应充分调查被检产品的材质、结构、加工工艺、焊接工艺、设计等级或要求、用途等信息，制定合理、完善的检测工艺卡。2.焊缝磁粉检测应等焊缝冷却到环境温度后进行，对于低合金结构钢焊缝必须在焊后24h后才可以检测。3.磁粉检测应按照预处理、磁化、施加磁悬液、磁痕观察与记录、后处理等先后工序进行。五、检测步骤及要求4.预处理应符合下列要求：①应对试件探伤面进行清理，清除检测区域内试件上的附着物（油漆、油脂、涂料、焊接飞溅、氧化皮等）。焊缝表面较粗糙时，不利于小缺陷的检出，可用砂纸或局部打磨来改善表面状况；在对焊缝进行磁粉检测时，清理区域应由焊缝向两侧母材方向各延伸20mm的范围。②根据工件表面的状况、试件使用要求，选用油剂载液或水剂载液。③根据现场条件、灵敏度要求，确定用非荧光磁粉或荧光磁粉。④根据被测试件的形状、尺寸选定磁化方法。五、检测步骤及要求5.磁化应符合下列规定：①磁化时，磁场方向宜与探测的缺陷方向垂直，与探伤面平行。②当无法确定缺陷方向或有多个方向的缺陷时，应采用旋转磁场或采用两次不同方向的磁化方法。采用两次不同方向的磁化时，两次磁化方向间应垂直。③检测时，应先放置灵敏度试片在试件表面，检验磁场强度和方向以及操作方法是否正确，只有试片磁痕显示正确后，方可进行磁粉探伤检测。五、检测步骤及要求④用磁轭检测时，应有覆盖区，磁轭每次移动的覆盖部分应10mm～20mm之间；在检测中，应避免交叉磁轭的四个磁极与探测构件表面间产生空隙，空隙会降低磁化效果。⑤用触头法检测时，每次磁化的长度宜为75mm～200mm；检测过程中，应保持触头端干净，触头与被检表面接触应良好，尽量减少触点的过热，以防烧伤检测面。电极下宜采用衬垫，衬垫可以是铅板或铜丝编织带做成的圆盘，不可用锌作为衬垫。衬垫或编织物厚度应均匀。⑥探伤装置在被检部位放稳后方可接通电源，移去时应先断开电源。五、检测步骤及要求6.在施加磁悬液时，可先喷洒一遍磁悬液使被测部位表面湿润，在磁化时再次喷洒磁悬液。磁悬液宜喷洒在行进方向的前方，磁化应一直持续到磁粉施加完成为止，形成的磁痕不应被流动的液体所破坏。五、检测步骤及要求7.磁痕观察与记录应按下列要求进行：①磁痕的观察应在磁悬液施加形成磁痕后立即进行。②采用非荧光磁粉时，应在能清楚识别磁痕的自然光或灯光下进行观察（观察面亮度应大于5001x）；采用荧光磁粉时，应使用符合标准规定的黑光灯装置，并应在能识别荧光磁痕的亮度下进行观察（观察面亮度应小于201x），必要时可借助2～10倍的放大镜。③应对磁痕进行分析判断，区分缺陷磁痕和非缺陷磁痕；有疑义的磁痕显示应采用其他有效方法来验证。④可采用照相、绘图等方法记录缺陷的磁痕。五、检测步骤及要求8.检测完成后，应按下列要求进行后处理：①被测试件因剩磁而影响使用时，应及时进行退磁；一般而言，建筑钢结构焊缝上的剩磁很低，无需退磁。如有特殊要求必须退磁的，可用交变磁场进行退磁。②对被测部位表面应清除磁粉，并清洗干净，必要时应进行防锈处理。六、检测结果的评价缺陷的磁痕显示有多种形态，按长宽比分为线型磁痕和圆型磁痕，磁粉检测可允许有线型缺陷和圆型缺陷存在。当缺陷磁痕为裂纹缺陷时，应直接评定为不合格。评定为不合格时，应对其进行返修，返修后应进行复检。对返修后的区域进行复检时，应采用相同的磁粉检测方法和质量评定标准。返修复检部位应在检测报告的检测结果中标明。作为焊缝外观质量的辅助检测时，检测结果应符合GB50205-2001中的有关要求。THEEND