磁粉检测技术规范.doc

磁粉检测技术规范1.1 检测人员1.1.1 从事磁粉检测的人员应满足NB/T 47013.1的有关规定。1.1.2 磁粉检测人员的未经矫正或经矫正的近（小数）视力和远（距）视力应不低于5.0，测试方法应符合GB 11533的规定；并一年检查一次，不得有色盲。1.2 磁粉检测程序磁粉检测程序如下：a） 预处理；b） 磁化；c） 施加磁粉或磁悬液；d） 磁痕的观察与记录；e） 缺陷评级；f） 退磁；g） 后处理。1.3 检测工艺文件1.3.1 检测工艺文件包括工艺规程和操作指导书。1.3.2 工艺规程除满足NB/T 47013.1的要求外，还应规定下列相关因素的具体范围或要求；当相关因素的一项或几项发生变化并超出规定时，应重新编制或修订工艺规程。a) 被检测对象(形状、尺寸、材质等)；b) 磁化方法；c) 检测用仪器设备；d) 磁化电流类型及其参数；e) 表面状态；f) 磁粉(类型、颜色、供应商)；g) 磁粉施加方法；h) 最低光照度；i) 非导电表面反差增强剂(使用时)；j) 黑光福照度(使用时)。1.3.3 应根据工艺规程的内容和被检工件的检测要求编制操作指导书，其内容除满足NB/T 47013.1的要求外，至少还应包括：a) 检测区域和表面质量要求；b) 检测环境要求；c) 检测技术要求：灵敏度试片显示，磁化方法，磁化规范，磁化时间等；d) 磁粉或磁悬液的施加方法；e) 磁痕观察条件；f) 退磁要求。1.3.4 操作指导书在首次应用前应采用标准试件进行工艺验证，以确定是否能达到标准规定的要求。1.4 安全要求1.1.1 电流短路引起的电击或在所用相对较低电压下的大电流引起的灼伤。1.1.2 使用荧光磁粉检测时，黑光灯激发的黑光对眼睛和皮肤产生的有害影响。1.1.3 使用或去除多余磁粉时，尤其是干磁粉，其悬浮的颗粒物等被吸入或进入眼睛、耳朵导致的伤害。1.1.4 使用不符合要求的有毒磁粉等材料引起的有害影响。1.1.5 易燃易爆的场合使用通电法和触头法引发的火灾。1.5 设备和器材1.5.1 设备磁粉检测设备应符合JB/T 8290的规定。1.5.2 提升力当使用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有 45N的提升力；直流电（包括整流电）磁轭或永久性磁轭至少应有177N的提升力；交叉磁轭至少应有118N的提升力（磁极与试件表面间隙为小于等于0.5mm）。1.5.3 断电相位控制器采用剩磁法检测时，交流探伤机应配备断电相位控制器。1.5.4 黑光灯当采用荧光磁粉检测时，使用的黑光灯在工件表面的辐照度应大于或等于1000W/cm2，其波长应为315nm400nm，峰值波长约为365nm。黑光源应符合GB/T 5097的规定。1.5.5 黑光辐光照度计黑光辐光照度计用于测量黑光的辐照度，其测量的波长范围应至少在315nm400nm之内，峰值波长约为365nm。1.5.6 光照计光照计用于测量被检工件表面的可见光照度。1.5.7 退磁装置退磁装置应能保证工件退磁后表面剩磁小于或等于0.3mT（240A/m）。1.5.8 辅助器材一般应包括下列器材：a） 磁场强度计；b） A1 型、C 型、D 型和M1型试片、标准试块和磁场指示器；c） 磁悬液浓度沉淀管；d） 2倍10倍放大镜；e） 通电时间定时器；f） 快速断电试验器；g） 电流表。1.6 磁粉、载体及磁悬液1.6.1 磁粉磁粉应具有高磁导率、低矫顽力和低剩磁，非荧光磁粉应与被检工件表面颜色有较高的对比度。磁粉粒度和性能等其他要求应符合JB/T 6063的规定。1.6.2 载体湿法应采用水或低粘度油基载体作为分散媒介。若以水为载体时，应加入适当的防锈剂和表面活性剂，必要时添加消泡剂。油基载体的运动粘度在38时小于或等于3.0mm2/s，最低使用温度下小于或等于5.0mm2/s，闪点不低于94，且无荧光、无活性和无异味。1.6.3 磁悬液磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来确定。一般情况下，磁悬液浓度范围应符合表1的规定。测定前应对磁悬液进行充分的搅拌。表1 磁悬液浓度磁粉类型配制浓度/(g/L)沉淀浓度（含固体量）/(mL/100mL)非荧光磁粉10251.22.4荧光磁粉0.53.00.10.41.7 标准试件1.7.1 标准试片1.7.1.1 标准试片主要用于检验磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能，显示被检工件表面具有足够的有效磁场强度和方向、有效检测区以及磁化方法是否正确。标准试片有A1型、C型、D型和M1型，其规格、尺寸和图形见表2。A1型、C型和D型标准试片应符合GB/T 23907的规定。表3 标准试片的类型、规格和图形类型规格：缺陷槽深/试片厚度/图形和尺寸/mmA1-7/50A1-15/50A1-30/50A1-15/100A1-30/100A1型A1-60/100C: 8/50 C型 C: 15/50D: 7/50 D型 D: 15/5012mm7/509mm15/50M1型6mm30/50注：C型标准试片可剪成5个小试片分别使用。1.7.1.2 磁粉检测时一般应选用A1: 30/100型标准试片。当检测焊缝坡口等狭小部位，由于尺寸关系，A1型标准试片使用不便时，一般可选用C: 15/50型标准试片。为了更准确地推断出被检工件表面的磁化状态，当用户需要或技术文件有规定时，可选用D型或M1型标准试片。1.7.1.3 标准试片适用于连续磁化法，其使用要求如下：a） 标准试片表面有锈蚀、褶折或磁特性发生改变时不得继续使用；b） 试片使用前，应用溶剂清洗防锈油，如果工件表面贴试片处凹凸不平，应打磨平，并除去油污。c） 使用时，应将试片无人工缺陷的面朝外，并保持与被检工件有良好的接触。为使试片与被检面接触良好，可用透明胶带或其他合适的方法将其平整粘贴在被检面上，并注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷；d） 用完试片后，可用溶剂清洗并擦干。干燥后涂上防锈油，放回原装片袋保存；e） 标准试片使用时，所采用的磁粉检测技术和工艺规程，应与实际应用的一致。1.7.2 磁场指示器磁场指示器是一种用于表示被检工件表面磁场方向、有效检测区以及磁化方法是否正确的一种粗略的校验工具，但不能作为磁场强度及其分布的定量指示。其几何尺寸见图1。图1 磁场指示器1.7.3 中心导体磁化方法标准试块中心导体磁化方法标准试块应符合GB/T 23906的规定。1.8 磁化电流类型及其选用1.8.1 电流类型磁粉检测常用的电流类型有：交流、整流电流（全波整流、半波整流）和直流。1.8.2 电流值磁化规范要求的交流磁化电流值为有效值，整流电流值为平均值。磁化电流的波形、电流表指示及换算关系参见附录A。1.9 磁化方向磁化方向包括纵向磁化、周向磁化和复合磁化。1.9.1 纵向磁化检测与工件轴线方向垂直或夹角大于或等于45°的线性缺陷时，应使用纵向磁化方法。纵向磁化可用下列方法获得：a） 线圈法（见图2）；b） 磁轭法（见图3）。图2 线圈法 图3 磁轭法1.9.2 周向磁化检测与工件轴线或母线方向平行或夹角小于45°的线性缺陷时，应使用周向磁化方法。周向磁化可用下列方法获得：a) 轴向通电法（见图4）；b) 触头法（见图5）；c) 中心导体法（见图6）；d) 偏心导体法（见图8）图4 轴向通电法图5 触头法图6 中心导体法 图7 交叉磁轭法1.9.3 复合磁化复合磁化法包括交叉磁轭法（见图7）、交叉线圈法和直流线圈与交流磁轭组合等多种方法。1.9.4 焊缝的典型磁化方法磁轭法、触头法、绕电缆法和交叉磁轭法等典型磁化方法参见附录B。1.10 磁化规范1.10.1 磁场强度磁场强度可以用以下几种方法确定：a) 用磁化电流表征的磁场强度按1.10.6.31.10.6.5所给出的公式计算；b) 利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度；c) 用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度。连续法检测时应达到2.4kA/m1.8kA/m，剩磁法检测时应达到11.4kA/m。d) 用标准试片（块）来确定磁场强度是否合适。1.10.2 轴向通电法和中心导体法1.10.2.1 轴向通电法和中心导体法的磁化规范按表3中公式计算。表3 轴向通电法和中心导体法磁化规范磁化电流计算公式 检测方法 交流电直流电、整流电连续法I=（815）DI=（1232）D剩磁法I=（2545）DI=（2545）D注：D为工件横截面上最大尺寸，单位为mm。1.10.2.2 中心导体法可用于检测环形或空心圆柱形工件内、外表面与电流流向平行或夹角小于等于45°的纵向缺陷和端面的径向缺陷。外表面检测时应尽量使用直流电或整流电。1.10.3 偏心导体法对大直径环形或空心圆柱形工件当使用中心导体法时，如电流不能满足检测要求应采用偏心导体法进行分区域检测即将导体靠近内壁放置，依次移动工件与芯棒的相对位置分区域检测。每次外表面有效检测区长度约为4倍芯棒导体直径（见图8），且有一定的重叠，重叠区长度应不小于有效检测区长度的10%，其磁化电流按表3中公式计算，式中D的数值取芯棒导体直径加两倍工件壁厚。导体与内壁接触时应采取绝缘措施。说明：H磁场；F缺陷。图8 偏心导体法检测有效区1.10.4 触头法1.10.1.1 当采用触头法局部磁化工件时，电极间距应控制在75mm200mm之间，其检测有效宽度为触头中心线两侧各1/4极距。1.10.1.2 检测时通电时间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。1.10.1.3 两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠。1.10.1.4 磁化电流按表4计算，并经标准试片验证。表4 触头法磁化电流值工件厚度t/mm电流值I/At19（3.51.5）倍触头间距t19（45）倍触头间距1.10.5 磁轭法1.10.5.1 磁极间距应控制在75mm200mm之间，其有效宽度为两极连线两侧各1/4极距的范围内，磁化区域每次应有不少于10%的重叠。1.10.5.2 采用磁轭法磁化工件时，其磁化规范应经标准试片验证。1.10.6 线圈法1.10.6.1 线圈法产生的磁场方向平行于线圈的轴线。其有效磁化区域：低充填因数线圈法为从线圈中心向两侧分别延伸至线圈端外侧各一个线圈半径范围内；中充填因数线圈法为从线圈中心向两侧分别延伸至线圈端外侧各100mm范围内；高充填因数线圈法或缠绕电缆法为从线圈中心向两侧分别延伸至线圈端外侧各200mm范围内。1.10.6.2 超过上述区域时，应采用标准试片确定。1.10.6.3 低充填因数线圈法的磁化电流按如下要求进行计算：当线圈的横截面积大于等于被检工件横截面积的10倍时，使用下述公式：偏心放置时，线圈的磁化电流按式（1）计算（±10%）：正中放置时，线圈的磁化电流按式（2）计算（±10%）：以上各式中：I施加在线圈上的磁化电流，A；N线圈匝数；L工件长度，mm；D工件直径或横截面上最大尺寸，mm；R线圈半径，mm。1.10.6.4 高充填因数线圈法或缠绕电缆法的磁化电流按如下要求进行计算：即线圈的截面积小于或等于2倍被检工件截面积（包括中空部分）；其线圈的磁化电流按式（3）计算（±10%）：式中各符号意义同式（1）。1.10.6.5 中充填因数线圈法的磁化电流按如下要求进行计算：即线圈大于2倍而小于10倍被检工件截面积；其线圈的磁化电流按式（4）计算：NI=(NI)h(10-Y)+(NI)l(Y-2)/8(4)式中：(NI)h式（3）高充填因数线圈计算的NI值；(NI)l式（1）或式（2）低充填因数线圈计算的NI值；Y线圈的横截面积与工件横截面积之比。1.10.6.6 上述公式不适用于长径比(L/D)小于2的工件。对于长径比(L/D)小于2的工件，若要使用线圈法时，可利用磁极加长块来提高长径比的有效值或采用标准试片实测来决定电流值。对于长径比(L/D)大于等于15的工件，公式中(L/D)取15。1.10.6.7 当被检工件太长时，应进行分段磁化；每次磁化有效磁化范围不超过其有效磁化区域，且应有一定的重叠，重叠区长度应不小于分段检测长度的10%。检测时，磁化电流应经标准试片验证。1.10.6.8 空心工件检测时，公式（1）（3）的D应由有效直径Deff代替。有效直径Deff为：a） 对于圆筒形工件：Deff=(Do)2-(Di)21/2 ········································ （5）式中：Do圆筒外直径，mm；Di圆筒内直径，mm。b） 对于非圆筒形工件：Deff=4(At Ah)/1/2 ········································ （6）式中：At零件总的横截面积，mm2；Ah零件中空部分的横截面积，mm2。1.11 质量控制磁粉检测用设备、仪表及材料应在使用期内保持良好。1.11.1 综合性能试验每次检测工作开始前，用标准试片（试块）验证磁粉检测设备及磁粉或磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。1.11.2 磁悬液浓度测定对于新配制的磁悬液，其浓度应符合1.6的要求；对循环使用的磁悬液，每次开始工作前，应进行磁悬液浓度测定。1.11.3 磁悬液污染对循环使用的磁悬液，应每周测定一次磁悬液污染。测定方法是将磁悬液搅拌均匀，取100mL注入梨形沉淀管中，静置60min检查梨形沉淀管中的沉淀物。当上层（污染物）体积超过下层（磁粉）体积的30%时，或在黑光下检查荧光磁悬液的载体发出明显的荧光时，即可判定磁悬液污染。1.11.4 磁悬液润湿性能检测前，应进行磁悬液润湿性能核查。将磁悬液施加在被检工件表面上，如果磁悬液的液膜是均匀连续的，则磁悬液的润湿性能合格；如果液膜被断开，则磁悬液中润湿性能不合格。1.11.5 电流表磁粉检测设备的电流表，至少半年校准一次。当设备进行重要电气修理或大修后，或者设备停用一年以上应进行校准。1.11.6 电磁轭提升力电磁轭的提升力至少半年核查一次；磁轭损伤修复后应重新核查。1.11.7 提升力试块用于核查提升力的试块重量应进行校准；使用、保管过程中发生损坏，应重新进行校准。1.11.8 黑光灯黑光灯首次使用或间隔一周以上再次使用，以及连续使用一周内应进行黑光辐照度核查。1.11.9 照度计黑光辐光照度计、光照度计至少每年校准一次。1.11.10 磁场强度计磁场强度计至少每年校准一次。1.12 被检工件表面的准备1.12.1 工件表面工件被检区表面及其相邻至少25mm范围内应干燥，并不得有油脂、污垢、铁锈、氧化皮、纤维屑、焊剂、焊接飞溅或其他粘附磁粉的物质；表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则应做适当的修理，修理后的被检工件的表面粗糙度Ra25m。被检工件表面有非磁性涂层，如能够保证涂层厚度不超过0.05mm，并经检测单位（或机构）技术负责人同意和标准试片验证不影响磁痕显示后可带涂层进行磁粉检测，并归档保存验证资料。1.12.2 安装接触垫采用轴向通电法和触头法磁化时，为了防止电弧烧伤工件表面和提高导电性能，应将工件和电极接触部分清除干净，必要时应在电极上安装接触垫。1.12.3 封堵若工件有盲孔和内腔，宜加以封堵。1.12.4 反差增强剂为增强对比度，经标准试片验证后，可以使用反差增强剂。1.13 检测时机焊接接头的磁粉检测应安排在焊接工序完成并经外观检查合格后进行；对于有延迟裂纹倾向的材料，至少应在焊接完成24h后进行焊接接头的磁粉检测。除另有要求，对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行。