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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。
1.3.4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45N,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。
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。
2.1.2紫外线光源:
常用的是黑光灯,也称黑光灯,也称高压水银灯,用于荧光磁粉检测。
黑光灯的要求和使用:
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。
使用黑光灯时应注意:
①刚点燃输出达不到最大至少3min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电压波动对黑光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避免磁悬液溅到黑光灯泡上发生炸裂。
⑦不要对着人眼直照。
⑧滤光片如果有裂纹,应及时更新,因为会使可见光和中、短波紫外光通过,对人体有害。
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。
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。
2.2.4弱磁场测量仪仅用于要求工件退磁后的剩磁极小的场合。
国产有RC-1型弱磁场测量仪。
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:
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
2.4快速断电试验器:
为了检测三相全波整流电磁化线圈有无快速断电效应,可采用快速断电试验器进行测试。
2.5磁粉吸附仪:
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,常用的CXY磁粉吸附仪。
2.6通电时间测量器:
可用通电时间控制器(如袖珍式电秒表),用于测量通电磁化时间。
2.7标准试片
2.7.1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。
2.7.2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。
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。
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。
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×
试片使用的注意事项:
(1)试片只适用于连续法检验,不适用于剩磁法检验;
(2)使用试片前,应用溶剂清洗防锈油。
工件表面应打磨平,并除去油污;
(3)试片表面锈蚀或有褶纹时,不得继续使用;
(4)将试片有槽的一面与工件受检面接触,用透明胶纸靠试片边缘贴成“井”字形并贴紧(间隙应小于0.1mm),但透明胶纸不得盖住有槽的部位;
(5)根据工件探伤面的大小和形状,选取合适的试片类型。
探伤面大时,可选用A1型。
探伤面窄小或表面曲率半径小时,可选用C型或D型,因C型试片可剪成5个小试片单独使用;
C型的摆放方向要考虑漏磁场的可能方向垂直。
(6)根据工件探伤所需的有效磁场强度,选取不同灵敏度的试片。
需要有效磁场强度较小时,选用分数值较大的低灵敏度试片,需要有效磁场强度较大时,选用分数值较小的高灵敏度试片;
(7)也可选用多个试片,同时分别贴在工件上不同的部位,可看出工件磁化后,被检表面不同部位的磁化状态或灵敏度的差异。
(8)M1型多功能试片,是将三个槽深各异而间隔相等的人工刻槽,以同心圆式做在同一试片上,其三种槽深分别与A1型试片的三种型号的槽深相同,一片多用,观察磁痕显示差异直观,能更准确地推断出被检工件表面的磁化状态;
(9)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。
2.8标准试块
2.8.1作用:
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。
2.8.2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。
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。
使用时,将铜棒夹在交流探伤机的电极夹头间,磁化时观察钢环外表面的磁痕显示。
③磁场指示器:
又称八角试块。
是8块低碳钢三角形薄片(3.2mm)与0.25mm的铜片焊在一起构成的。
它的用途与A1型试片类似,但它是一种粗略的校验工具,粗略校验被检工件表面的磁场方向、有效磁化区以及磁化方法是否正确。
连续法使用。
使用时,将铜面朝上,碳钢面贴近被检工件面。
④自然缺陷标准样件:
一般是在以往的磁粉探伤中发现的,材料、状态和外形具有代表性。
自然缺陷标准样件的使用应经Ⅲ级人员同意。
主要持有Ⅲ级资格证的指技术负责人或责任工程师。
2.9磁悬液浓度沉淀管
2.9.1作用:
测定磁悬液的沉淀浓度。
(磁悬液浓度分为配制浓度g/L和沉淀浓度mL/100mL)。
2.9.2种类:
梨形管。
2.9.3使用:
将磁悬液充分搅匀,取100mL注入梨形管,垂直静止(无震动)30min,读取磁粉沉淀高度的mL数,即得到所测得的磁悬液浓度值(mL/100mL)
2.10磁粉
2.10.1种类:
按磁痕观察分:
荧光磁粉和非荧光磁粉
按施加方式:
湿法磁粉和干法磁粉。
①荧光磁粉:
磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰基铁粉为核心,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510—550nm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。
纯白和纯黑在明亮环境中对比系数为:
25:
1,而黑暗中荧光的对比系数可达1000:
1。
荧光磁粉一般只适于湿法。
②非荧光磁粉:
四氧化三铁黑磁粉、三氧化二铁红磁粉、工业纯铁粉为原料粘附其它颜料的有色磁粉(如白磁粉等)、JCM系列空心磁粉(铁铬铝的复合氧化物,用于高温)共四种。
前两种既适于湿法也适于干法,后两种只用于干法。
2.10.2磁粉的性能:
①磁特性:
高磁导率(易被吸附)、低矫顽力(易分散流动)、低剩磁(易分散流动)。
为度量磁性,采用磁性称量法(磁粉称量仪),湿法普通磁粉不低于7g,干法磁粉不低于10g,荧光磁粉不低于5g。
②粒度:
即磁粉颗粒的大小,影响悬浮性、吸附力。
粗磁粉的磁导率较细磁粉的高。
对干磁粉,粒度范围10-50μm,最大不超过150μm;
对湿磁粉,粒度范围5-10μm,最大不超过50μm。
探伤中,湿法常用磁粉300目以上细磁粉,即15μm以下。
μm与目的关系:
45μm=320目。
③形状:
保证好的磁吸附性能和流动性能。
条形、椭圆形、球形。
条形容易磁化形成磁极,易被吸附,但流动性不好。
球形流动性好但不易被磁化(退磁场的影响)。
理想的磁粉应由一定比例的条形、球形和其他形状的磁粉混合。
④流动性:
探伤时,磁粉的流动性要好。
直流电不利于磁粉的流动,故直流电不适于干法检验;
湿法时,磁粉的流动靠载液带动,故直交流电均可。
⑤密度:
对磁吸附性、悬浮性、流动性有影响。
湿磁粉(黑、红)密度约4.5g/cm3,干湿磁粉8g/cm3,空心0.71-2.3g/cm3,荧光磁粉与其组成成分有关。
⑥识别度:
指磁粉的光学性能,包括颜色、荧光亮度、工件表面颜色的对比度。
以上六方面是影响磁粉性能的主要因素。
衡量磁粉性能的最根本的办法还是通过综合性能灵敏度试验的结果确定。
2.10.3磁粉的验收:
污染:
目视测定,无明显外来物、结块、浮渣。
对循环使用的磁悬液,搅拌均匀后取100mL注入梨形沉淀管,静置60min,当上层(污染物)体积超过下层(磁粉)体积的30%时,或黑光下载液发出明显的荧光时,即磁悬液不合格。
颜色:
红、黑、或要求的颜色、发黄绿荧光。
粒度:
通过标准分样筛(45μm/300目)后,重量不低于98%。
灵敏度:
湿法非荧光—直流标准块应显示5孔/交流标准块应显示1孔。
湿法荧光磁粉—直流标准块应显示5孔/交流标准块应显示1孔。
衬度试验。
悬浮性:
用酒精沉淀法测定,以反应磁粉的粒度,酒精和磁粉明显分界处的磁粉柱高应不低于180mm。
耐用性:
仅指荧光磁粉,通过试验后,荧光磁粉应能保持原始的显示灵敏度、颜色和亮度。
2.11载液
用来悬浮磁粉的液体称为载液,也称为分散剂。
2.11.1种类:
分为油基载液、水载液、乙醇载液(橡胶注型法)。
①油基载液:
闪点(不低于94℃),运动粘度(38℃时小于等于3.0mm2/s或使用温度下小于等于5.0mm2/s),荧光(无),气味(无),颗粒物(不大于1.0mg/L),总酸值(不大于1.0mgKOH/L),颜色(水白色),毒性(无)。
前四项为验收项目。
可以使用变压器油,变压器油与LPW-3号油基载液的混合液作为油基载液。
但决不能使用低闪点的煤油作为载液。
②水载液:
润湿性,分散性,防锈性,消泡性,稳定性。
2.12磁悬液
磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体。
2.12.1磁悬液浓度:
包括配制浓度(主要用于不回收的磁悬液)(每升磁悬液中所含磁粉的重量g/L)和沉淀浓度(主要用于循环使用的磁悬液)(每100mL磁悬液中沉淀出磁粉的体积mL/L)。
①浓度与灵敏度关系:
磁悬液浓度对显示缺陷的灵敏度影响很大,浓度不同,检测灵敏度也不同。
浓度太低,影响漏磁场对磁粉的吸附量,磁痕不清晰会使缺陷漏检;
浓度太高,会在工件表面滞留很多磁粉,形成过度背景,甚至会掩盖相关显示。
橡胶铸型法非荧光磁悬液配制浓度推荐4~5g/L。
②推荐浓度:
非荧光磁粉配制浓度(g/L)10~25沉淀浓度(含固体量:
mL/100mL)1.2~2.4
荧光磁粉配制浓度0.5~3.0沉淀浓度(含固体量:
mL/100mL)0.1~0.4
2.12.2磁悬液配制:
①油磁悬液配制—配制方法:
先取少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加入余下的油基载液,搅拌均匀即可。
注意事项:
搅拌成糊状(起到充分润湿的作用)、油基强调糊状。
②水磁悬液配制—配制方法、注意事项:
(非荧光)乳化剂先加入搅拌至完全溶解,然后再加入防锈剂和消泡剂,每一种加入后都要搅拌均匀,最后加入磁粉搅拌均匀,特别强调调配顺序。
(荧光)乳化剂(润湿剂)与消泡剂加入水中搅拌均匀,并按比例加足水,制成水载液,取少量水载液与磁粉和匀,然后加入余量的水载液,最后再加入亚硝酸钠,特别强调调配顺序,不应使荧光磁粉结团、剥离或变质。
③磁膏—配制方法、注意事项:
先取少量水,在水中挤入磁膏后搅拌成稀糊状,再按比例加入水后搅拌均匀即可。
使用时除应进行综合性能试验外,还必须测量磁悬液的浓度和进行水断试验。
④磁悬液喷罐—配制方法、注意事项:
使用前只需轻摇动喷罐,将磁悬液搅拌均匀,即可直接喷洒。
检测前先用标准试片进行综合性能试验,合格后即可检测,无需测量浓度,特别适合高空、野外和仰视检测。
2.13反差增强剂
为了提高缺陷磁痕与工件表面颜色的对比度。
一般为一层白色薄膜(25-45μm)
配方:
丙酮、稀释剂、火棉胶、氧化锌粉。
施加:
浸涂、刷涂、喷涂。
使用环境:
背景不好、或为了检查细小缺陷、应力腐蚀裂纹等。
磁粉检测辅助器材)
反差增强剂、磁悬液、载液、磁粉、磁悬液、浓度沉淀管、
标准试块、标准试片、照度计、磁场测量仪器、光源。
磁粉探伤工艺方法分类及选择
1.1磁粉探伤工艺方法的分类:
1.1.1按施加磁粉的载体分两种:
干法(荧光、非荧光)、湿法(荧光、非荧光)。
1.1.2按施加磁粉的时机分两种:
连续法、剩磁法。
1.3按磁化方法分六种:
轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体法、交叉磁轭法。
1.2磁粉探伤工艺方法的一般选择原则:
1.2.1连续法和剩磁法都可进行探伤时,优先选择连续法。
1.2.2对于湿法和干法,优先选择湿法。
1.2.3对于按磁化方法分类的六种探伤方法,优先选用要根据工件的形状、尺寸、探伤操作的困难程度进行。
2磁粉探伤工艺方法具体介绍
2.1连续法:
2.1.1概念:
在磁化的同时,施加磁粉或磁悬液。
2.1.2适用范围:
①形状复杂的工件;
②剩磁Br(或矫顽力Hc)较低的工件;
③检测灵敏度要求较高的工件;
④表面覆盖层无法除掉(涂层厚度均匀不超过0.05mm)的工件。
2.1.3操作要点:
①先用磁悬液润湿工件表面;
②磁化过程中施加磁悬液,磁化时间1S-3S;
③磁化停止前完成施加操作并形成磁痕,时间至少1S;
④至少反复磁化两次。
2.1.4优点:
(1)适用于任何铁磁性材料。
(2)具有最高的检测灵敏度。
(3)可用于多向磁化。
(4)交流磁化不受断电相位的影响。
(5)能发现近表面缺陷。
(6)可用于湿法和干法检验。
2.1.5局限性:
(1)效率低。
(2)易产生非相关显示。
(3)目视可达性差。
2.2剩磁法:
2.2.1概念:
停止磁化后,施加磁粉或磁悬液。
2.2.2适用范围:
①矫顽力Hc在1000A/m以上,并保持剩磁Br在0.8T以上的工件,一般如经过热处理的高碳钢和合金结构钢(淬火、回火、渗碳、渗氮、局部正火);
低碳钢、处于退火状态或热变形后的钢材都不能采用剩磁法;
②成批的中小型零件进行磁粉检测时;
③因工件几何形状限制连续法难以检验的部位。
2.2.3操作要点:
①磁化结束后施加磁悬液;
②磁化后检验完成前,任何磁性物体不得接触被检工件;
③磁化时间一般控制在0.25-1S;
④浇磁悬液2–3遍,或浸入磁悬液中10—20S,保证充分润湿;
⑤交流磁化时,必须配备断电相位控制器。
2.2.4优点:
(1)效率高。
(2)具有足够的检测灵敏度。
(3)缺陷显示重复性好,可靠性高。
(4)目视可达性好,可用湿剩磁法检测管子内表面的缺陷。
(5)易实现自动化检测。
(6)能评价连续法检测出的磁痕显示属于表面还是近表面缺陷显示。
(7)可避免螺纹根部、凹槽和尖角处磁粉过度堆积。
2.2.5局限性:
(1)只适用于剩磁和矫顽力达到要求的材料。
(2)不能用于多向磁化。
(3)交流剩磁法磁化受断电相位的影响,所以交流探伤设备应配备断电相位控制器,以确保工件磁化效果。
(4)检测缺陷的深度小,发现近表面缺陷灵敏度低。
(5)不适用于干法检验。
2.3干法:
2.3.1概念:
以空气为载体用干磁粉进行探伤。
2.3.2适用范围:
①粗糙表面的工件;
②灵敏度要求不高的工件。
2.3.3操作要点:
①工件表面和磁粉均完全干燥;
②工件磁化后施加磁粉,并在观察和分析磁痕后再撤去磁场;
③磁痕的观察、磁粉的施加、多余磁粉的除去同时进行;
④干磁粉要薄而均匀覆盖工件表面;
⑤多余磁粉的除去应有顺序地向一个方向吹除;
⑥不适于剩磁法。
2.3.4优点:
(1)检验大裂纹灵敏度高。
(2)用干法+单相半波整流电,检验工件近表面缺陷灵敏度高。
(3)适用于现场检验。
2.3.5局限性:
(1)检验微小缺陷的灵敏度不如湿法。
(2)磁粉不易回收。
(3)不适用于剩磁法检验。
2.4湿法:
2.4.1概念:
将磁粉悬浮在载液中进行磁粉探伤。
2.4.2适用范围:
①连续法和剩磁法;
②灵敏度要求较高的工件,如特种设备的焊缝;
③表面微小缺陷的检测。
2.4.3操作要点:
①磁化前,确认整个检测表面被磁悬液润湿;
②不宜采用刷涂法施加磁悬液(可用喷、浇、浸等);
③检测面上的磁悬液的流速不能过快;
④水悬液时,应进行水断试验。
2.4.4优点:
(1)用湿法+交流电,检验工件表面微小缺陷灵敏度高。
(2)可用于剩磁法检验和连续法检验。
(3)与固定式设备配合使用,操作方便,检测效率高,磁悬液可回收。
2.4.5局限性:
(1)检验大裂纹和近表面缺陷的灵敏度不如干法。
4退磁
4.1概念:
退磁是去除工件中剩磁、使工件材料磁畴重新恢复到磁化前那种杂乱无章状态的过程。
探伤退磁就是将剩磁减小到不影响使用或下道工序加工的操作。
4.1原理:
将工件置于磁场强度足以克服材料矫顽力HC的交变磁场中,产生磁滞回线,当交变磁场的幅值渐渐递减时,磁滞回线的轨迹也越来越小,工件中的剩磁Br也越来越小接近于零。
(如图可看出,退磁时电流与磁场的方向和大小的变化必须“换向衰减同时进行”。
)
4.3退磁方法:
常用的有交流退磁和直流退磁。
另外,还有高温退磁,工件加热到居里点以上,这是一种最有效的退磁方法。
4.4必须进行退磁的几种情况:
①当检测需要多次磁化时,如上一次磁化将会给下一次磁化带来不良影响;
②工件的剩磁会对以后的机械加工产生不良影响;
③工件的剩磁会对测试或计量装置产生不良影响;
④工件的剩磁会对焊接产生不良影响;
⑤其他必要的场合。
4.5交流退磁:
4.5.1通过法:
①线圈不动工件移动,衰减磁场到零;
②工件不动线圈移动,衰减磁场到零。
4.5.2衰减电流(磁场)法:
①线圈、工件都不动移动,衰减电流到零;
②两电极夹持工件,衰减电流到零;
③两触头接触工件,衰减电流到零;
④交流电磁轭通电时离开工件,衰减磁场到零;
⑤扁平线圈通电时离开工件,衰减磁场到零。
4.6直流退磁:
4.6.1换向衰减法:
不断改变电流方向,并逐渐减小电流至零。
4.6.2超低频电流退磁:
0.5-10Hz,衰减电流或在线圈中通过。
4.7大型工件退磁:
交流磁轭局部退磁或采用缠绕线圈分段退磁。
4.8剩磁测定:
退磁效果可用磁场强度计测定,剩磁应不大于0.3mT(或240A/m)。
4.9退磁注意事项
(1)退磁用的磁场强度,应大于(至少要等于)磁化时用的最大磁场强度。
(2)对周向磁化过的工件退磁时,应将工件纵向磁化后再纵向退磁,以便能检出退磁后的剩磁存在。
(3)交流电磁化,用交流电退磁;
直流电磁化,用直流电退磁。
直流退磁后若再用交流电退一次,可获得最佳效果。
(4)线圈通过法退
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