高级培训教材MT2

蒋仕良天津石化公司机械研究所高级工程师RT、UT、MT、PT、AE五项高级资格全国无损检测考委会考委TEL：022-638026722MT探伤设备3MT探伤设备1磁粉检测设备的分类按重量和可移动性分：固定式、移动式、便携式；按设备的组合方式分：一体型和分立型；1.1固定式探伤机1.1.1组成—磁化电源、磁化线圈、工件卡持装置、指示装置、喷洒装置、照明装置、退磁装置、剩磁法时交流探伤机应配备断电相位控制器。磁化电源：是探伤机的核心，其作用是提供磁化电流（包括交流电和直流电），使工件磁化。4MT探伤设备磁化电源主要结构：调压器和主变压器。调压器将不同的电压输送给主变压器，主变压器是降压变压器，提供低电压大电流，电流（交流电或整流电）直接通过工件或通过穿入工件内孔的中心导体或者通入线圈，对工件磁化。调压器分为：自耦调压和可控硅调压。磁化电源的输出电流可借助磁化卡头、线圈或电缆进行周向磁化、纵向磁化或多向磁化磁化线圈：进行纵向磁化的螺管线圈。5MT探伤设备工件卡持装置：磁化卡头和触头。卡头上应包上铅垫或铜编制网。指示装置：电流表、电压表。两者按准确等级划分为5.0—1.0。磁粉探伤机常用5A的电流表，可测量几千甚至上万安培的磁化电流。这是因为采用了电流互感器（相当于一个变压器，用于扩大电流表的量程）把通过工件的电流变为电流表可测量的电流。9000型的交流探伤机使用的互感器匝数比为9000/5，当安培计满刻度指示时，代表磁化电流为9000A。电流表至少半年校验一次。当设备进行重要电气修理、周期大修或损坏时，应进行校验。6MT探伤设备喷洒装置：磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。螺管线圈：进行纵向磁化、退磁。断电相位控制器：剩磁法时交流探伤机必须配备。1.1.2常见固定式磁粉探伤机型号：（2000A-12000A）CEW-2000、CEW-2000A、CEW-4000、TC-6000、CEW-10000。1.1.3常见固定式磁粉探伤机特点：两磁化卡头间最大距离从1米到4.5米。该类设备可进行周向磁化、纵向7磁化，有些还可进行复合磁化。该类设备可分别进行交流或直流退磁，或交直流全自动退磁。设备上均装有磁悬液循环和喷洒装置。该类设备有的还配有支杆触头，通过软电缆连接，软电缆另外还可实行绕电缆法探伤。MT探伤设备81.2移动式磁粉探伤机1.2.1组成—磁化电源、磁化线圈、触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式）、指示装置、照明装置、退磁装置。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、断电相位控制器三个方面。MT探伤设备91.2.2常见移动式磁粉探伤机型号：（3000-6000A）CYD3000、CYD5000。CZQ6000型直流探伤机、CDG10000型多功能探伤机。1.2.3常见移动式磁粉探伤机特点：与固定式相比，无磁悬液循环和喷洒装置、磁化卡头。由于重量较重，一般装有滚轮，可来回移动。配合使用的附件有支杆触头、夹钳触头、开合式和闭合式。若使用软电缆，随着电缆的延长，检验部位的电流值会显著降低，若采MT探伤设备10MT探伤设备用触头法，应在手柄上安装微型开关，以控制磁化电流的时间。另外，移动式磁粉探伤机还具备自动退磁功能。11MT探伤设备1.3便携式磁粉探伤机1.3.1组成—磁化电源、磁化线圈、触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式）、指示装置、照明装置。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、退磁装置、断电相位控制器四个方面。12MT探伤设备1.3.2常见便携式磁粉探伤机（包括小型磁粉探伤机）：（500-2000A）CYE-3（旋转磁场仪）、E型（旋转磁场仪）、CYE-1（电磁轭型）、CJE型（电磁轭）、CY-500（支杆）、CY-1000（支杆）、CY2000（支杆）。1.3.3常见便携式磁粉探伤机的分类：①电磁轭（包括交流、直流）：非电接触，不会产生电弧和烧伤。②交叉磁轭（包括空间交叉、平面交叉）：两个轭状13MT探伤设备的电磁铁以一定的夹角进行空间交叉或平面交叉组合而成，并由不同相位的两组交流电励磁的磁化装置构成。两个电磁轭产生的两个正弦交变磁场叠加后，产生一个方向随时间变化的椭圆形旋转磁场。③永久磁铁：用于没有电源的探伤场地。④小型磁粉探伤机：带有支杆触头和电缆，电缆可绕成线圈进行进行纵向磁化。此探伤机可属于小型移动磁粉探伤机。141.3.4常见便携式磁粉探伤机的特点：体积小、重量轻、特别适合于野外和高空作业，是特种设备检测的最常用仪器。1.3.5常见便携式磁粉探伤机的综合技术要求：主要是考察提升力，当磁轭极间距最大时，交流电磁轭至少44N，直流电磁轭至少177N，交叉电磁轭至少118N（间隙为0.5mm）。提升力至少半年校验一次。MT探伤设备15MT探伤设备1.4全自动磁粉检测装置不需任何人工操作，试件的自动装卸和定位、自动磁化、与磁化周期对应，自动定时施加磁悬液、对磁痕的自动检测和标记、对工件自动退磁、对显示的自动解释和分选，其中自动磁化由计算机控制磁场方向、励磁电流的种类和大小、磁化时间等。半自动磁粉检测装置仅指全自动装置中的磁痕检测和判断仍由检测人员进行。16MT探伤设备2磁粉检测辅助器材2.1光源2.1.1可见光光源：自然光，白炽灯，日光灯。只要满足白光照度即可，一般应大于等于1000lx，最低也得500lx。可见光波长范围为400—760nm。关于光学的几个概念①[光]照度—单位面积上接受到的光通量。符号E。单位勒克司（勒克斯）lx。E=dφ/dA。指可见光的照度。②辐[射]照度—也称辐照度。表面上一点的辐照度是入射在包含该点的面元上的辐射通量除以该面元面积之商，符号Ee。单位瓦[特]/米2。Ee=dφe/dA。17MT探伤设备③光通量—能引起眼睛视觉强度的辐射通量。符号φ。单位流明lm。指可见光的光通量。④流明lm：发光强度为1cd的光源，在一个球面度内的光通量就是1lm。⑤发光强度：光源在给定方向上单位立体角内传输的光通量。符号I。单位坎[德拉]Cd。I=dφ/dΩ⑥1Cd（单位坎德拉）：发出频率为540×1012Hz的单色辐射的光源在给定方向上的发光强度，该方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度。18MT探伤设备⑦球面度：是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积。⑧（光）亮度：也称亮度，是指给定方向上单位立体角的垂直光照度。符号L。单位坎德拉每平方米Cd/m2。2.1.2紫外线光源：常用的是紫外灯，也称黑光灯，也称高压水银灯，用于荧光磁粉检测。19MT探伤设备紫外灯的组成：由两个主电极、一个辅助启动电极、贮有水银的内管（石英管水银蒸汽可达4——5个大气压）及外管（深紫色玻璃罩）组成。紫外灯的光线：紫外灯发出的光包括不可见的紫外光和可见光。不可见的紫外光波长峰值在365nm附近。这正是激发荧光磁粉发出荧光（所发荧光波长范围为510—550nm，黄绿色）所需的波长。不需要的可见光、红外线和短波紫外线可通过深紫色玻璃罩滤掉，仅让波长320—400nm的紫外线通过。20MT探伤设备紫外线（紫外光）：其实质是电磁波，波谱位于X射线和可见光之间。紫外线可分为三种范围：第一种波长320—400nm的紫外线称为UV-A，或称为黑光紫外线或长波紫外线。适于荧光磁粉探伤。第二种波长280—320nm的紫外线称为UV-B，或称为中波紫外线或红斑紫外线。UV-B能使皮肤变红，引起晒斑和雪盲，故不能用于磁粉探伤。第三种波长100—280nm的紫外线称为UV-C，或称为光化、杀菌紫外线或短波紫外线。能引起猛烈的燃烧，伤害眼睛。21MT探伤设备紫外灯的要求和使用：荧光磁粉探伤时，所使用的黑光灯在工件表面的黑光辐照度应大于等于1000μw/cm2,波长320—400nm，中心波长365nm。使用紫外灯时应注意：①刚点燃输出达不到最大至少5min后使用。②减少开关次数。③使用一定时间后辐射能量下降，应定期测紫外辐照度。④电压波动对紫外灯影响大必要时装稳压器。⑤滤光片如损坏或脏时，及时更换。⑥避免磁悬液溅到紫外灯泡上发生炸裂。⑦不要对着人眼直照。22MT探伤设备2.2磁场测量仪器2.2.1特斯拉计（高斯计）：利用霍尔效应制造的霍尔元件做成的测量磁场强度的仪器。1T=10000Gs。测量时要转动探头，使指示值最大，读数才正确。常用仪器有GD-3（高斯计）和CT-3毫特斯计。2.2.2袖珍式场强计（磁场强度计）：利用力矩原理做成的简易测磁计。主要用于测退磁后的剩磁大小。常用仪器有XCJ-A（精度0.1mT）、XCJ-B（精度0.1mT即Gs）和XCJ-C（精度0.05mT）。注意，在非均匀磁场中，场强计的动片只反映了受力的大小，与特斯拉计的指示值无对应关系。23MT探伤设备2.2.3磁化电流表：磁粉设备上，表征磁场强度的电流值，至少半年校验一次。当设备进行重要电气修理、周期大修或损坏时，应进行校验。24MT探伤设备2.3照度计2.3.1白光照度计：测量被检工件表面的白光照度。常用仪器有：ST-85型，量程是0—1999×102lx，分辨：0.1lx。ST-80（C）型，量程是0—1.999×105lx，分辨：0.1lx。2.3.2黑光辐照计：测量波长320—400nm，中心波长365nm的黑光辐照度。常用仪器为UV-A，量程是0—199.9mw/cm2，分辨：0.1mw/cm2。25MT探伤设备2.4标准试片2.4.1作用：①检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。②检测磁场方向、有效磁化范围、大致的磁场强度。③考察所用的探伤工艺和操作方法是否妥当。④确定磁化规范。2.4.2分类：常用试片—A1、C、D、M1型四种。所有试片的型号名称中的分数分子代表人工缺陷槽的深度，分母表示试片的厚度，单位为μm。试片由DT4电磁软铁（低碳纯铁）板制成。26MT探伤设备①A1型（A2未退火）试片：由退火电磁软铁制造，磁导率较高，用较小磁场就可磁化。又分为A1-5/50、A1-15/50、A1-30/50、A1-15/100、A1-30/100、A1-60/100六种规格，其大小为20×20mm。其中A1-30/100规格为常用。②C型试片：所用材料与A1相同，由退火电磁软铁制造。又分为C-8/50、C-15/50两种规格。其大小为10×25（5mm/块×5块）mm。C试片是当A1试片使用不方便时采用的。某种程度上是代替A1试片。如焊缝坡口检测。其中C-15/50规格为常用。27MT探伤设备③D型试片：可认为是小型的A1试片，又分为D-7/50、D-15/50两种规格。其大小为10×10mm。也是当A1试片使用不方便时为了更准确地推断被检工件表面的磁化状态使用。④M1型试片：属于多功能试片，由三个刻槽深度不同而间隔相等的同心圆人工刻槽组成。观察磁痕显示差异直观。更准确地推断被检工件表面的磁化状态。又分为M1-7/50（ф12mm）、M1-15/50（ф12mm）、M1-30/50（ф12mm）三种规格。其大小为20×20mm。28MT探伤设备2.5标准试块2.5.1作用：①检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。②考察所用的探伤工艺和操作方法是否妥当。但不能确定①被检工件的磁化规范。②检测磁场方向、有效磁化范围、磁场强度大小及分布。只能对上述参数粗略校验。2.5.2分类：常用试块—B（直流标准试块）、E（交流标准试块）、磁场指示器和自然缺陷标准样件四种。29MT探伤设备①B型试块（直流标准环形试块）：由铬工具钢钨锰（一般退火的9CrWMn钢锻件）制成。硬度90-95HRB。端面钻有12个人工通孔。其直径0.07英寸（1.778mm）。每孔距外圆表面距离依次递加0.07英寸。磁化时，检查应达到灵敏度要求的最少孔数。该试块用于中心导体法，直流磁化，连续法检查。②E型试块（交流标准环形试块）：该试块是个组合件，它由钢环、胶木衬套和铜棒组成。钢环由低碳钢（一般退火的10#钢锻件）制成。钢环上钻有3个ф1的通孔，孔中心距铜棒中心的距离分别为23.5mm\23mm\22.5mm。使用