ASME磁粉检测通用工艺规程的编制-毕业设计

毕业设计报告（论文）

(2013届)

题目：ASME磁粉检测通用工艺规程的编制 所属系：机械工程技术系 班级：无损检测1021 学生姓名： 学号： 同组成员： 指导教师：

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摘要磁粉检测是将钢铁等铁磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物体表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法，缩写为MT。

铁磁材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应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。磁粉检测的质量控制，是建立在对影响磁粉检测灵敏度和检测可靠性的诸因素逐个地加以控制基础之上的。磁粉检测的能力，取决于施加磁场的大小和缺陷的延伸方向，还与缺陷的位置、大小和形状等因素有关。工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大检测灵敏度最高；当磁场方向与缺陷延伸方向夹角为45度时，缺陷可以显示，但灵敏度降低；当磁场方向与缺陷延伸方向平行时，不产生磁痕显示，发现不了缺陷。

磁粉检测工艺，是指包含磁粉检测的预处理、磁化（选择磁化方法和磁化规范）、施加磁粉或磁悬液、磁痕的观察与记录、缺陷评级、退磁和后处理七个程序的全过程。磁粉检测的时机应根据不同的材料工件而定。磁化、施加磁粉或磁悬液的方法有连续法、剩磁法、干法。特种设备磁粉检测通用工艺规程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的分类；检测记录、报告和资料存档；编制（级别）、审核（级别）和批准人；制定日期。

关键词磁粉检测设备器材工艺规程

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AbstractMagnetic particle testing is made of ferromagnetic materials such as steel shall be workpiece magnetized and use the defective parts can absorb the characteristics of magnetic powder, magnetic powder distribution according to show is to detect the object surface defects and near surface defects detection method, abbreviation for MT.

The ferromagnetic materials' workpiece magnetized by the existence of continuity, to make the work surface and near surface of magnetic induction line to occur from local distortion leakage magnetic field, on the surface of the adsorption of magnetic powder, in the right light visual visible magnetic image formation, which shows the location of the continuity not size and shape and severity. The magnetic powder detection quality control, is based on magnetic powder detection sensitivity and influence the inspection reliability of the categories to try to control foundation. Magnetic particle testing ability, depends on the size of the magnetic field on the extension direction and defects, and the position of the defects related to such factors as the size and shape. The workpiece magnetized, when magnetic field with the direction of the defect extension direction perpendicular, defect magnetic leakage field detection sensitivity of the biggest supreme; When magnetic field with the direction of the defect extension direction Angle of 45 degrees, defects can display, but lower sensitivity; When magnetic field with the direction of the defect extension direction parallel, do not produce magnetic image display, not find defects.

The magnetic powder detection technology, it is to point to include magnetic particle testing preprocessing magnetized (choose magnetization method and magnetized standard) on the magnetic powder or suspension of magnetic image observing and recording defects rating demagnetization and post-processing seven the whole process of the program. The timing of the magnetic particle testing should be based on the different material and decide on the workpiece magnetized magnetic powder or suspension method have continuous method of residual magnetism dry special

equipment magnetic particle testing universal process planning should include at least the following content； the applicable scope; Reference standard rules and regulations. Testing personnel

qualification; Detection equipment and materials; Test surface preparation; Testing time; Detection technology and detection technology; The results of detection levels of quality evaluation and classification; The record of inspection reports and data archive; Prepare (level) audits (level) and approval; Date set.

Key wordsmagnetic particle testing equipment technological procedure

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目录

第一章概述 ......................................................... 1

1.1磁粉检测的发展简史和现状 .................................... 1

1.1.1磁粉检测的发展简史 .......................................... 1 1.1.2磁粉检测的现状 .............................................. 1 1.1.3设备、器材、配套检测仪器的发展 ............................ 2 1.1.4压力容器磁粉检测应用现状及特点 ............................ 3 1.2磁粉检测 .................................................... 3

1.2.1磁粉检测原理 ................................................. 3 1.2.2磁粉检测使用范围 ............................................ 4 1.2.3磁粉检测程序 ................................................. 4 1.2.4磁粉检测的优点及局限性 ..................................... 4 1.3表面无损检测方法的比较 ...................................... 5 第二章编制说明 ..................................................... 6

2.1磁粉检测设备 ................................................ 6

2.1.1磁粉检测主要设备器材现状和发展 ............................ 6 2.1.2磁化技术的发展 .............................................. 6 2.1.3磁粉探伤器材的发展 .......................................... 6 2.1.4磁粉检测设备的分类 .......................................... 7

2.1.5固定式磁粉探伤机 ............................................ 7 2.1.6移动式磁粉探伤机 ............................................ 7 2.1.7便携式磁粉探伤仪 ............................................ 7 2.1.8固定式探伤机的组成 .......................................... 8 2.1.9磁粉检测辅助器材 ............................................ 8 2.2磁粉检测器材 ................................................ 9

2.2.1磁粉 .......................................................... 9 2.2.2载液和磁悬液 ................................................ 10 2.2.3反差增强剂 .................................................. 10 2.2.4标准试片 .................................................... 11 2.2.5标准试块 .................................................... 12 2.2.6检测方法 .................................................... 12 2.2.7压力容器磁粉检测主要检测工艺 ............................. 13 2.3磁化电流和磁化方法 ......................................... 13

2.3.1磁化电流 .................................................... 13 2.3.2.磁化方法 .................................................... 15 2.3.3压力容器磁粉检测方法....................................... 17 2.3.4压力容器磁粉检测的主要磁化方法和磁化规范 ................ 18

第三章磁粉检测工艺规程 ............................................ 20

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3.1磁粉检测的要技术文件 ....................................... 20 3.1.1磁粉检测的委托书和产品验收的技术要求 .................... 20

3.1.2磁粉检测工艺规程 ........................................... 20 3.1.3检测记录和结论报告 ......................................... 20 3.2规程的编制 ................................................. 20

3.2.1检测规程与检测工艺卡....................................... 20 3.2.2检测规程的编制 ............................................. 21 3.3按ASME编制的磁粉通用工艺规程 .............................. 21 第四章课题结论、问题与建议 ........................................ 28

4.1课题结论 ................................................... 28 4.2问题 ....................................................... 28 4.3对磁粉检测的建议 ........................................... 28 参考文献 .......................................................... 29 致谢 .............................................................. 30

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第一章概述

1.1磁粉检测的发展简史和现状 1.1.1磁粉检测的发展简史

目前国外国内都非常重视磁粉检测设备的开发，因为只有检测设备的进步，才能给磁粉检测带来成功的应用。磁粉检测设备从固定式、移动式到携带式，从半自动到专用设备，从单向磁化到多向磁化，设备已实现了系列化和商品化。如今我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，已取得较大进步。断裂和塑性力学在无损检测领域的应用，为制定更合理的产品磁粉检测验收标准提供了依据。我们相信，磁粉检测在特种设备行业将得到更加广泛的应用和重视，为控制产品质量，防患于未然做出应用的贡献。

磁粉检测是将钢铁等铁磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物体表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法，缩写为MT。

磁粉检测是利用磁现象来检测材料和工件中缺陷的方法。春秋战国时期，中国劳动人发现了磁石吸铁现象。

17世纪发国物理学家对磁力作了定量研究。

19世纪初期，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围也存在着磁场。后来英国的法拉第首创了磁力线的概念。

1918年，美国人Hoke的发现被认为是钢块被纵向磁化而引起的，它促使了磁粉检测法的发明。

1928年，de Forest为解决油井钻杆的断裂失效，研制出周向磁化法。

1930年，de Forest和Doane将研制出的干磁粉成功应用于焊缝及各种工件的探伤。 1935年，油磁悬液在美国开始使用。

1936年，法国有人申请了在水磁悬液中添加润湿剂和防锈剂的专利。 1938年，《无损检测论文集》在德国出版，该书对磁粉检测的基本原理和装置进行了描述。

1940年，《此份检验的原理》教科书在美国出版。 1941年，荧光磁粉投入使用，磁粉检测从理论到实践，已经初步形成一种无损检测方法。 1949年以前，我国仅有几台美国进口的蓄电池式直流探伤机，用于航空工件的维修检查。 近几十年来，在广大磁粉检测工作者和设备器材制造者的共同努力下，磁粉检测已发展成为一种成熟的无损检测方法。 1.1.2磁粉检测的现状

随着现代科学技术的发展，尤其是电子计算机的广泛应用研制出许多新的自动化与半自动化的探伤设备。新的探伤材料及新的探伤技术也不断涌现。国外很重视磁粉检测设备的开发，因为只有检测设备的进步，才能给磁粉检测带来成功的应用。现在国外磁粉探伤设备从固定式磁粉探伤机、移动式磁粉探伤机、到便携式磁粉探伤机，从半自动磁粉探伤机、全自动磁粉探伤机到专用磁粉探伤设备，从单向磁化到多向磁化，设备已系列化和商品化。由于晶闸管等电子元器件用于磁粉检测设备，使智能化设备大量涌现，这些设备可以预置磁化规范和合理的工艺参数。进行荧光磁粉检测和自动化操作，国外还成功第御用电视光电探测器荧光磁粉扫查和激光飞点扫描系统，实现了磁粉检测观察阶段的自动化，将检测到的信息在微机和其他电子装置中进行处理，鉴别可剔除的不连续性，并进行自动标记和分选，完全改

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变了传统磁粉检测“手脚并用眼睛看”的面貌。大大提高了检测的灵敏度和可靠性，代表了当代磁粉检测的新成就。

我国近年来磁粉检测设备发展也很快，已实现了系列化，三项全波直流探伤超低频退磁设备的性能已打到国外同类设备的水平。交流探伤就机用于剩磁法检验时加装断电相位控制器保证剩磁稳定是我国的特色。断电相位控制器利用可控硅技术，可以代替自藕变压器无级调节磁化电流，还为我国磁粉检测设备的电子化和小型化奠基了基础。智能化设备已生产应用光电扫描图像识别的磁粉探伤机已研制成功。用电脑处理磁痕现实的试验研究有很大的进展，自动化和半自动化设备有不少应用。

磁粉检测的器材，国外开发的很多，如固定式磁粉探伤机合用的400W冷光源黑光灯都得到了应用。快速断电测量器的开发解决了直流磁化“快速断电效应”的测量问题。标准试片和试块，及测量剩磁的磁墙做载液。荧光磁粉一般推荐使用14A，国外还研制出白光下发荧光的荧光磁粉。荧光磁粉检测可靠性高、速度快，在国外已普遍使用。我国研制的器材，如LPW-3号磁粉检验载液（无臭味没有），性能已感伤国外同类产品，在国内很多行业普遍使用。磁粉检测用B型和E型百准试块，性能和指标均由于国外同类产品。已被批准为“国家标准样品”，并推广使用。ST80C照度计和UV-A紫外辐照计性能可满足要求。M1型多功能标准试片于国外KS234试片等效。我国研制的YC-2型荧光磁粉，灵敏度高，满足磁粉检测的要求，已大力推广使用。磁悬液喷灌使用方便，尤其在特种设备磁粉检测中普遍应用。

磁粉检测的质量控制，是建立在对影响磁粉检测灵敏度和检测可靠性的诸因素逐个地加以控制基础之上的。国外非常重视，不仅制定了具体控制项目、校验周期和技术要求，还设有质量监督检查机制，保证贯彻执行，同时通过实践对质量控制技术要求进行持续改进。如几年前美国标准要求工件表面白光照度不低于200英尺烛光（2100Lx），现修正为100英尺烛光（1000LX）；将磁化规程由直径每毫米30~48A电流修正降为12~32A等等。使磁粉检测标准的技术要求更加合理。

目前磁粉检测技术正在朝着专业化、半自动及自动化方向发展。所谓专业化，是指检测设备专业化，即改变了过去的一机多能但是检测效率不高的状态。根据产品检测的要求，突出了检测的专一方法，把一些不需要的功能废置，而在提高专一方法效率上下功夫。这也是在工业产业化进程中所必须的。在提高效率要求下，多采用计算机技术进行。如采用编程软件，实现检测过程的程序控制；采用CCD摄像技术及计算机图像处理技术，实现对磁痕显示的采集、处理和储存。

1.1.3设备、器材、配套检测仪器的发展

磁粉检测设备目前基本上仍由4种形式组成：1、便携式磁轭；2、大电流发生器(移动式磁化电源)；3、固定式磁化床式机(通用磁粉探伤机)；4、专用检测系统。

近年来磁粉检测设备主要有以下变化： 采用了大功率电子整流及晶闸管调压方式，改变了过去采用自耦变压器调压的诸多不便。电子调压的最大优点是无触点调节，调节控制方便，设备整体重量减轻。加上采用数字电路控制，容易实现过程自动化。但这一种方式也带来一些新的问题。其主要是电子调压与变压器调压的波形不同。变压器调压采用电磁感应技术，调压出来的波形与交流输入波形一样是正弦波，而电子调压是截取某一相位上的正弦波，是一个畸形波。而目前对磁化磁场的计算上多采用正弦波处理方式，畸形波产生的磁场与正弦波产生的磁场不完全一致。所以在新的

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国家标准GB/T 158222.3中规定，应由设备制造商提供“可供电流的波形”、“电流调节与影响波形的方法”以及“工作范围和增量调节步进量”。但目前供应商还未能提供这些相关数据。另外，由于采用调节电流相位方式调节电压，一般调节上不能作到均匀调节，是操作中值得注意的。

在检测器材上，荧光磁粉进一步得到广泛使用。并且，磁粉的性能也得到提高。如MR荧光磁粉在荧光系数和荧光稳定性上与14A荧光磁粉比较荧光系数有较大提高，更有利于缺陷的识别。

在与荧光磁粉配套的黑光灯上，国内不少厂家生产的黑光灯基本能满足国内使用要求。但相应品种、质量尚不尽如人意。目前国外产品相应较多，并大量在军工行业或要求较高地方使用。如美国磁通公司及欧洲瑞典Labino公司的产品从4W～400W共650个品种可供选择，适应于各种检测环境。大功率的黑光聚光灯辐照度甚至可达450W/m2，在高强度下，高荧光亮度可以补偿因为环境白光造成的对比度损失，可以满足在大范围下及普通光线下进行的检测。

另外，在与磁粉检测配套的仪器上也日臻完善。不同型号及使用范围的特斯拉计、磁强计、弱磁场测量仪、白光照度计、黑光辐照计、标准试块、标准试片、沉淀试管、标准筛、工业内窥镜等产品在市场上争奇斗艳，满足生产科研的产品越来越多，更进一步推动了磁粉检测技术的发展。

1.1.4压力容器磁粉检测应用现状及特点

由于压力容器的使用条件恶劣,原材料中存在的缺陷、制造过程中遗留的缺陷或使用中产生的新生缺陷，均会导致其安全可靠性大幅下降，甚至产生灾难性的后果。已有的统计数据表明,在原材料中存在的与制造过程中产生的缺陷有70 %以上是表面缺陷，而在使用中产生的缺陷有90 %以上是表面缺陷或由表面缺陷导致的缺陷。断裂力学分析表明,表面和近表面缺陷的当量尺寸比埋藏缺陷大一倍，故其对压力容器安全性的影响至关重要。磁粉检测对表面缺陷有很高的检测灵敏度、准确性和可靠性,是最常用、最直观、最经济方便的常规无损检测方法之一。这使得压力容器的磁粉检测具有十分重要的作用。

对压力容器行业而言，应用磁粉检测技术的目的通常是为了保证产品质量、保障使用安全、改进制造工艺和降低生产成本。其主要作用是在不损伤铁磁性工件的前提下,检出表面和近表面缺陷,以满足压力容器设计中强度等方面的需要。在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等几个阶段中，磁粉检测技术均得到了广泛应用。相关法规也明确要求铁磁性材料的压力容器表面检测应优先选用磁粉检测。为防止事故和保障安全，压力容器的磁粉检测通常按行业相关规程、标准规定和设计文件要求等进行。 1.2磁粉检测

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。 1.2.1磁粉检测原理

铁磁材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应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。

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1.2.2磁粉检测使用范围

适用于检测铁磁性材料（如16MnR，20g,30CrMnSiA）工件表面和近表面尺寸很小、间隙极窄（如可检测出0.1mm、宽为微米级的裂纹）和目视难以看见的缺陷。马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料(如1Cr17Ni7)具有磁性，因而可以进行磁粉检测。不适用于非磁性材料，比如奥氏体不锈钢材料（如1Cr18Ni9,0Cr18Ni9Ti）和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不适用于检测铜铝、镁、钛合金等非磁性材料。

适用于检测工件表面和近表面的裂纹，白点、发纹、折叠、冷隔、气孔和夹杂等缺陷，但不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁感应线方向夹角小于20°的缺陷

适用于检测未加工的原材料（如钢坯）和加工的半成品、成品件及使用过的工件及特种设备。

适用于检测管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件及焊接件。 1.2.3磁粉检测程序 （1） 预处理； （2） 磁化；

（3） 施加磁粉或磁悬液； （4） 磁痕的观察与记录； （5） 缺陷评级； （6） 退磁； （7） 后处理。

1.2.4磁粉检测的优点及局限性

优点：

（1） 可检测出铁磁性材料表面和近表面（开口和不开口）的缺陷。 （2） 能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。 （3） 具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。 （4） 单个工件检测速度快，工件简单，成本低廉，污染少。

（5） 采用合适的磁化方法，几乎可以检测到工件表面的各个部位，基本上不受工件大小和

几何形状的限制。

（6） 缺陷检测重复性好。 （7） 可检测受腐蚀的表面。

局限性：

（1） 只适用于铁磁性材料，不能检测奥氏体不锈钢材料和奥氏体不锈钢焊缝及其他非铁磁

性材料。

（2） 只能检测表面和近表面缺陷。

（3） 检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系，若缺陷放向与磁化方向近似平行或缺陷与工

件表面夹角小于20°，缺陷就难以发现。另外，表面浅而宽的划伤、锻造皱折也不易发现。 （4） 受几何形状影响，易产生非相关显示。

（5） 若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有不良影响。用通电法和触头法磁化时，易产生

电弧，烧伤工件。因此，电接触部位的非导电覆盖层必须打磨掉。

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（6） 部分磁化后具有较大的剩磁的工件需要进行退磁处理。

1.3表面无损检测方法的比较

磁粉检测、渗透检测和涡流检测都属于表面无损检测方法，但其原理和适用范围区别很大，并且有各自独特的优点和局限性。所以无损检测人员应掌握这三种检测方法，并能根据工件材料、状态、和检测要求，选择合理的方法进行检测。

表面无损检测方法的比较 方法 项目 方法原理 适用材质 能检测出的缺陷 应用对象 磁力作用 铁磁性材料 表面和近表面缺陷 铸钢件、锻钢件、压延件管材、棒材、型材、焊接件、机加工件及使用中的上述工件检测 主要检测缺陷 裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物、冷隔 显示缺陷的器材 缺陷表现形式 缺陷显示 缺陷性质判断 灵敏度 检测速度 污染

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磁粉检测（MT） 渗透检测（PT） 毛细渗透作用 非多孔性材料 表面开口缺陷 任何非多孔性材料工件及使用中的上述工件检测 裂纹、白点、疏松针孔、夹杂物 渗透液和显像剂 渗透液的回渗 直观 能大致确定 较高 慢 较重 表1

涡流检测（ET） 电磁感应作用 导电材料 表面及表层缺陷 管材线材棒材等工件检测； 材料状态检验和分选； 厚度测量等 裂纹、材质变化厚度变化 记录仪示波器或电压表 线圈输出电压和相位的变化 不直观 难以判断 较低 很快（可自动化） 很轻 磁粉 漏磁场吸附磁粉形成磁痕 直观 能大致确定 高 较快 较轻

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第二章编制说明

2.1磁粉检测设备

2.1.1磁粉检测主要设备器材现状和发展

磁轭探伤仪主要用于在役锅炉压力窖器焊鞋的检验。

磁轭探伤仪可分为：①单关节磁轭，型号有CEE-1、CDX-1等；②多关节磁轭，型号有CJE系列及CDX-1等；③交叉磁轭(旋转磁场)，型号有CXX-1和CDX-A等；④兰种功能合一的磁轭，型号有CYE-3等。

磁轭探伤仪近几年来在以下三方面发展：

（1） 磁轭交流磁化，提升力>44N(～4.5k )和磁轭直流磁化，提升力>177N(～18.1kgf)两种，

满足用户对厚板和薄板探伤的要求。 （2） 为满足用户现场检测需要，进一步减轻设备重量和简化结构，苏州铜罗探伤材料厂生

产了MP-3型交流磁轭在电路安全保护措施下采用220V电压的磁轭达到了简化结构，进一步减轻设备重量的目的。

（3） 为适应高空作业和无电源现场检验，美国Paker公司推出了<3kg充电式电瓶磁轭探伤

仪，国内厂家已着手研制重量轻、容量大的充电电瓶式磁轭探伤仪来满足用户要求。 2.1.2磁化技术的发展

磁化工件，有缺陷处产生漏磁场吸附磁粉显示缺陷形态是磁粉探伤的基本原理，改进磁化技术使磁粉探伤能简化工序，提高检测速度，保证探伤灵敏度。磁化技术的发展可以促进磁化设备的更新换代。其大致可以划分为以下几个阶段：

30~50年代，磁化技术是单一方向的磁化，发现与磁场方面垂直的缺陷，对于要求发现工件上任一方面的缺陷，则至少需要对工件的两个垂直方向分别磁化。

60年代，出现了复合磁化技术采用一组直流通电线圈和垂直于一组通过工件的交流电阿时磁化工件·形成一十随电流频率周期变化的摆动磁场，它仅仅局限在两个对称90°范围内作周期变化，但基本上对工件进行一次磁化能发现工件上不同方面缺陷。

70年代改进了复合磁化技术，采用一组交流线圈和垂直一组通过工件的电流(或采用两组通过工件相互垂直的交流电)进行复合磁化，形成圆形或椭圆形电流频率周期变化的磁场轨迹，较好地解决复合磁化场在不同方向上磁场不均匀的难题。

80年代，为解决异形工件上不同部位能获得较均匀的磁场强度，国外开发了多向复合磁化技术，即根据被捡工件的形状、尺寸，采用计算机技术对设备进行机电一体化设计，可以在实际工件上形成多个回路的交流(或磁通)复合磁化，较好地解决了量大面广的复杂零件表面自动探伤问题。

90年代，为解决工件通电磁化时容易烧伤工件表面或在通电接触部位硬度降低影响工件的使用性能，磁化技术又进一步发展，采用多个组合的交流线圈磁场，利用线圈有效磁化区在空间强度分析的叠加，获得较均匀的旋转磁场来磁化工件。这种磁化技术电流不通过工件，避免烧伤工件表面，工件上下料不用夹持装置，有利于提高检测速度。 2.1.3磁粉探伤器材的发展

磁粉探伤技术的发展与其磁粉探伤器材的发展是密不可分的。下面就磁粉、磁悬液喷洒器、紫外灯及标准试片的发展介绍于下： (1) 磁粉的发展

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磁粉是磁粉探伤的显示剂，磁粉的好坏直接关系到磁粉探伤的灵敏度和准确度 70年代国内就开始研制各类磁粉，并形成以宜兴探伤材料厂，苏州铜罗探伤材料厂、上海磁性材料厂等生产基地，生产不同规格和用途的干、湿系列磁粉。80年代为满足在役锅炉压力容器现场检验的需要，又研制了RW-1红磁膏和BW-1黑磁膏以及LY、MP、MB系列罐装喷雾液和FA-3反差增强剂等，满足了现场快速、方便配置磁悬渣的需要。

为满足在役压力容器内表面焊缝的检验，80年代发展了荧光磁粉探伤。 (2) 磁悬液喷洒装置

根据锅炉压力容器现场捡验的要求，苏州铜罗探伤材料厂生产MT-3和MT-4型磁悬液喷洒器。 (3) 紫外灯

紫外灯是荧光磷粉探伤必备的仪器，国内现采用YX-IZSW紫外灯，其强度已能满足要求，(400mm距离下强度>1000μm/cm2。)，但光强分布不均，现正在改进中。 (4) 标准试片

标准试片是较验磁粉探伤综合灵敏度的工具，能准确地指示复杂工件不同部位的磁场方向和强度。日本JIS A、B、C型灵敏度试片，在80年代初我国铁科院金化所，上材所就研制成功并批量生产供应检测需要，我国还自行研制了综合4型灵敏度试片和拼装式员敏度试片。80年代中期JB3965-85《钢制压力容器磁粉探伤》和JB4248-86《压力容器锻件磁粉探伤》采用了ASME标准试片，把磁粉探伤系统性能测试板、人工缺路试环、磁场指示器三种ASME标准试片怍为锅炉压力容器磁粉探伤中的校验灵敏度及设备性能的工具。 2.1.4磁粉检测设备的分类

磁粉检测设备又称磁粉探伤机，通常按其使用方法分为固定式，移动式和便携式三类。 2.1.5固定式磁粉探伤机

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比较大。

特点：体积和重量大，额定周向磁化电流一般从1000——10000A。可进行通电法，中心导体法，线圈法，磁轭法整体磁化或复合磁化等。

适用:对中小工件检测，利用备有的触头和电缆也可对难以搬上工作台的大型工件进行探伤。

局限性：检测的最大截面受磁化电流和夹头中心高限制，检测长度受最大夹头间距限制。 2.1.6移动式磁粉探伤机

在大量的应用中，常会出现被检工件不能搬运送检的情况。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、重量都远小于固定式设备，有良好的机动性和适应性。

特点：额定周向磁化电流一般为500-8000A，主体为磁化电源，可提供交流和单相半波整流电的磁化电流。

适用：借助运输工具运至现场可对大型工件探伤。 2.1.7便携式磁粉探伤仪

便携式设备体积小，重量轻，也称为手提式磁粉探伤仪。这种设备的机动性、适应性最强，可用于各种现场作业，如锅炉、压力容器的内、外探伤，飞机的现场维护检查，立体管道的检查，乃至高空、水下作业等。

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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。 设备的命名方法

根据国家专业标准ZBN70001的规定，磁粉探伤机应按以下方式命名： C X X —— X ↓ ↓ ↓ ↓ 1 2 3 4

第1部分——C，代表磁粉探伤机；

第2部分——字母，代表磁粉探伤机的磁化方式； 第3部分——字母，代表磁粉探伤机的结构形式；

第4部分——数字或字母，代表磁粉探伤机的最大磁化电流或探头形式。

如CJW-4000型，为交流固定式磁粉探伤机，最大周向磁化电流为4000A；CZQ-6000型，为超低频退磁直流磁粉探伤机，最大周向磁化电流为6000A。 2.1.8固定式探伤机的组成

组成部分：磁化电源、磁化线圈、工件夹持装置、指示装置、喷洒装置、照明装置、退磁装置、剩磁法时交流探伤机应配备断电相位控制器。

磁化电源：是探伤机的核心，其作用是提供磁化电流（包括交流电和直流电），使工件磁化。

磁化线圈：进行纵向磁化的螺管线圈。

工件夹持装置：磁化夹头和触头夹紧工件，使其通过电流的电极或通过磁场的磁极装置。夹头上应包上铅垫或铜编制网。

指示装置：电流表、电压表。电流表至少半年校验一次。当设备进行重要电气修理、周期大修或损坏时，应进行校验。

喷洒装置:磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。

照明装置:非荧光磁粉检测时，在波长范围为400-760nm的可见光下观察磁痕。可见光是目视可见的光，即七种颜色的光。

退磁装置:不妨碍使用要求。 2.1.9磁粉检测辅助器材 1. 光源

磁粉检测观察照明装置有可见光光源和紫外线光源。 （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。

光照度:单位面积上接受到的光通量,符号E,单位勒克斯Lx，E=dφ/dA。 光通量:能引起眼睛视觉强度的辐射通量，符号φ，单位流明lm。 （2） 紫外线光源

紫外线光源用于荧光磁粉检验。紫外线灯也称黑光灯。

紫外线：其实质是电磁波，波谱位于X射线和可见光之间。紫外线可分为三种范围： 第一种波长320—400nm的紫外线称为UV-A，或称为黑光紫外线或长波紫外线。适于荧光磁粉探伤。

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第二种波长280—320nm的紫外线称为UV-B，或称为中波紫外线或红斑紫外线。UV-B能使皮肤变红，引起晒斑和雪盲，故不能用于磁粉探伤。

第三种波长100—280nm的紫外线称为UV-C，或称为光化、杀菌紫外线或短波紫外线。能引起猛烈的燃烧，伤害眼睛。 2. 磁场测量仪表

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。

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，场强计的格数只反映了磁场的强弱程度，不代表具体的值。

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。

弱磁场测量仪：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，均匀磁场探头和梯度探头。这是一种高精度仪器，测量精度可达8×10-4A/m（10-5Oe），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RC-1型弱磁场测量仪。

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—1.999×105 lx，分辨：0.1lx。

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—199.9 mw/cm2 ，分辨：0.1mw/cm2。辐照度：表面上一点的辐照度是入射在包含该点的面元上的辐射通量除以该面元面积之商，单位瓦 [特]/米2。

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。

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。

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。 2.2磁粉检测器材 2.2.1磁粉 1. 磁粉种类

按磁痕观察分：荧光磁粉和非荧光磁粉 按施加方式：湿法磁粉和干法粉。 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。荧光磁粉一般只适于湿法。

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. 磁粉的性能

磁特性：磁粉被磁场吸引的能力称为磁粉的磁性，它直接影响缺陷处磁痕的形成能力，磁粉应具有高磁导率（易被吸附）、低矫顽力（易分散流动）、低剩磁（易分散流动）。

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粒度：磁粉的粒度就是磁粉颗粒的大小。粒度细小的磁粉悬浮性好，容易被小缺陷产生的漏场磁化和吸附，形成的磁痕显示线条清晰，定位准确，所以检验工件表面微小缺陷时，宜选用粒度细小的磁粉；检验大缺陷时，宜选用粒度较大一点的磁粉。

形状：保证好的磁吸附性能和流动性能。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。

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。

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,干磁粉8g/cm3，荧光磁粉与其组成成分有关。

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。 2.2.2载液和磁悬液

用来悬浮磁粉的液体称为载液或载体。磁粉检测常用油基载液和水载液，磁粉探伤-橡胶铸型法则使用乙醇载液。 1. 种类

种类分为油基载液、水载液、乙醇载液（橡胶铸型法）。

油基载液：低粘度、高闪点、无荧光、无臭味和无毒性等的特点在一定的使用温度范围内，尤其在较低温度下，若油的黏度小，磁悬液流动性好，检测灵敏度高。

水载液：润湿性，分散性，防锈性，消泡性，稳定性。 2. 磁悬液

磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体。 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 ）。

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。 3. 磁悬液配制

（1） 水悬液的配制方法：

第一步：将少量的水加入称好的分散剂（水）中。搅拌均匀；

第二步：将称好的荧光磁粉倒入与少量水混合的分散剂里。是磁粉全部润湿搅拌成均匀的糊状；

第三步：在徐徐搅拌中计入其余的水量。兵充分搅拌混合。 （2） 油悬液的配制方法：

第一步：将称好的无味煤油取出少许与磁粉混合，让磁粉全部湿润，搅拌成均匀的糊状； 第二步：边搅拌边加入剩余的无味煤油并充分混合。 2.2.3反差增强剂

目的：为了提高缺陷磁痕与工件表面颜色的对比度。 构成：一般为一层白色薄膜（25-45 μm ）。 配方：丙酮、稀释剂、火棉胶、氧化锌粉。

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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。 2.2.4标准试片 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. 分类

标准试片的分类：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。

A1型试片：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。

C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（5 mm/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。

D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。其大小为10 × 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。

M1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、M1-15/50 、M1-30/50 三种规格。其大小为20 × 20mm。 3. 试片使用的注意事项

试片只适用于连续法检验，不适用于剩磁法检验； 根据工件探伤面的大小和形状，选取合适的试片类型

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； 试片表面锈蚀或有褶纹时，不得继续使用；

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（间隙应小于0.1mm），但透明胶纸不得盖住有槽的部位；

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；

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。

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；

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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。 2.2.5标准试块 1. 作用

（1） 检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。 （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. 分类

标准试片的分类：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。

B型试块（直流标准环形试块）：由铬工具钢钨锰制成。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。

E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ф 1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。

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。

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。

2.2.6检测方法

检测方法分类：根据不同的分类条件，磁粉检测方法的分类如表所示。 1. 干法

干法通常用于交流和半波整流的磁化电流或磁轭进行连续法检测的情况，采用干法时，应确认检测面和磁粉已完全干燥，然后再施加磁粉。 2. 湿法

湿法主要用于连续法和剩磁法检测。采用湿法时，应确认整个检测面被磁悬液湿润后，再施加磁悬液。 3. 连续法

采用连续法时，被检工件的磁化、施加磁粉的工艺以及观察磁痕显示都应在磁化通电时间内完成，通电时间为1s～3s，停施磁悬液至少1s后方可停止磁化。为保证磁化效果应至少反复磁化两次。 4. 剩磁法

剩磁法主要用在矫顽力在1kA/m以上，并能保持足够的剩磁场（剩磁在0.8T以上）的被检工件上。

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采用剩磁法时，磁粉应在通电结束后再施加，一般通电时间为0.25s～ls。施加磁粉或磁悬液之前，任何强磁性物体不得接触被检工件表面。

采用交流磁化法时，应配备断电相位控制器以确保工件的磁化效果。 5. 交叉磁轭法

使用交叉磁轭装置时，四个磁极端面与检测面之间应尽量贴合，最大间隙不应超过1.5mm。连续拖动检测时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4m/min。

磁粉检测方法分类 分类条件 施加磁粉的载体 施加磁粉的时机 磁化方法 磁粉检测方法 干法（荧光、非荧光）、湿法（荧光、非荧光） 连续法、剩磁法 轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体法、交叉磁轭法 2.2.7压力容器磁粉检测主要检测工艺

1. 湿法和干法

湿法检测灵敏度较高，特别适于检测如疲劳裂纹类的细微缺陷，多采用连续法非荧光磁粉湿法(油或水悬液)检测。而干粉法与磁轭法或触头法相配合，常用于大型铸锻件毛坯及大型结构件焊缝的局部检测。对较高层间温度下进行的焊缝层间检验，常采用干法，干磁粉颜色可选用较高对比度的蓝、灰或红色；对于300～400 ℃的高温，可使用特制的高温磁粉。 2. 荧光法和非荧光法

由于压力容器制造、安装和在用检验工况环境等因素的影响和限制，非荧光法的应用远比荧光法广泛。常用非荧光法的磁粉为黑色(Fe3O4)和红褐色(γ2Fe2O3) 磁粉等。当工件油污等已被有效清洗或对工件锈蚀无特殊要求时，成品磁膏现场配制的黑磁粉水基磁悬液因方便经济并能满足检测灵敏度的要求，而得到广泛使用。

由于荧光法具有对比度高、灵敏度高、适于暗处和空间狭窄部位、成本低、视觉疲劳小、劳动强度低和环境污染小等优点，在国外得到广泛应用。近年来国内压力容器行业荧光磁粉的应用也逐步增加，针对灵敏度要求高的关键工件和受力部位应要求采用荧光法检测。 3. 系统综合灵敏度校验

由于使用简单、携带方便而且能满足压力容器现场检测的需要，标准试片和磁场指示器是合理选择磁化规范及进行系统综合灵敏度校验的快速、直观和有效的方法，相对于采用霍尔元件或场强计等其它验证磁化规范的方法而言，应用更广泛。

标准试片是校验磁粉探伤系统综合灵敏度的工具，能较准确地反映复杂结构工件不同部位的磁场方向和磁场强度。标准试片用于被检工件表面有效磁场强度和方向、有效检测区及磁化方法是否正确的测定。常用的是中等灵敏度的A230/ 100型标准试片。受工件尺寸限制时，可用相当于A215/ 100灵敏度的C型标准试片。磁场指示器用于粗略校验表面磁场方向、有效检测区及磁化方法是否正确，应用于连续法，但不能用作磁场强度及其分布的定量指示。 2.3磁化电流和磁化方法 2.3.1磁化电流

在电场作用下，电荷有规则的运动形成电流。电流通过的路径称为电路，它一般由电源、连接导线和负载组成。单位时间内流过导体某一截面的电量叫电流，用I表示，单位是安培（A）。

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磁粉探伤采用的磁化电流有交流电、整流电（包括单相半波整流电、单相全波整流电、三相半波整流电和三相全波整流电）、直流电和冲击电流，其中最常用的磁化电流是交流电、单相半波直流电和三相全波整流电。 1. 交流电

概念：峰值、有效值、平均值、趋肤效应、趋肤深度（穿透深度）。

交流电的趋肤效应：导体表面电流密度大，内部电流密度小产生的原因是电磁感应产生了涡流。

电流从表面值下降到1/e≈0.37的深度称为趋肤深度，可由下式求出： ??1

?f???500f??r流电的优点：

（1） 对表面缺陷检测灵敏度高； （2） 容易退磁；

（3） 能够实现感应电流磁化； （4） 能够实现多向磁化；

（5） 变截面工件磁场分布较均匀； （6） 有利于磁粉迁移；

（7） 用于评价直流电发现的磁痕显示； （8） 适用于在役工件的检验；

（9） 适用于Φ≤12mm弹簧钢丝的检验；

（10） 交流电磁化时，两次磁化的工序间不需要退磁。交流电的局限性：

（1） 剩磁法检验时，受交流电断电相位的影响； （2） 探测缺陷的深度小。 2. 整流电

（1） 单相半波整流电

优点：

1) 兼有直流的渗透性和交流的脉动性； 2) 剩磁稳定；

3) 有利于近表面缺陷的检测；

4) 能提供较高的灵敏度和对比度；

5) 设备结构简单、轻便，有利于现场检验。

局限性：

1) 设备结构简单、轻便，有利于现场检验； 2) 检测缺陷深度不如直流电大； 3) 要求较大的输入功率。 （2） 三相全波整流电

优点：

1) 具有很大的渗透性和很小的脉动性；

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2) 剩磁稳定；

3) 适用于近表面缺陷的检测； 4) 需要设备的输入功率小。

局限性： 1) 退磁困难； 2) 退磁场大；

3) 变截面工件磁化不均匀； 4) 不适用于干法检验；

5) 在周向和纵向磁化工序间需要退磁。 3. 选择磁化电流规则

用交流电磁化，对表面微小缺陷检测灵敏度高；

由于趋肤效应，对工件表面下的磁化能力，交流电比直流电弱； 交流电用于剩磁法时，应加装断电相位控制器；

交流电磁化连续法检验主要与电流有效值有关，而剩磁法检验主要与峰值电关； 整流电或直流电，能检测工件近表面较深的缺陷；

整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越小； 整流电和直流电用于剩磁法检验时，剩磁稳定； 冲击电流只能用于剩磁法和专用设备； 直流电检测缺陷深度最大。 2.3.2.磁化方法

1. 磁场方向与发现缺陷的关系

磁粉检测的能力，取决于施加磁场的大小和缺陷的延伸方向，还与缺陷的位置、大小和形状等因素有关。工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大检测灵敏度最高；当磁场方向与缺陷延伸方向夹角为45度时，缺陷可以显示，但灵敏度降低；当磁场方向与缺陷延伸方向平行时，不产生磁痕显示，发现不了缺陷。 2. 选择磁化方法应考虑的因素

工件的尺寸大小；工件的外形结构；工件的表面状态。

并根据工件过去断裂的情况和各部分的应力分布，分析可能产生缺陷的部位和方向，选择合适的磁化方法。 3. 周向磁化方法

根据工件的几何形状，尺寸大小和欲发现缺陷方向而在工件上建立的磁场方向，将磁化方法一般分为周向磁化、纵向磁化和多向磁化（复合磁化）。

周向磁化是指给工件直接通电，或者使电流流过贯穿空心工件孔中的导体，旨在工件中建立一个环绕工件的并与工件轴垂直的周向闭合磁场，用于发现与工件轴平行的纵向缺陷，即与电流方向平行的缺陷。 （1） 轴向通电法

定义:如果工件截面是圆形，便产生圆形磁场；长方形截面则产生椭圆形磁场；电流方向和磁场方向的关系遵从右手定则.另有直角通电和夹钳通电法通电法产生打火烧伤的原因及预防措施。

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8.3 The small opening, slots or holes in the parts can be 另有规定，任何零件均应在完工blocked to prevent the magnetic particle from getting 的表面状态，或最终机加工状态，into. overlap 或最终热处理状态下进行磁粉探 8.3 零件上的小开口、槽或孔，应在检验前堵塞好以防磁粉进入。 8.4 检验时应有足够的重叠(至少10%)，保证受检零件在规定的灵敏度下能得到100%的履盖。 NJBST Co.,Ltd. QCD-014 Rev.:0 Page:6 of 8 8.4 Examination shall be conducted with sufficient 伤。 Title: PROCEDURE FOR MAGNETIC PARTICLE EXAMINATION (at least 10%) to assure 100% coverage at the established 8.5 受检工件上经返修的区域，sensitivity. the original examination procedure. 应按原来的检验程序重新检 8.6 受检工件表面的观察亮度 8.5 The repaired area shall be reexamined according to 验。 8.6 The intensity of the visual light at the surface of the 必须至少为50fc(500lx)。 part /work piece undergoing examination shall be a 9. 显示评定及合格标准 minimum of 50fc (500lx). 9. Evaluation of indications and acceptance standards 9.1 Evaluation of indications 9.1 磁粉显现评定 磁粉保留一段时间回显示出磁线，并不是所有显示出来的都 Indications will be revealed by retention of magnetic 是缺陷，因受检表面粗燥（如particles. All such indications are not necessarily 在热影响区边缘），导磁发生变imperfections, however, since excessive surface roughness, 化等原因，会产生类似于缺陷magnetic permeability variations (such as at the edge of 的显示。 heat affected zones), etc., may produce similar indications . 只有被确认为机械缺陷的显 An indication is the evidence of a mechanical 示，且显示的尺寸大于1/16英imperfection. Only indications which have any dimension 寸（1.6mm）时才被认为有效显greater than 1/16in. (1.6mm) shall be considered relevant. 示； a. A linear indication is one having a length greater than three times the width. b. A rounded indication is one of circular or elliptical shape with a lenth equal to or less than three times the width. c. Any questionable or doubtful indications shall be reexamined to determine whether or not they are relevant. d. Broad areas of particle accumulation which might mask indications from discontinuities are prohibited, and 26

a. 线形显示是指其长度超过宽度3倍的显示。 b. 面形显示是指一个圆形和椭圆的长度或等于宽度的3倍的显示。 c. 可疑的、有争议的显示均应重新检验以决定它们是否为有效显示。 d. 主要区域被积聚的不2013届毕业设计（论文）

such areas shall be cleaned and reexamined. 9.2 Acceptance standards (per Appendix 6 of Section Ⅷ Div.1) These acceptance standards shall apply unless other more restrictive standards are specified for specific materials or applications. All surfaces to be examined shall be free of : a. relevant linear indications; b. relevant rounded indications greater than 3/16in. (4.8mm); c. four or more relevant rounded indications in a line separated by 1/16in.(1.6mm)or less, edge to edge; d. an indication of an imperfection may be larger than the imperfection that causes it; however, the size of the indication is the basis for acceptance evaluation. 10. Demagnetization When residual magnetism in the part could interfere with subsequent processing or usage, the part shall be demagnetized any time after completion of the examination. 11. Cleaning Post-test cleaning is necessary where magnetic particle material could interfere with subsequent processing or usage. 连续的磁粉遮盖是不允许的，对这些区域应重新检验。 9.2合格标准（根据第Ⅷ卷第一分册附录6） 除特殊材料指定使用更严格的标准外，通常应采用如下合格标准。 所有受检表面不允许有如下缺陷显示： a. 有效的线形显示； b. 尺寸大于3/16英寸(4.8mm)有效的面形显示； c. 一条直线上边缘间隔等于或小于1/16in.(1.6mm)的4个或更多的有效的面形显示。 d.缺陷显示可能大于缺陷本身，但是以显示尺寸作为合格评价的基础。 10. 退磁 当剩磁对零件附加工或使用有影响时，该零件在磁粉检验后应及时进行退磁。 11. 清洁 磁粉材料会妨碍后继加工或使用时，检验后应进行清理。 12. 记录和报告 12.1 操作员必须记录检验详情和结果，必要时要用胶带纸、照相或其他 NJBST Co.,Ltd. QCD-014 Rev.:0 Page:7 of 8 Title: PROCEDURE FOR MAGNETIC PARTICLE EXAMINATION 12. Records and report 方法作永久性记录。 12.1 The examination details and results shall be recorded 12.2 NDE报告应由操作者编by the operator. When necessary, the permanent records 制，由NDE Ⅱ级或Ⅲ级探伤may be made by adhesive tape, photograph or other means. 员审核，并经指定的NDE Ⅲ 12.2 NDE report shall be prepared by the operator, 级人员批准，然后提交AI认reviewed by the NDE LevelⅡor Ⅲ and approved by the 可。 Level Ⅲ prior to submission to the AI for acceptance. 27

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第四章课题结论、问题与建议

4.1课题结论

（1） 根据具体要求，选用交流电、直流电或整流电； （2） 大型焊接件、大型工件的局部检测采用便携式磁轭；

（3） 为了保证磁粉检测的质量和可靠性，必须对磁粉检测质量进行控制。 4.2问题

尽管磁粉探伤灵敏度高，但如果操作不当也会造成漏检，不但发挥不出磁粉探伤的优势，反而会因漏检而给压力容器的安全运行带来隐患，对检验单位的声誉造成不良影响。根据笔者在压力容器定检中磁粉探伤的体会，认为容器在用检验中磁粉探伤应注意以下几个问题： 1. 检测面的清理打磨

一般容器内部与介质接触面大多有锈、氧化皮，有的还有防腐层，容器外部有漆。检测时一定要对焊缝及两侧适当宽度进行认真清理、打磨，以彻底去除覆盖物，露出金属光泽为合格，否则会掩盖缺陷，影响缺陷显示，造成漏检。目前配合检验单位进行打磨清理的单位和人员大多不理解探伤要求，故检验人员应事先将要求向打磨人员交待清楚，事后应认真检查，直到清理打磨完全符合要求方可探伤，保证磁粉探伤结果不受影响。 2. 正确选择磁悬液

目前采用的湿法探伤磁悬液主要有水悬液和油悬液2种，前者由一定量磁膏兑水构成，水悬液成本低、配制简单、喷洒方便，目前多采用此方法；油悬液流动性好，但成本高且有一定的危险性。由于容器介质多种多样，有的容器盛装油等介质，尽管进行清理打磨，但不能做到完全彻底，此时磁粉探伤如选择水悬液，将无法完全润湿检测面，致使磁悬液和磁粉不能自由流动，造成无法探伤，或容器内本身较湿，如选择油悬液，也将无法润湿，因此应根据设备具体情况，选择磁悬液，最好2种都配制，检验时根据需要选用。 3. 探伤前应了解容器材料及焊接工艺

根据笔者经验在容器检验前一定要认真查阅制造资料，弄清材料和焊接工艺。如某次在用压力容器检验中，发现该容器采用的是低温钢材料，而焊接时使用的是奥氏体非导磁填充材料，从而在焊缝和母材交界的熔合区成为导磁材料和非导磁材料的界面，因此在此处形成新的N极、S极，吸引大量磁粉聚集，造成裂纹的假象。 4.3对磁粉检测的建议

极积的采用触头法、线圈法等检测手段，以更好的解决角焊缝等探伤问题。

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在容器内部探伤时，采用荧光磁粉。因荧光磁粉在紫外光照射下，能发出波长范围在510～550 nm为人眼接受最敏感的色泽鲜明的黄绿色荧光，所以荧光磁粉可见度及与工件表面的对比度都很高，容易观察，探伤灵敏度高。

参考文献

[1]JB/T 4730—2005《承压设备无损检测》； [2]GB/T 12604.5无损检测术语磁粉检测； [3]GB/T 150—1998《钢制压力容器》； [4]GB12337-1999《钢制球形贮罐》； [5]承压设备法规与标准；

[6]GB50094-98《球形贮罐施工及验收规范》；

[7]国家质检总局文件《锅炉压力容器制造监督管理办法》，2002； [8]国家质检总局文件《锅炉压力容器制造许可条件》，2003； [9]国家质检总局文件《压力容器安全技术监察规程》，1999；

[10]美国机械师工程协会文件《ASME锅炉及压力容器规范第Ⅷ卷 1 压力容器建造规则》，2010；

[11]美国机械师工程协会文件《ASME锅炉及压力容器规范第Ⅴ卷无损检测》，2010； [12]《NDT全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材磁粉检测（第二版）》，2007。

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致谢

从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。那种感觉就宛如在一场盛大的颁奖晚会上，我在晚会现场看着其他人一个接着一个上台领奖，自己却始终未能被念到名字，经过了很长很长的时间后，终于有位嘉宾高喊我的大名，这时我忘记了先前漫长的无聊的等待时间，欣喜万分地走向舞台，然后迫不及待地开始抒发自己的心情，发表自己的感想。

这篇毕业论文的就是我的舞台，以下的言语便是有点成就感后在舞台上发表的发自肺腑的诚挚谢意与感想：

我要感谢，非常感谢我的导师任卫东老师。他为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中他总是能像知心朋友一样鼓励你，在论文的写作和措辞等方面他也总会以“专业标准”严格要求你，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，任老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是任老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢任老师。同时感谢同组的成员，大家在一起讨论学习，成就了现在的论文，在此也非常感谢。

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