磁粉检测应用正式.docx

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磁粉检测应用正式

第8章磁粉检测应用

一、焊接件磁粉检测

1.坡口：

①检测缺陷种类：

裂纹和分层

②检测范围：

坡口面和钝边区域

③检测方法：

触头法：

利用触头法沿坡口纵长方向通电磁化，最有利于检测与电流方向平行的分层和裂纹。

（纵向缺陷）

磁轭法：

检测横向缺陷。

交叉磁轭法：

（交叉磁轭检测坡口）

2.焊接过程中的检测

1）层间检测：

①检测缺陷种类：

焊接裂纹。

（太高温度时普通方法不能检测，需使用高温磁粉、干法检测）

②检测范围：

焊缝金属及临近坡口

2）电弧气刨面（清根和返修时）

①检测缺陷种类：

气刨造成的表面增碳而产生的裂纹

②检测范围：

气刨面和临近的坡口

③检测方法：

交叉磁轭法、磁轭法、触头法

（交叉磁轭检测电弧气刨面）

3.焊缝检测

焊缝检测的目的主要是检测焊接裂纹等焊接缺陷。

检测范围应包括焊缝金属及母材的热影响区,热影响区的宽度大约为焊缝宽度的一半（射线检测为焊缝每侧5mm）。

因此,要求检测的宽度应为两倍焊缝宽度。

检测方法：

交叉磁轭法、磁轭法、触头法、绕电缆法

（注意：

触头不能放在焊缝上，磁轭可放在焊缝上）

平板对接焊缝和曲率半径大的筒体时，可用磁轭和交叉磁轭，要保证磁极与工件表面良好接触。

如果工件的曲率半径太小，采用磁轭法和交叉磁轭法不能保证磁极和工件的良好接触，例如小直径的管子对接焊缝，应采用触头法和电缆缠绕法磁化。

（磁轭法检测焊缝）

（磁轭法检测焊缝）

（触头法检测焊缝）

（触头法检测焊缝）

（缠绕电缆法检测管子对接焊缝）

4.机械损伤部位的检测

　在组装过程中，往往需要在焊接部件的某些位置焊上临时性的吊耳和卡具，施焊完毕后要割掉，在这些部位有可能产生裂纹，需要检测。

这种损伤部位的面积不大，一般从几平方厘米到十几平方厘米。

检测方法：

磁轭法、触头法

5．使用交叉磁轭时应注意以下问题：

（1）磁极端面与工件表面的间隙不宜过大；≤1.5mm

（2）交叉磁轭的行走速度要适宜；≤4m/min

与其他方法不同，使用交叉磁轭时通常是连续行走检测。

而且从检测效果来说，连续行走检测比固定不动检测不仅效率高，而且可靠性高。

只要操作无误，不会造成漏检。

交叉磁轭相对于工件作相对移动，也就是磁化场随着交叉磁轭在工件表面移动。

对于在工件表面有效磁化场内的任意一点来说，始终在一个变化着的旋转磁场作用下，因此在被探面上任意方向的裂纹都有与有效磁场最大幅值正交的机会，从而得到最大限度的缺陷漏磁场，这就是使用交叉磁轭旋转磁场探伤的独特之处，是其他磁化方法所不及的。

（3）磁悬液的喷洒原则

为了避免磁悬液的流动而冲刷掉缺陷上已经形成的磁痕，并使磁粉有足够时间聚集到缺陷处，喷洒磁悬液的原则是：

在检测球罐环缝时，磁悬液应喷洒在行走方向的前上方，如图所示；在检测球罐的纵缝时（自上而下），磁悬液应喷洒在行走方向的正前方，如图所示。

（4）观察磁痕应尽快进行　

用交叉磁轭检测时，在交叉磁轭通过检测部位之后，应尽快观察辨认有无缺陷磁痕，以免磁痕显示被破坏。

6．T型焊接接头的检测

可用带有活动关节的磁轭法或触头法磁化检测。

7．角接接头的检测

通常采用触头法，当工件曲率半径较大时，可用带活动关节的磁轭法，但要保证接触良好。

对于管——板和管——管角焊缝的纵向缺陷检测，也可用绕电缆法进行。

二、锻钢件磁粉检测

1．锻钢件检测的特点

　　锻造加工成型方法可分为自由锻和模锻两种形式，其工艺过程一般由下列工序组成：

　　下料──加热──锻造──检测──热处理──检测──机械加工──表面热处理──机械加工──最终检测──成品。

从上面工艺路线来看，锻钢件缺陷来源大体上可归纳为以下几方面：

（1）锻造过程产生的缺陷

（2）热处理过程产生的缺陷

（3）机械加工过程产生的缺陷

（4）表面热处理过程产生的缺陷

2．检测方法选择

（1）不能搬上固定式检测设备的大型工件，采用触头法、磁轭法或绕电缆法进行局部检测。

（2）形状复杂较大的轴类工件（例如曲轴等）采用连续法，并用轴向通电法和线圈法分段磁化，建议不采用剩磁法。

（3）尺寸较小的轴类、销子、转向接臂、齿圈、刀具等可分别选用通电法、中心导体法以及线圈法。

三、铸钢件磁粉检测

1．铸钢件磁粉检测特点

铸钢件可分为砂型铸钢件和精密铸钢件。

1）精密铸钢件体积小、重量轻、加工量也小，要求检出表面微小缺陷，所以应在固定式探伤机上至少两个方向磁化，并用湿法检验。

2）砂型铸钢件一般体积和重量较大，壁厚较大，要求检出表面和近表面缺陷，所以应采用单相半波整流电磁化，并用干法检验，以检出铸造裂纹和皮下气孔、夹渣等缺陷。

磁化方法可选用触头法和磁轭法局部检测。

3）铸钢件由于内应力的影响，有些裂纹延迟开裂，所以应在铸后一两天后再进行检测。

4）根据热处理状态、Br和Hc值，决定使用连续法还是剩磁法。

2．铸钢件磁粉检测举例

1）空心十字铸钢件检测

用两次中心导体法（周向磁化）和两次绕电缆法（纵向磁化）

2）高压厚壁三通管检测

通电法绕电缆法

通电法灵敏度低，绕电缆法灵敏度高。

绕电缆法应注意缠绕方向必须正确。

四、特种设备在用与维修件磁粉检测

磁粉检测在特种设备定期检验中使用的目的是检查使用过程中产生的缺陷（疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹），就是各种各样的表面裂纹（尤其是内表面）。

1．检测特点：

（1）既然检测的目的主要是为了检查疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹，所以检测前，要充分了解工件在使用中的受力状态、应力集中部位、易开裂部位以及裂纹的方向。

（2）疲劳裂纹一般出现在应力最大部位，因此，在许多情况下，只需要进行局部检查。

特别是不能拆卸的组合件只能局部检测。

（3）常用的磁粉检测方法是触头法、磁轭法、线圈法（绕电缆法）等，已拆卸的小工件常常利用固定式探伤机进行全面检测。

（4）对于不可接近或视力不可达的部位，可使用内窥镜配合检测。

对于危险孔，最好采用磁粉检测－橡胶铸型法。

（5）许多维修件有镀层或漆层，须采用特殊的检测工艺，必要时要除掉表面覆盖层。

（6）磁粉检测后往往需要记录磁痕，以观察疲劳裂纹的扩展。

2．检测要求

（1）对在用承压设备进行磁粉检测时，如制造时采用高强度钢以及对裂纹（包括冷裂纹、热裂纹、再热裂纹）敏感的材料；或是长期工作在腐蚀介质环境下，有可能发生应力腐蚀裂纹的场合，宜采用荧光磁粉检测方法进行检测。

（2）对装过易燃易爆材料的容器，决不能使用通电法和触头法在容器内对焊缝进行磁粉检测，以防打火引起燃烧或爆炸，内部清理和表面预处理很重要。

3．检测实例

1.球形储罐检测

（1）检测部位球罐的内外侧所有焊缝（包括管板接头及柱腿与球皮连接处的角焊缝）和热影响区以及母材机械损伤部分都需要进行检测。

（2）表面清理用砂轮打磨焊缝及热影响区表面，若做过磁粉检测，且已打磨过，表面只有浮锈时，可用钢丝刷刷除焊缝及热影响区表面的浮锈。

（3）操作注意：

①检测对接焊缝时，是把交叉磁轭跨在焊缝上连续行走检测。

检测纵缝时，交叉磁轭行走方向要自上而下。

②进出气孔及排污孔管板接头的角焊缝，用磁轭法或触头法紧靠管子边缘沿圆周方向检测。

③母材机械损伤部分的面积一般不大，可用磁轭法进行检测。

④柱腿与球皮连接处的角焊缝，由于位置关系一般无法用交叉磁轭检测，多用磁轭法进行检测。

2.高压螺栓检测

高压螺栓使用中的主要危险是横向裂纹，因此，一般采用线圈法纵向磁化，湿法，剩磁法，低浓度荧光磁悬液。

周向磁化用轴向通电法，湿法，剩磁法检测。

第9章质量控制与安全防护

（质量控制与安全防护是两个独立部分，因为内容少合在一章了）

经典质量控制：

人、机、料、法、环

现代质量管理：

全过程控制，全员参与

一、人员资格控制

1．特种设备无损检测人员应按照《特种设备无损检测人员考核与管理原则》的要求取得相应的无损检测资格。

必须持证上岗。

2．无损检测人员技术等级分为:

Ⅲ级（高级）、Ⅱ级（中级）、Ⅰ级（初级）。

3．初试申请的人员应当同时满足以下条件：

（第十二条）

（一）年龄在18周岁以上，60周岁以下，身体健康；

（二）双眼矫正视力和颜色分辨能力满足所申请无损检测工作的要求；

   （三）报考Ⅰ级应当具有初中（含）以上学历；报考Ⅱ级应当具有高中（含）以上学历，持无损检测专业大专（含）以上或理工科本科（含）以上学历可直接报考Ⅱ级。

报考Ⅲ级，应当至少持有2个Ⅱ级项（除TIR外，报考RT或UT项，Ⅱ级证中应当含有MT或PT项；报考MT、PT、ET、AE项，Ⅱ级证中应当含有RT或UT项）。

申报不同级别的学历和持低一级别证的时间，应当满足下表要求。

学历及持低一级别证工作的最短时间

报考级别

无损检测专业大专（含）以上

理工科本科（含）以上

其他大专（含）以上

中专、高中、职高（机电类）

Ⅱ

/

/

6个月

1年

Ⅲ

3年

4年

6年

8年

   4.报考程序

（1）（第十三条）初试申请的人员应当填写《特种设备无损检测人员考核初试申请表》（附件1），向承担相应级别考核的考委会提交申请。

报考Ⅰ、Ⅱ级申请，经省级考委会初审，并报省级质量技术监督部门核准后，报考人员方可参加考核；报考Ⅲ级申请，需由聘用单位所在地的省级质量技术监督部门签署意见，经全国考委会初审，并报国家质检总局核准后，报考人员方可参加考核。

未通过核准的，全国考委会将及时以书面的形式通知报考人员。

（2）（第十四条）报考Ⅰ、Ⅱ级的人员，应当参加其聘用单位所在地组织的考核。

特殊情况，由报考人员申请，经其所在地的省级质量技术监督部门同意后，方可参加其他地区省级组织的考核。

合格者，由负责组织考核的省级质量技术监督部门批准，报国家质检总局核准。

  （3）（第十五条）持证人员证件到期后，如继续从事持证项目的无损检测工作，应当在有效期满当年的2月底前，按要求向相应的考委会提出复试申请（附件4）（年龄满65周岁以上者的申请，不再予以受理），经初审和核准后，方可参加复试。

未通过核准的，考委会将及时以书面的形式通知报考人员。

  特殊情况无法按时参加复试的人员，应当在证件有效期满当年2月底前，向实施考核的考委会提交延期复试申请（附件5），经发证机关核准同意后，办理证件有效期延期手续，但延期时间最多可批准1年（实际延长时间将在下个有效期内扣除）。

逾期未参加复试或未获准延期复试人员，其证件在有效期满后自动失效。

5.无损检测人员职责

（1）（第二十五条）特种设备无损检测持证人员不得同时在2个以上单位中执业，且只能从事与其证书所注明的方法与级别相适应的无损检测工作，其中：

 Ⅰ级人员可在Ⅱ、Ⅲ级人员指导下进行无损检测操作，记录检测数据，整理检测资料。

 Ⅱ级人员可编制一般的无损检测程序，按照无损检测工艺规程或在Ⅲ级人员指导下编写工艺卡，并按无损检测工艺独立进行检测操作，评定检测结果，签发检测报告。

 Ⅲ级人员可根据标准编制无损检测工艺，审核或签发检测报告，协调Ⅱ级人员对检测结论的技术争议。

（2）（第二十六条）检测人员应当遵循诚信和方便企业的原则从事检测服务；有义务保守被检单位商业秘密；客观、公正、及时地出具检测结果、鉴定结论，并对检测结果、鉴定结论负责。

  6.报告的有效性（第二十七条）检测报告的编制人、审核人的持证项目不符合要求或签发单位与签发人、审核人所持证件中注明的聘用单位不一致时，该检测报告无效。

7.证件变更持证人员变更受聘单位时，应当向发证机关申请换发证件。

换发Ⅰ、Ⅱ级证的人员应当向新的聘用单位所在地的省级质量技术监督部门提出书面申请（附件6），并提交受聘于新单位的有关劳动合同或受聘证明文件（跨省变更的还须有原省级质量技术监督部门签章），以及现所持有的证件（正、副本），由省级质量技术监督部门进行审核，报国家质检总局核准后，换发证件（正、副本）。

换发Ⅲ级证的人员，应当向全国考委会提出书面申请（附件6，需有原聘用单位及现受聘单位所在地省级质量技术监督部门的签章），并提交受聘于新单位的有关劳动合同或受聘证明文件，以及现所持有的Ⅲ级证件（正、副本），由全国考委会报国家质检总局核准，换发证件（正、副本）。

二、设备的质量控制

1.电流表精度校验，至少半年一次。

2.设备内部短路检查，至少（JB/T4730－2005为：

原则上）每年一次，将磁化电流调节到经常使用的最大电流，卡头之间不夹任何导体，通电后电流表的指针不动则说明无短路。

3.电流载荷校验，即检查所输出的最小和最大磁化电流值，至少每年一次。

4.通电时间校验，至少每年一次，用时间继电器控制磁化电流的持续时间，要求控制在0.5~1S。

5.电磁轭提升力校验，至少半年一次。

6.辐照计、照度计、磁场强度计、毫特斯拉计至少每年一次。

三、材料的质量控制

1.磁悬液浓度测定：

对于新配制的磁悬液浓度应符合下表要求。

JB/T4730.4－2005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

10~25

1.2~2.4

荧光磁粉

0.5~3.0

0.1~0.4

对于在固定式探伤机上循环使用的磁悬液，浓度一般采用梨形沉淀管，用以测量容积的方法来测定，每天开始工作前进行。

测定方法是：

（1）充分搅拌磁悬液，取100ml注入沉淀管中。

（2）对沉淀管中磁悬液退磁（新配制的除外）。

（3）水磁悬液静置30min，油磁悬液静置60min，变压器油磁悬液静置24h。

（4）读出沉积磁粉的体积，如下图，磁悬液浓度应符合JB/T4730.4－2005中表1要求。

（循环使用的磁悬液浓度测定）

2.磁悬液污染判断：

判定方法：

（1）充分搅拌磁悬液，取100ml注入沉淀管中。

（2）对沉淀管中磁悬液退磁（新配制的除外）。

（3）水磁悬液静置30min，油磁悬液静置60min，变压器油磁悬液静置24h。

（4）在白光或黑光（用于荧光磁悬液）下观察，梨形沉淀管中沉积物若明显分成两层，当上层污染物体积超过下层磁粉体积的30%时为污染。

（5）用未使用过的标准磁悬液与使用过的磁悬液比较，在黑光下观察，发现荧光磁悬液的亮度和颜色明显地降低，或磁悬液沉积物之上的载液发荧光，以及磁悬液变色、结团等都说明磁悬液污染。

应更换新磁悬液。

JB/T4730.4－2005标准规定，应每周测定一次。

3.水磁悬液润湿性能试验（水断试验）：

将磁悬液施加在被检工件表面，停止浇磁悬液后，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。

JB/T4730.4－2005标准规定，检测前应进行。

四、检测工艺的控制

前面讲过，工艺的书面表达就是工艺文件。

工艺的控制就是工艺文件控制和执行情况控制。

工艺文件执行情况的见证之一就是检测原始记录。

无损检测文件内容：

（1）无损检测委托书或无损检测任务书。

（2）无损检测标准（验收标准、检测标准）。

（3）无损检测工艺规程（通用工艺规程和工艺卡）。

（4）无损检测作业指导书。

（5）无损检测原始记录（射线检测还包括底片）。

（6）无损检测报告。

（7）无损检测人员资格证书。

（8）其它与无损检测有关的文件。

1.文件控制：

所有技术文件应齐全正确，并应是现行有效版本，在检测中要严格执行。

2.记录的控制

做好原始记录是检测工作极其重要的环节。

原始记录不仅能追溯产品的质量状态，也可以证明检测工作的质量。

是检测的见证，是执行工艺卡的见证，是报告的来源。

记录填写时应正确、完整、清晰，相关人员签署应齐全。

应有唯一性编号，且应与工艺卡和报告对应，要妥善保管。

3.综合性能试验的控制

磁粉检测综合性能（系统灵敏度）试验，应在初次使用探伤机时及此后每天开始工作前进行。

综合性能试验合格后，才能开始进行磁粉检测工作。

综合性能试验可采取下述样件之一进行，试验方法如下：

（1）自然缺陷标准样件

按规定的磁粉检测要求，对自然缺陷标准样件进行检验，如果样件上的已知缺陷磁痕能清晰显示，为综合性能试验合格。

（2）E型标准试块（交流试块）

将E型标准试块穿在铜棒上，通以700A（有效值）的交流电用中心导体法周向磁化，用湿连续法检验时，在E型标准试块应能清晰显示出一个人工孔的磁痕，为综合性能试验合格。

（3）B型标准试块（直流试块）

将B型标准试块穿在直径为25mm～38mm的铜棒上，用中心导体法周向磁化，用湿连续法检验，所用磁化电流与所显示孔的最少数量符合表9-1时，为综合性能试验合格。

表9-1B型标准试块要求显示出的孔数

方法

磁化电流（A）

所显示出孔的最少数量

荧光磁粉/非荧光磁粉

湿法

1400

2500

3400

3

5

6

非荧光磁粉

干法

1400

2500

3400

4

6

7

（4）标准试片

将标准试片贴在被检工件表面，进行磁化和湿连续法检验，按所要求的灵敏度等级，如果磁痕能清晰显示，为综合性能试验合格。

五、检测环境的控制

1.可见光照度：

采用非荧光磁粉检验时，被检工件表面的可见光照度应大于或等于1000lx。

若在现场由于条件有限，无法满足时，可以适当降低，但不能低于500lx。

2.黑光辐照度：

采用荧光磁粉检验时，在工件表面的黑光辐照度应大于或等于1000μW/cm2。

3.环境光照度：

4.采用荧光磁粉检验时，暗区或暗室的环境光照度应≤20lx。

以上三个照度要求，JB/T4730.4－2005标准未规定校验要求。

六、磁粉检测安全防护

特种设备磁粉检测由于涉及电流、磁场、紫外线、铅蒸汽、溶剂和粉尘等，而且有可能在高空、野外、水下或盛装过易燃易爆材料的容器中进行检测，所以磁粉检测工作者必须掌握安全防护知识，既要安全的进行磁粉检测，又要保护自身不受伤害，避免设备和人身事故。

1.　紫外线的危害

（1）使用黑光灯时，人眼应避免直接注视黑光光源，防止造成眼球损伤。

应经常检查滤光板，不准有任何裂纹，因为320nm以下的短波紫外线若从裂纹穿过，对人的眼睛和皮肤都是有害的，有裂纹的滤光板应立即更换。

磁粉检测人员在检验时应戴上相应的防护眼镜。

（2）大多数黑光灯工作时温度非常高，皮肤与其接触会受到热和辐射烧伤，这种烧伤非常疼痛而且愈合很慢。

只要正确使用黑光灯，就可避免UV-A黑光对人体的伤害。

（3）检测人员连续工作时，工间应适当休息，避免眼睛疲劳。

2.电气与机械安全

（1）JB/T8290－1998规定磁粉探伤机整机绝缘电阻应不小于4MΩ，以防止电器短路对人员安全带来危胁。

尤其使用水磁悬液时，绝缘不良会产生电击伤人。

（2）使用冲击电流法磁化时，不得用手接触高压电路，以防高压伤人。

　（3）气压和液压部件失效时，也会引起伤害事故。

3.材料的潜在危险

应戴防护手套，同时防止进入口腔和眼睛，应通风良好，避免吸入溶剂、金属蒸气及粉尘。

4.磁粉检测系统的潜在危险

（1）使用通电法或触头法时，由于接触不良，与电接触部位有铁锈和氧化皮，或触头带电时接触工件或离开工件，都会产生电弧打火，火星飞溅，有可能烧伤检测人员的眼睛和皮肤，还会烧伤工件，甚至会引起油磁悬液起火。

（2）为改善电接触，一般在磁化夹头上加装铅皮，如果接触不良或电流过大时，也会产生打火并产生有毒的铅蒸气，铅蒸气轻则使人头昏眼花，重则使人中毒，所以只有在通风良好时才准使用铅皮接触头，并尽量避免产生电弧打火。

（3）磁化的工件和通电线圈周围都产生磁场，它会影响装在附近的磁罗盘和仪表的准确性。

（4）安装心脏起搏器者，不得从事磁粉检测。

5.检测场所的潜在危险

　承压设备磁粉检测常在高空、野外、水下或容器中操作、磁粉检测人员必须首先知道这些特殊环境中有哪些特殊的安全防护要求，必须学会在这类场所检测时的安全知识，保护自身不致受到伤害。

6.磁粉检测系统与检测环境相互作用的潜在危险

（1）不要使用触头法和通电法检验盛装过易燃易爆材料的承压设备内壁焊缝。

由于产生电弧起火，已发生过多起伤亡事故。

（2）在附近有易燃易爆材料的场所，禁止使用触头法和通电法进行磁粉检测。

　（3）磁粉检测使用低闪点油基载液时，在检测环境区内也不允许有明火或火源。