磁粉课程设计报告.doc

课程设计 题 目： 40CrNiMo连杆的磁粉检测 学 院： 测试与光电工程学院 专业名称： 测控技术与仪器 班级学号： xxx 学生姓名： xxx 指导教师： xxx 测试与光电工程学院任务书前言磁粉检测(Magnetic Particle Testing,缩写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉探伤，属于无损检测五大常规方法之一。其原理在于铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，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，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。作为一名学习无损检测专业的大学生，了解磁粉检测的原理和掌握磁粉检测的常规操作可以说是最基本的要求。然而，在过去对于磁粉检测的学习中，无论是老师还是学生本身都偏重与理论知识的学习，忽视了理论联系实际，实际动手进行检测操作的能力。本课程设计通过给定的工件，要求根据特定无损检测行业标准制定无损检测工艺卡、无损检测工艺规程、并发出检测报告，对于锻炼学生的动手能力和熟悉磁粉检测的操作规程以及检测材料的撰写是非常必要的。通过本课程设计，可以培养独立思考、 综合运用所学知识的能力，能更好的巩固磁粉检测课程学习的内容，掌握磁粉检测的基本方法，强化动手实践的能力，闯过理论与实践相结合的难关！更加了解了磁粉检测的优势和可用性！目录一、设计要求与分析5二、工艺卡62.1 工艺卡的设计与填写72.2 工艺卡的参数依据与原理说明7三、工艺规程 9 3.1 适用范围 93.2 引用标准和规范 93.3 探伤配置 93.4 探伤方法03.5 磁痕的观察与记录23.6 检测结果的评定和质量等级分类33.7 探伤记录四、实践验证与缺陷评级5五、课程设计总结六、致谢6七、参考书目6八、附录（考试工件检测报告）7一、设计要求与分析编制一个指定工件的工艺卡与工艺规程，在确定其适用磁粉探伤的前提下，要明确所编制的文件是一份指导性的文件，是日后操作人员进行相同工件探伤所遵循的依据。因此必须保证所编制工艺卡和工艺规程正确、严谨、全面、易懂并且一目了然。确保在其指导下可重复性地得到正确的检测结果。特种设备磁粉检测通用工艺规程应根据相关法规、产品标准、有关的技术文件和JBT4730.42005等相关检测标准要求，并针对检测机构的特点和检测能力进行编制。特种设备磁粉检测通用工艺规程应涵盖本单位产品的检测范围。至少应包括以下内容：适用范围，引用标准、法规，检测人员资格，检测设备、器材和材料，检测表面制备，检测时机，检测工艺和检测技术，检测结果的评定和质量等级分类，检测记录、报告和资料存档，编制、审核和批准人，制定日期。实施磁粉检测的人员应按检测工艺卡进行操作。特种设备磁粉检测工艺卡应根据磁粉检测通用工艺规程、产品标准、有关的技术文件和JB/T4730.42005等检测标准的要求编制，一般应包括以下内容：（1）工艺卡编号（一般为流水顺序号）。（2）产品部分。包括产品名称，产品编号，制造、安装或检验编号，特种设备类别，规格尺寸，材料牌号，热处理状态及表面状态。（3）检测设备与材料。包括设备种类，型号，检测附件，检测材料。（4）检测技术要求。包括执行标准、验收级别。（6）检测程序。（7）检测部位示意图。包括检测部位、缺陷部位、缺陷分布等。（8）制定者及制定日期。工艺卡二、工艺卡2.1 工艺卡的设计与填写该工艺卡是根据磁粉检测通用工艺规程、产品标准、有关的技术文件和JB/T4730.42005等检测标准所要求包含的内容编制的。工艺卡中所填参数是根据JB/T4730.42005的相关标准条目计算或引用得到。2.2 工艺参数的依据及原理说明 （1）产品名称：连杆 依据指定工件已固定。 （2）材料牌号：40CrNiMo 依据指定工件已固定。 （3）规格尺寸：180mm*78mm*12mm 依据指定工件已固定。 （4）热处理状态：调制 依据指定工件已固定。 （5）检测部位：所有表面 因为不能确定缺陷出现的具体位置，所以进行所有表面的检测。 （6）被检表面要求：清除并打磨表面 保证被检测表面光滑，防止磁悬液在不光滑处滞留形成伪缺陷。 （7）检测时机：使用后 因为所检工件为使用过的工件，可视为在役检测。 （8）检测设备：CEW-2000 因为该工件需要分别进行一次周向磁化和一次纵向磁化，并且根据“大工件用小设备、小工件用大设备”的原则，同时经计算最大2000A的交流电流可以满足检测，所以选用CEW-2000。 （9）标准试块：A1-30/100 特种设备一般选用“A1-30/100试片”，灵敏度要求高时选用“A1-15/100试片”。因为所选用的湿法荧光法的灵敏度已经很高，故选用A1-30/100试片即可。 （10）检测方法：荧光法湿法剩磁法 为了使磁痕显示清晰易于观察并且相应提高检测灵敏度。选用荧光法湿法。另外，该工件材料属于合金调制刚，矫顽力在1KA/m,剩磁在0.8T以上，可以采用剩磁法检测，综上，选用荧光法湿法剩磁法。 （11）光线及检测环境：黑光辐照度大于或等于1000uW/cm2,环境光照度小于20lx 因为标准规定适用荧光磁粉检测时，“暗区的环境光照度应小于20lx，黑光辐照度应不小于1000uW/cm2”。 （12）缺陷磁痕记录方式：照相，临摹草图 照相便于快速而准确地记录磁痕，临摹草图用于填写检测报告时适用。 （13）磁化方法：轴向通电法+线圈法 根据工件的尺寸、结构、外形和欲发现缺陷的方向确定。因为该工件可视为实心工件，形状相对简单，运用轴向通电法可以检测出其纵向缺陷；另外，该工件尺寸较小，可以直接置于线圈内进行纵向磁化，发现其横向缺陷。 （14）电流种类及磁化规范：周向磁化用交流电。I=（19503510）A；纵向磁化用直流电，I=6.6A 由于剩磁检测主要与电流的峰值有关，且交流电湿法检验对工件表面微小缺陷检测灵敏度高。故选用交流电。剩磁法检测规范中，轴向电流的选择根据I=（2545）*D得到。纵向磁化电流根据剩磁法检测的线圈法磁化规范得到，此工件L/D=2.3，磁场强度应不低于H=28KA/m,然后代入H= 得到I=6.6A。（15）磁粉、载液及磁悬液配制浓度：YC2型荧光磁粉，3号煤油 0.53.0g/l。 (16)磁悬液施加方法：浸入法 因为采用的是剩磁法，可用浸入法。（17）检测方法标准：JB/T4730.42005。（18）质量验收等级：I级。 不允许出现任何线性缺陷。（19）磁粉检测质量评级要求：不允许存在任何裂纹和白点。 JB/T4730.42005.9.1规定。三、工艺规程3.1、适用范围本规程适用于检验40CrNiMo材质的连杆表面及近表面的裂纹和其它缺陷。3.2、引用标准、规范JB/T 4730.1-2005 承压设备无损检测 第1部分：通用要求、JB/T 4730.4-2005 承压设备无损检测 第4部分：磁粉检测、JB/T6722-93标准3.3、探伤配置3.3.1探伤人员资格：视力在1.0以上不是色盲。具有专业知识并取得相应的资格证书， 3.3.2探伤装置：9平方米暗室，2000 A或4000A磁粉探伤机，125W黑光灯。3.3.3磁粉和磁悬液3.3.3.1磁粉:荧光磁粉，磁粉粒度不低于400目，用紫外线激发时呈黄绿色。3.3.3.2磁悬液：磁粉分散用载液为煤油。3.3.3.3磁粉和磁悬液的配制。3.3.3.3油基磁悬液配制：要求无味煤油；荧光磁粉； 先取两倍荧光磁粉质量的油基载液与磁粉混合，让磁粉全部润湿，搅拌成均匀的糊状，再按0.53.0克/升的浓度加入余下的油基载液，搅拌均匀即可3.3.3.4检测浓度的方法:用测定管:将充分搅拌的磁粉悬液,取100mL装进测定管,静置30分左右,待完全沉淀后,读出磁粉的沉淀量。标准为：沉淀浓度：0.10.4mL/100ml。 3.3.4标准样件：连杆。并具有如下两类缺陷。 裂纹：磁粉沉积浓密,痕迹清晰可见。细小裂纹：磁粉沉积稀薄，痕迹隐约可见。3.4、探伤方法3.4.1探伤准备3.4.1.1工件表面不应有油脂、金属屑、氧化皮、锈斑、粘砂以及其它能粘附磁粉的物质存在，保证表面干净。3.4.1.2将配好的磁悬液倒入油盘内，置于暗室中的黑光灯下。3.4.1.3接通电源后开启黑光灯，预热58分钟使光源稳定。如关灯后再使用，必须待灯管冷却后进行。3.4.1.4每天使用前都应将磁粉液搅拌均匀并检测磁粉液浓度，为合格时才能开始工作。3.4.2磁化方法3.4.2.1周向磁化: 采用交流电，使工件直接通电得到周向磁化。夹持工件时应尽可能使夹持受力面大，防止打火。3.4.2.2纵向磁化: 采用直流线圈，使工件在外加磁场中得到纵向磁化。3.4.3磁化设置3.4.3.1开启开关接通电源，选择充磁方式(交流、直流)后，接着按一下充磁按钮，探伤机即处于充磁状态。3.4.3.2根椐工件的大小和形状，调节旋钮(周向和纵向) 选择充磁电流的大小后。充磁电流大小按下式计算(剩磁法探伤)。 周向磁化电流：I=（25至45）*D 纵向磁化电流：因为L/D=2.3，空载线圈中心的磁场强度应不小于28KA/m,再根据H= 求得I=6.6A。 (注： 因为所检测连杆可以看作实心工件，且横截面积远远小于线圈截面，故用以上两式子。其中，D为横截面最大尺寸，L为工件长度，N为线圈匝数。)3.4.3.3磁化时，脚踩住充磁开关到充磁完成后松开。3.4.4剩磁法探伤操作3.4.4.1在准备和调节好后，踏下探头松夹开关，在两探头间放上工件，脚松开后工件被夹紧。在工件探伤前先用标准样件检查，每周检查一次。3.4.4.2脚踩充磁开关连续通电13s充磁，松开脚后电流切断充磁完毕。3.4.4.3周向磁化时，脚踩探头松夹开关，探头松开后拿走已磁化工件，装上另一工件，松开脚后探头自动夹紧，进行下一工件的探伤操作。此时必须使探伤面不再被磁粉沾污，以形成对比良好的缺陷磁痕。3.4.4.4 纵向磁化时，将工件置于线圈内，脚踩充磁开关(右)连续通电13s充磁，松开脚后电流切断充磁完毕。3.4.4.5 不论是周向磁化还是纵向磁化，充磁完成后立刻将工件浸入暗室的磁悬液中，10s后即可观察磁痕。3.5磁痕的观察和记录3.5.1缺陷磁痕的观察应在磁痕形成后立即进行。在能清楚识别荧光磁痕的亮度下用肉眼进行观察，工件与荧光灯的距离在400mm左右。观察后在有磁粉堆积的位置(缺陷处)用红漆做上标识，有缺陷的工件经判定可整修的应整修。对无缺陷或有允许的缺陷的工件为合格品应和不合格品及废品分开放置并作出标识。3.5.1.1除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其他磁痕显示均应作为缺陷处理。3.5.1.2辨认细小磁痕时应用210倍放大镜进行观察。3.5.1.3磁痕显示记录采用照相的方式记录，并在相片上标示。3.5.2磁痕的分类3.5.2.1磁痕显示分为相关显示、非相关显示和伪显示。3.5.2.2长度与宽度之比大于3的缺陷磁痕，按条状磁痕处理；长度与宽度之比不大于3的缺陷磁痕，按圆形磁痕处理。3.5.2.3缺陷磁痕长轴方向与工件（轴类或管类）轴线或母线的夹角大于或等于30°时，按横向缺陷处理。其他按纵向缺陷处理。3.6退磁操作：工件的剩磁会对以后的机械加工产生不良影响时及其它必要的场合应退磁。退磁在线圈上进行。通过法退磁，退磁电流强度应大于等于磁化电流。退磁后对工件用磁强计进行剩磁检查。一般不大于0.3mT（240A/m）3.7检测结果的评定和质量等级分类3.7.1 不允许存在任何裂纹和白点；3.7.2 质量分级等级线性缺陷磁痕圆形缺陷磁痕（评定框尺寸为2500平方毫米，其中一条矩形边长最大为150mm）不允许d2.0，且在评定框内不大于1个l4.0d4.0，且在评定框内不大于2个l6.0d6.0，且在评定框内不大于4个大于三级注：l表示线性缺陷磁痕长度mm；d表示圆形缺陷磁痕长度mm3.7.3 综合评级 在圆形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时，应进行综合评级。对各类缺陷分别评定级别，取质量级别最底的级别作为综合评级的级别；当各类缺陷的级别相同时，则降低一级作为综合评级的级别。3.8、探伤记录3.8.1工件：名称、材质、热处理状态、表面状态、探伤部位。3.8.2探伤条件：探伤装置、磁粉种类、磁粉浓度、载液种类；磁化电流、通电时间、磁化方法；探伤结果、探伤人员、探伤日期、探伤数量。3.8.3原始记录与检测报告应至少保存7年。编制: 审核: 批准:年 月 日 年 月 日 年 月 日四、实践验证与缺陷评级制定完成工艺卡与工艺规程后，我严格按照工艺卡上的参数和工艺规程上的步骤进行了多次验证实验，得到了清晰的磁痕和可重复的相同结果，证明所编制的工艺卡与工艺规程是正确可靠的。缺陷示意草图如下在黑光灯下可以看到5条清晰的磁痕，判定为裂纹。最长裂纹达到47mm，根据JB/T 4730.4-2005，定为   IV级，该工件判废。五、课程设计总结本设计主要是针对规格为180mm*78mm*12mm 的40CrNiMo材料的连杆编制工艺卡和工艺规程。此次课程设计进行的每一步的是严格按照课题要求，并且遵照标准与相关文件法规进行引用和计算。在实践环节，我对磁化方法和磁化规范有了非常深刻的认识，对JB/T4730.42005等相关标准也有相当的了解，之前对于小圆盘类工件的检测不是很熟悉，但经过本周的课程设计，我对包括连杆、圆盘等各种结构的工件的磁粉检测水平都有了一定程度的提升。六、致谢这次课程设计能够圆满的结束，在此，我衷心的感谢我的指导老师xxx老师。周老师在课程设计的过程中给予我的耐心解答使我受益匪浅；同时，周老师给的很多建议和意见，无论是在这次设计过程 ，还是以后走出社会都很有用。七、参考书目1、HB72-98航空制件磁粉检测2、JB/T4730.42005特种设备无损检测3、宋志凯主编磁粉检测中国劳动社会保障出版社2007年八、附录（考试工件检测报告）