磁粉检测3.ppt
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1、第五章第五章 磁粉检测技术磁粉检测技术n n5.1 磁粉检测技术简介磁粉检测技术简介n n5.2 磁粉检测物理基础磁粉检测物理基础n n5.3 磁化方法和磁化规范磁化方法和磁化规范n n5.4 磁粉检测设备磁粉检测设备n n5.5 磁粉检测材料磁粉检测材料n n5.6 磁粉检测工艺磁粉检测工艺n n5.7 磁痕分析与工件验收磁痕分析与工件验收5.4 磁粉检测设备磁粉检测设备n n5.4.1 5.4.1 磁粉检测设备分类磁粉检测设备分类n n5.4.2 5.4.2 磁粉检测设备的组成磁粉检测设备的组成n n5.4.3 5.4.3 测量仪器测量仪器5.4 5.4 磁粉检测磁粉检测设备设备n n磁磁
2、磁磁粉粉粉粉检检检检测测测测设设设设备备备备又又又又称称称称磁磁磁磁粉粉粉粉探探探探伤伤伤伤机机机机,通通通通常常常常按按按按其其其其使使使使用用用用方方方方法分为法分为法分为法分为固定式固定式固定式固定式,移动式移动式移动式移动式和和和和便携式便携式便携式便携式三类。三类。三类。三类。5.4.1 5.4.1 磁粉检测设备的分类磁粉检测设备的分类 (1 1)固定式磁粉探伤机)固定式磁粉探伤机 n固定式,也称为卧式,这类设备固定在探伤固定式,也称为卧式,这类设备固定在探伤室、实验室场合使用,其整机尺寸和重量都室、实验室场合使用,其整机尺寸和重量都比较大。比较大。常见固定式磁粉探伤机特点:两磁化卡
3、头间最大距离常见固定式磁粉探伤机特点:两磁化卡头间最大距离从从1 1米到米到4.54.5米。该类设备可进行周向磁化、纵向米。该类设备可进行周向磁化、纵向 磁磁化,有些还可进行复合磁化。该类设备可分别进行交化,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头,通过软电缆连接,软电缆另外还可实行绕电缆法探伤。探伤。适用:适用:对中小工件中小工件检测,利用,利用备有的触有的触头
4、和和电缆也可也可对难以搬上工作台的大型工件以搬上工作台的大型工件进行探行探伤。局限性:局限性:检测的最大截面受磁化的最大截面受磁化电流和流和夹头中中心高限制,心高限制,检测长度受最大度受最大夹头间距限制。距限制。特点特点:体体积和重量大,和重量大,额定周向磁化定周向磁化电流一般从流一般从1000100010000A10000A。可。可进行通行通电法,中心法,中心导体法,体法,线圈法,圈法,磁磁轭法整体磁化或复合磁化等。法整体磁化或复合磁化等。(2 2)移动式磁粉探伤机)移动式磁粉探伤机 n在大量的应用中,常会出现被检工件不能搬运在大量的应用中,常会出现被检工件不能搬运送检的情况,为此,一种可移
5、动的、并能提供送检的情况,为此,一种可移动的、并能提供较大磁化电流的检测装置较大磁化电流的检测装置移动式磁粉探伤机移动式磁粉探伤机可适用于这种情况。这种设备可借助小车等运可适用于这种情况。这种设备可借助小车等运输工具在工作场地自由移动,体积、重量都远输工具在工作场地自由移动,体积、重量都远小于固定式设备,有良好的机动性和适应性。小于固定式设备,有良好的机动性和适应性。特点:特点:额定周向磁化定周向磁化电流一般流一般为500-8000A500-8000A,主,主体体为磁化磁化电源,可提供交流和源,可提供交流和单相半波整流相半波整流电的磁的磁化化电流。流。适用:适用:借助运借助运输工具运至工具运至
6、现场可可对大型工件探大型工件探伤。(3 3)便携式磁粉探伤仪)便携式磁粉探伤仪 n便便携携式式设设备备体体积积小小,重重量量轻轻,也也称称为为手手提提式式磁磁粉粉探探伤伤仪仪。这这种种设设备备的的机机动动性性、适适应应性性最最强强,可可用用于于各各种种现现场场作作业业,如如锅锅炉炉、压压力力容容器器的的内内、外外探探伤伤,飞飞机机的的现现场场维维护护检检查查,立立体体管管道道的的检检查查,乃乃至高空、水下作业等。至高空、水下作业等。n 特点:体积小、重量轻、特别适合于野外和高特点: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。空作业,是特种设备检测的最常用仪器。常见便携
7、式磁粉探伤机的综合技术要求:主要是考察提升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,交流电磁轭至少力,当磁轭极间距最大时,交流电磁轭至少45N45N,直流电磁,直流电磁轭至少轭至少177N177N,交叉电磁轭至少,交叉电磁轭至少118N118N(间隙为(间隙为0.5mm0.5mm)。)。v设备的命名方法设备的命名方法v根根据据国国家家专专业业标标准准ZBN70001ZBN70001的的规规定定,磁磁粉粉探探伤伤机机应应按按以下方式命名:以下方式命名:vC C X X X X X Xv v1 21 2 3 3 4 4v第第1 1部分部分C C,代表磁粉探伤机;,代
8、表磁粉探伤机;v第第2 2部分部分字母,代表磁粉探伤机的磁化方式;字母,代表磁粉探伤机的磁化方式;v第第3 3部分部分字母,代表磁粉探伤机的结构形式;字母,代表磁粉探伤机的结构形式;v第第4 4部部分分数数字字或或字字母母,代代表表磁磁粉粉探探伤伤机机的的最最大大磁磁化化电流或探头形式。电流或探头形式。v如如CJW-4000CJW-4000型型,为为交交流流固固定定式式磁磁粉粉探探伤伤机机,最最大大周周向向磁磁化化电电流流为为4000A4000A;CZQ-6000CZQ-6000型型,为为超超低低频频退退磁磁直直流流磁磁粉探伤机,最大周向磁化电流为粉探伤机,最大周向磁化电流为6000A6000
9、A。第第1个字母个字母第第2个字母个字母第第3个字母个字母第第4个字母个字母代表含义代表含义C磁粉探伤机J交流D多功能E交直流Z直流X旋转磁场B半波脉冲直流Q全波脉冲直流X携带式D移动式W固定式E磁轭式G荧光磁粉探伤Q超低频退磁如1000周周 向向 磁磁 化化 电电 流流1000Av 组成部分:组成部分:v 磁磁化化电电源源、磁磁化化线线圈圈、工工件件夹夹持持装装置置、指指示示装装置置、喷喷洒洒装装置置、照照明明装装置置、退退磁磁装装置置、剩剩磁磁法法时时交流探伤机应配备断电相位控制器。交流探伤机应配备断电相位控制器。1 1、磁磁化化电电源源:是是探探伤伤机机的的核核心心,其其作作用用是是提提
10、供供磁化电流(包括交流电和直流电),使工件磁化。磁化电流(包括交流电和直流电),使工件磁化。2 2、磁化线圈:进行纵向磁化的螺管线圈。、磁化线圈:进行纵向磁化的螺管线圈。5.4.2 5.4.2 固定式探伤机的组成固定式探伤机的组成 3、工工件件夹夹持持装装置置:磁磁化化夹夹头头和和触触头头夹夹紧紧工工件件,使使其其通通过过电电流流的的电电极极或或通通过过磁磁场场的的磁磁极极装装置置。夹夹头头上上应应包上铅垫或铜编制网。包上铅垫或铜编制网。4、指指示示装装置置:电电流流表表、电电压压表表。电电流流表表至至少少半半年年校校验验一一次次。当当设设备备进进行行重重要要电电气气修修理理、周周期期大大修修
11、或或损损坏时,应进行校验。坏时,应进行校验。5 5、喷洒装置:磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。、喷洒装置:磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。6 6、照照明明装装置置 :非非荧荧光光磁磁粉粉检检测测时时,在在波波长长范范围围为为400-760nm400-760nm的的可可见见光光下下观观察察磁磁痕痕。可可见见光光是是目目视视可可见见的光,即七种颜色的光。的光,即七种颜色的光。7 7、退磁装置、退磁装置 :不妨碍使用不妨碍使用要求。要求。n(1 1)光源)光源n 磁粉检测观察照明装置有可见光光源和紫外磁粉检测观察照明装置有可见光光源和紫外线光源。线光源。n 1 1)可见光光源)可见光光源n 自然
12、光,白炽灯,日光灯。只要满足自然光,白炽灯,日光灯。只要满足白光照度白光照度即可即可。一般应大于等于一般应大于等于1000Lx,最低也得,最低也得500Lx。n 光照度光照度:单位面积上单位面积上接受到接受到的的光通量光通量。符号。符号E。单位勒克斯单位勒克斯Lx。E=d/d/dA A。n 光通量光通量:能引起眼睛能引起眼睛视觉视觉强强度的度的辐辐射通量。符射通量。符号号。单单位位流明流明lmlm。5.4.3 5.4.3 磁粉检测辅助器材磁粉检测辅助器材 n2 2)紫外线光源)紫外线光源 n紫外线光源用于荧光磁粉检验。紫外线灯也称紫外线光源用于荧光磁粉检验。紫外线灯也称黑光灯。黑光灯。n 如图
13、如图3-53-5所示。当电源接通后,所示。当电源接通后,n由启动电极产生辉光由启动电极产生辉光n放电,使汞蒸发、电离,放电,使汞蒸发、电离,n并在两主电极之间发生并在两主电极之间发生n电弧。弧光发出的紫外电弧。弧光发出的紫外n线其波谱主峰在线其波谱主峰在365nm365nmn左右,是激发荧光粉发左右,是激发荧光粉发n光所需要的波长。光所需要的波长。图图3-5 3-5 紫外线灯构造紫外线灯构造 n紫外线:其实质是电磁波,波谱位于紫外线:其实质是电磁波,波谱位于X射线和可见光射线和可见光之间。紫外线可分为三种范围之间。紫外线可分为三种范围:n第一种波长第一种波长320400nm的紫外线称为的紫外线
14、称为UV-A,或称为,或称为黑光紫外线或长波紫外线。适于荧光磁粉探伤。黑光紫外线或长波紫外线。适于荧光磁粉探伤。n第二种波长第二种波长280320nm的紫外线称为的紫外线称为UV-B,或称为,或称为中波紫外线或红斑紫外线。中波紫外线或红斑紫外线。UV-B能使皮肤变红,引能使皮肤变红,引起晒斑和雪盲,故不能用于磁粉探伤。起晒斑和雪盲,故不能用于磁粉探伤。n第三种波长第三种波长100280nm的紫外线称为的紫外线称为UV-C,或称为,或称为光化、杀菌紫外线或短波紫外线。能引起猛烈的燃烧,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。伤害眼睛。n1 1、特斯拉计特斯拉计(高斯计):利用霍
15、尔效应制造的霍尔元件做(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。成的测量磁场强度的仪器。1T=10000Gs。测量时要转动探。测量时要转动探头,使指示值最大,读数才正确。常用仪器有头,使指示值最大,读数才正确。常用仪器有GD-3(高斯(高斯计)和计)和CT-3毫特斯计。毫特斯计。n 2、袖珍式、袖珍式场强计(磁场强度计):利用力矩原理做成的简场强计(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(精度0.1mT)、)、XCJ-B(精度(精度0.1mT即即Gs)和)和XCJ-
16、C(精度(精度0.05mT)。注意,在非均匀磁场中,场强注意,在非均匀磁场中,场强计的格数只反映了磁场的强弱程度,不代表具体的计的格数只反映了磁场的强弱程度,不代表具体的值。值。5.4.4 5.4.4 磁粉检测测量仪器磁粉检测测量仪器 n 3 3、磁化电流、磁化电流表:磁粉设备上,表征磁场强度表:磁粉设备上,表征磁场强度的电流值,至少半年校验一次。的电流值,至少半年校验一次。n 4 4、弱、弱磁场测量仪:弱磁场测量仪的基本原理磁场测量仪:弱磁场测量仪的基本原理基于磁通门探头,它具有两种探头,均匀磁场探基于磁通门探头,它具有两种探头,均匀磁场探头和梯度探头。头和梯度探头。这是一种高精度仪器,测量
17、精度可达这是一种高精度仪器,测量精度可达8 81010-4 4A/mA/m(1010-5-5O Oe e),对于磁粉检测来说,仅用于要求),对于磁粉检测来说,仅用于要求工件退磁后的剩磁极小的场合。国产有工件退磁后的剩磁极小的场合。国产有RC-1RC-1型弱型弱磁场测量磁场测量仪。仪。n 5、照度计照度计n a、白光照度计:测量被检工件表面的白光照度。白光照度计:测量被检工件表面的白光照度。n 常用仪器有:常用仪器有:ST-85ST-85型,型,量程是量程是:n 0-1999 0-199910102 2lxlx,分辨:,分辨:0.1lx0.1lx。n ST-80ST-80(C C)型,)型,量程
18、是量程是:n 01.999 01.99910105 5 lx lx,分辨:,分辨:0.1lx0.1lx。n b、黑光辐照计:测量波长黑光辐照计:测量波长320400nm,中心波长,中心波长365nm的黑光辐照度。常用仪器为的黑光辐照度。常用仪器为UV-A,量程是量程是00199.9 199.9 mw/cm2 ,分辨:,分辨:0.10.1mw/cm2。n 辐照度:表面上一点的辐照度是辐照度:表面上一点的辐照度是入射在包含入射在包含该该点的点的面元上的面元上的辐辐射通量除以射通量除以该该面元面面元面积积之商,之商,单单位瓦位瓦 特特/米米2 2。v 6 6、快速、快速断电试验器:为了检测三相全波整
19、断电试验器:为了检测三相全波整流电磁化线圈有无快速断电效应,可采用快速流电磁化线圈有无快速断电效应,可采用快速断电试验器进行测试。断电试验器进行测试。v 7 7、磁粉、磁粉吸附仪:用于检定和测试磁粉的磁吸附仪:用于检定和测试磁粉的磁吸附性能,来表征磁粉的磁特性和磁导率大小,吸附性能,来表征磁粉的磁特性和磁导率大小,常用的常用的CXYCXY磁粉吸附仪磁粉吸附仪 。v 8 8、通电、通电时间测量器:可用通电时间控制器时间测量器:可用通电时间控制器(如袖珍式电秒表),用于测量通电磁化(如袖珍式电秒表),用于测量通电磁化时间。时间。5.5 磁粉检测材料磁粉检测材料n n5.5.1 5.5.1 磁粉磁粉
20、磁粉磁粉n n5.5.2 5.5.2 载液载液载液载液n n5.5.3 5.5.3 磁悬液磁悬液磁悬液磁悬液n n5.5.4 5.5.4 反差增强剂反差增强剂反差增强剂反差增强剂n n5.5.5 5.5.5 标准试片标准试片标准试片标准试片n n5.5.6 5.5.6 标准试块标准试块标准试块标准试块5.5 5.5 磁粉检测材料磁粉检测材料n一一、种类:、种类:按磁痕观察分:按磁痕观察分:荧光磁粉、非荧光磁粉、非荧光磁荧光磁粉粉n 按施加方式:湿法磁粉和干法磁粉。按施加方式:湿法磁粉和干法磁粉。n 荧光磁粉荧光磁粉:磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰基铁:磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰基铁粉为核心,在
21、铁粉外面用树脂粘附一层荧光染料而制粉为核心,在铁粉外面用树脂粘附一层荧光染料而制成。荧光磁粉发出成。荧光磁粉发出510-550nm510-550nm黄绿荧光,人眼最敏感黄绿荧光,人眼最敏感的光。因而其对比度很高,从而可见度也高。纯白和的光。因而其对比度很高,从而可见度也高。纯白和纯黑在明亮环境中对比系数为:纯黑在明亮环境中对比系数为:2525:1 1,而黑暗中荧,而黑暗中荧光的对比系数可光的对比系数可达达10001000:1 1。n 荧光磁粉一般只适于湿法。荧光磁粉一般只适于湿法。5.5.1 5.5.1 磁粉磁粉v非荧光磁粉非荧光磁粉:四氧化三铁黑磁粉、三氧化二:四氧化三铁黑磁粉、三氧化二铁红
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