钢铁材料的磁粉探伤试验方法Word文档格式.docx
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５．1试验设备
５．１．１试验设备原则上是可以对试验品进行磁化、施加磁粉、观察以及脱磁4种操作的装置。
但是，如果不需要，也可以不进行脱磁处理。
5．1．2试验设备必须能够根据试验品的形状、尺寸、材质、表面状况以及缺陷的性质，采用适当的灵敏度，高效率地安全地进行试验。
5．1．3进行磁化的设备有采用电流方式和采用永久磁铁方式2种方式，采用电流方式的，根据电流的种类，又分为直流式、整流式、交流式以及冲击电流式。
5．1．4采用电流进行磁化的设备，为了能够检测出缺陷，必须能够对试验品施加适当的励磁力。
因此，必须具备用波峰值表示磁化电流的电流表。
但是，如果采用电磁铁型的设备，可以省略该电流表。
5．1．5采用磁铁型的设备，必须标记能够施加给试验品的最大磁束。
但是，采用电磁铁型的设备要同时标记出电流的种类以及频率。
5．1．6湿法中的磁悬液的施加设备中，贮液槽必须具有搅拌装置等，能够将均匀分散了磁粉的磁悬液稳定地施加到试验品上，不得扰乱所生成的磁痕。
5．1．7干法中的磁悬液的施加设备中，随时保持处于干燥的磁粉均匀地分散的状态下，必须在不扰乱磁痕的条件下稳定地施加到试验品上。
5．1．8采用荧光磁粉的试验中，采用紫外线照射装置。
紫外线照射装置具有主要允许320～400nm的紫外线通过的过滤器，当处于使用状态下时，必须具有能够清楚地识别荧光磁痕的紫外线强度。
5.1.9脱磁设备必须根据残留有磁性的试验品的用途，将其磁性减少到其最大限度之内。
5．2磁粉以及磁悬液
5．2．1根据施加磁粉时所采用的分散介质的不同，磁粉分为干式磁粉和湿式磁粉，并且根据观察方法的不同，又分为荧光磁粉和非荧光磁粉。
5.2.2磁粉必须根据试验的材质、表面状况以及缺陷的性质，具有适当的磁性、粒度、分散性、悬浮性以及颜色。
5.2.3磁粉的粒度通过显微镜测定法测量粒子的定方向直径，通过表示累积过滤筛上20%以及80%的粒子直径的范围来表示。
5．2．4湿法采用JISK2203（灯油）、水等作为分散剂，根据需要，采用添加了适当的防腐剂以及表界面活性剂的磁悬液。
5．2．5磁悬液中的磁粉分散浓度采用实际上要施加的位置的磁悬液的单位容积（1l）中所含有的磁粉的质量（g）来表示，考虑磁粉的种类以及粒度进行设定。
特别是荧光磁粉，除了磁粉的粒度之外，设定时还要考虑磁粉的施加时间以及施加方法，必须避免过剩的浓度。
5．2．6对于磁悬液以及磁粉，必须根据需要，采用适当的标准试验片确认其性能。
6．标准试验片以及对比试验片
6．1A型标准试验片A型标准试验片用于对设备、磁粉、磁悬液的性能以及连续法中试验品表面的有效磁场的强度以及方向、探伤有效范围、试验操作是否妥当进行调查，必须经过权威机关的检定。
（1）A型标准试验片如表1及图1所示。
图1A型标准试验片单位㎜
（1）圆型
（2）直线型
表1A型标准试验片
名称
材质
A1-7/50
A1-15/50
将JISC2504的1种进行退火（在非活性气体雾中600℃保持1小时，在雾气中缓慢冷却到100℃以下）处理。
A1-15/100
A1-30/100
A2-30/50
将JISC2504的1种进行冷轧。
A1-60/100
备考1．试验片的名称中，分数的分子表示人工伤痕的探查，分母表示板的厚度，尺寸的单位为μm。
2．试验片的表示如下所示，括号内文字表示人工伤痕的形状。
例如：
A1-7/50（圆形）A2-15/50（直线形）
（2）A型标准试验片的A2要在比A1高的有效磁场中才出现磁痕，并且，按其名称中分数值的大小按从大到小的顺序，依次在较高的有效磁场中出现磁痕。
分数值越小，有效磁场越高。
（3）根据磁粉探伤试验的要求或者目的选择适合的A型标准试验片，并且确认要检测的缺陷方向的磁痕确实出现了。
要根据试验品的磁特性、应该检测的缺陷的种类、大小，确定设计书中使用的A型标准试验片的名称。
但是，如果超过了A型标准试验片的磁场的强度的规定范围，需要更强的有效磁场时，用标准试验片的名称的倍数来表示。
例如：
A2-7/50×
2；
其含义是采用A2-7/50时获得磁痕的磁化电流的2倍的磁化电流进行试验。
（4）A型标准试验片的没有人工伤痕的面露在外面，为了使试验面和标准试验片紧密接触，采用适当的粘性胶带粘帖到试验面上。
这时，粘性胶带不得覆盖标准试验片的人工伤痕部位。
（5）对A型标准试验片施加磁粉要采用连续法。
（6）A型标准试验片的初始形状、尺寸、磁特性发生变化时，不得使用。
6．2C型标准试验片在焊接部位的开口面等的狭窄部位，从尺寸的角度看施加A型标准试验片比较困难时，C型标准试验片作为A型标准试验片的替代品被采用。
C型标准试验片必须通过权威部门的检定。
（1）C型标准试验片的名称、材质如表2，形状以及尺寸如图2所示，板的厚度为50μm。
表2C型标准试验片
C1
C2
图2C型标准试验片（示例为C1时）单位㎜
人工缺陷分割线表示的印字
（2）C型标准试验片的人工缺陷的尺寸：
深度为8±
1μm，宽度为50±
8μm。
（3）C型标准试验片的C1、C2分别表现为接近A1-7/50、A2-7/50的有效磁场的磁痕。
（4）C型标准试验片根据分割线切分为5㎜×
10㎜的小片，为了使有人工缺陷的面与试验面紧密接触，可以采用适当的双面胶带或粘结剂将其粘帖到试验面上。
这时，双面胶带等的厚度在1001μm以下。
（5）对C型标准试验片施加磁粉时采用连续法。
（6）C型标准试验片的初始形状、尺寸、磁特性发生变化时，不得使用。
6．3B型对比试验片B型对比试验片用于调查设备、磁粉、磁悬液的性能。
（1）B型对比试验片采用如图3所示的试验片。
B型对比试验片原则上采用JISC2503（电磁软铁棒）的原材料。
根据用途，也可以采用与试验片相同的材质以及直径。
（2）将粘贴了B型对比试验片的导体穿过贯通孔的中心，用连续法在圆筒面上施加磁粉。
图3B型对比试验片单位㎜
h=10以上D=50，100，200
7．试验的实施时期
7．1试验品原则上要处于所有的加工以及处理工程都结束的状态下方可进行试验。
但是，如果有可能因为表面处理而使缺陷的检测变得困难时，则必须在处理之前进行试验。
7．2滚珠轴承等的组装部件等在试验后不能完全清除磁粉，有可能因此而影响产品的性能时，则必须在组装前对零部件进行试验，不得在组装后的状态下进行试验。
8．试验方法
8．1试验方法的分类试验方法根据施加磁粉时的磁化时期、磁粉的种类、磁粉的分散剂、磁化电流的种类及磁化方法，进行分类，如表3所示。
8．2试验的操作试验是由前处理、磁化、磁粉的施加、磁痕的观察、记录、脱磁的各种操作而组成的，根据试验目的，将上述步骤进行适当的组合。
8．3前处理
8．3．1前处理的范围必须大于试验范围。
对于焊接部位，原则上在母材一侧超过试验范围20㎜。
8．3．2试验品原则上要分解为单一零部件，并且如果进行了磁化，则需根据需要进行脱磁。
8．3．3附着在试验品上的油脂、污垢及其他附着物、涂料、电镀等被覆层如果有可能影响试验精度或污损磁悬液时，要将其清除掉，必须对试验品进行清洗。
8．3．4采用干式磁粉时，或者采用与清洗液不同性质的磁悬液时，表面必须很干燥。
8．3．5为了防止烧损，保证良好的通电效果，试验品和电极的接触部分必须打磨得很干净。
8．3．6对于油孔、其他孔穴等在试验后很难清除其内部的磁粉的部位，在试验前可以采用无害物质塞入其中。
表3试验方法的分类
分类的条件
分类
施加磁粉的磁化时期
连续法、残留法
磁粉的种类
荧光磁粉、非荧光磁粉
磁粉的分散剂
干法、湿法
磁化电流的种类
直流、脉动电流、冲击电流、交流
磁化方法
轴通电法、直角通电法、支杆法、芯棒通电法、线圈法、极间法（电磁轭法）、磁束贯通法（感应电流及旋转磁场法）
8．4磁化
8．4．1磁化时，根据设备的特性、试验品的磁气特性、形状、尺寸、表面状态、预测的缺陷的性质（种类、大小、位置、方向）等，确定磁粉施加的磁化时期以及所需要的磁场的方向以及强度，选定磁化方法、磁化电流的种类、电流值以及探伤的有效范围。
如果需要确定磁场的方向以及强度，原则上采用6．1的A型标准试验片或者6．2的C型标准试验片、高斯表之类的磁性测量器来确定。
8．4．2磁化时要特别考虑以下事项，从表4中选择最适合的方法。
（1）磁场的方向要尽可能地与预测的缺陷的方向成直角。
（2）磁场的方向要尽可能地与试验片平行。
（3）反磁场要少。
（4）试验面不得有任何烧损时，可以选择试验品上不直接通电的磁化方法。
表4磁化方法
符号
备考
图
轴通电法
EA
在试验品的轴方向上直接通电流。
图4
直角通电法
ER
在与试验品的轴成直角的方向上直接通电流
图5
支杆法
P
在试验品的局部接2个电极（这叫做支杆），通电流
图6
芯棒通电法
B
在贯穿试验品的孔等的导体上通电流。
图7
线圈法
C
把试验品放入线圈中，在线圈上通电流。
图8
极间法（电磁轭法）
M
把试验品或被试验部位放置在电磁铁或永久磁铁的磁极之间。
图9
磁束贯通法（感应电流及旋转磁场法）
I
通过在贯穿试验品的孔等的磁性体上施加交流磁束等，从而使试验品中有诱导电流流过。
图10
图4轴通电法图5直接通电法
电流电极试验品缺陷磁力线电极电流电流电极磁力线试验品缺陷电极电流
图6支杆法图7芯棒通电法
试验品缺陷电极电流磁力线电流试验品缺陷磁力线电流
图8线圈法图9极间法（电磁轭法）
电流线圈磁力线缺陷试验品电磁铁或永久磁铁缺陷焊接部位磁力线试验品
图10磁束贯穿法（感应电流及旋转磁场法）
试验品磁力线缺陷铁心交流电流交流电流
8．4．3磁化电流的种类要特别考虑以下事项，从表3中选择最适合的。
（1）采用交流或者冲击电流进行磁化时，原则上仅限于表面缺陷的检测。
（2）采用交流进行磁化时，原则上仅限于连续法。
（3）采用直流或者脉动电流进行磁化时，可以检测出表面缺陷以及表面附近的内部缺陷。
（4）采用直流或者脉动电流进行磁化时，可以采用连续法以及残留法。
（5）脉动电流中包含的交流的成分越大，其内部缺陷的检测性能越恶劣。
（6）由于受趋肤效应的影响，交流在表面下的磁化比直流要弱。
（7）采用冲击电流进行磁化时，仅限于残留法。
8．4．4磁化电流的设定原则上根据8．4．1中规定的磁场确认方法进行设定。
但是，对于残留法，必须确认试验品上得到了足够的残留磁束密度。
8．4．5通电时间的设定要考虑以下事项。
（1）连续法中，必须设定能保证磁粉的施加正常完了的通电时间。
（2）残留法中，原则上为1/4～1秒。
但是，冲击电流时，为1/120秒，重复3次通电，但是如果能施加足够的励磁力，则不受此限制。
8．5磁粉的施加
8．5．1施加磁粉时，采用足够量的均匀的磁粉，稳定且安静地施加到探伤有效范围的试验面上，让缺陷部位吸附磁粉。
这时保持试验面不被磁粉污染，必须形成对比度良好的缺陷磁痕。
因此，必须根据试验品的磁性特性、形状、尺寸、表面状态、预测的缺陷特性、磁化方法以及试验环境，还有施加的磁粉以及分散剂的种类、磁悬液中的磁粉分散浓度以及磁粉的施加方法进行选定。
8．5．2连续法中，在磁化操作中完成磁粉的施加。
这时，由于磁化操作结束后的分散剂的流动，所以必须注意所形成的磁痕不被消除掉。
8．5．3残留法中，在磁化操作结束后进行磁粉的施加。
这时，必须注意在施加磁粉之前不得有其他的强磁性物体接触试验品。
8．5．4干法中，在确认磁粉以及试验面足够干燥的基础上，在安静状态下吹拂或散布适量的磁粉。
这时，为了很容易地形成缺陷磁痕，要对试验面施加轻微的振动，施加足够量的磁粉之后，可以通过安静的空气的流动清除剩余的磁粉，但是要注意不要消除掉所形成的缺陷磁痕。
8．5．5湿法中，在确认整个试验面都处于磁悬液的良好的润湿性状态的基础上，将试验品涂上磁悬液，或者把试验品浸润到磁粉分散良好的磁悬液中，安静地取出，施加磁粉。
不论何种方法，必须注意试验面上的磁悬液的流速不得过度。
8．6磁痕的观察
8．6．1磁痕的观察原则上必须在刚刚形成磁痕之后立即进行。
8．6．2采用非荧光磁粉时，必须在能够充分识别磁痕的白天或照明下进行观察。
8．6．3采用荧光磁粉时，利用5．1．8中规定的紫外线照射设备，必须在能够充分识别荧光磁痕的光线下进行观察。
8．6．4由于磁痕中有时会包含有与缺陷无关的可疑磁痕，所以要充分注意。
可疑磁痕有以下几种。
（1）磁性笔的痕迹残留法中，试验品相互接触时，或者与其他的磁性物体接触时发生的漏磁所形成的不定形状的磁痕。
（2）断面突变指示由于试验品的形状，在磁性回路的断面面积突变的部位发生的漏磁所形成的模糊磁痕。
（3）电流指示流经大电流的磁化电缆等与试验面接触时，由于该部位被局部磁化，沿着电缆出现了粗的模糊的磁痕。
（4）电极指示支杆法等方法中，由于电极附近的电流密度高，由生成的漏磁所形成的电极附近的磁痕大多呈放射线状。
（5）磁极指示极间法（电磁轭法？
）中，由磁极的接触部位及其周边局部发生的漏磁所形成的磁痕。
（6）表面粗细指示细小的凹凸部位发生的漏磁所形成的磁痕和磁粉堆积在凹陷中所生成的磁痕。
（7）材质边界指示透磁率不同的材质或金属组合的边界发生的漏磁所形成的磁痕，大多表现为下列部位。
（a）焊接部位的焊接金属和母材的边界
（b）带状存在的金属组织部位
（c）冷轧加工的表面的加工度不同的部位
（d）锻造件或辊轧件的金属流线部位
（e）热处理的边界
（8）污垢指示由于试验面的擦蹭、施加磁粉的深浅不均而生成的磁痕。
8．6．5根据需要，可以采用拍照、写生、复写（粘附性胶带、磁带等）方式进行记录，同时，根据需要采用适当的材料（透明清漆、透明真漆等）固定在试验面上。
8．6．6从磁痕来推断缺陷的深度通常比较困难。
因此，为了求出缺陷的深度必须采用磁粉探伤以外的方法。
8．7脱磁
8．7．1下列情况必须进行脱磁处理。
（1）接着要继续进行的试验的磁化有可能受到前一次磁化的恶劣影响时。
（2）试验品的残留磁性有可能影响以后的机械加工时。
（3）试验品的残留磁性有可能影响测量装置时。
（4）由于试验品被用在摩擦部分或者与其接近的部位，所以摩擦部分吸引铁粉等，有可能增加磨损时。
（5）其他的必要的时候。
8．7．2一般采用与试验时相同的磁化方法，磁场方向交互变换的同时使磁场的强度衰减从而脱磁，但是，那时的磁场的强度比磁化时的要大，试验品必须从饱和磁化的数值开始逼近零。
但是，脱磁处理之后要根据需要确认是否真正脱磁了。
8．8实施试验时的注意事项
8．8．1经过相继进行的磁化、施加磁粉、观察的1次连续试验操作后，如果不能对试验面整体进行试验，则需要设定1次试验操作能够试验的探伤有效范围，对试验面进行适当的分割，重复进行所需次数的试验操作。
这时，相邻的探伤有效范围必须在其端部有一定量的重叠。
8．8．2如果不能预测缺陷的方向以及必须检测各种方向的缺陷时，至少在试验品上施加2个不同方向的磁场，分别在每一方向上再次进行试验。
这时，可以采用能够按顺序对试验品在多个方向上重复磁化、可用连续法同时进行试验的装置。
8．8．3采用残留法时，磁化操作之后，在磁痕观察结束之前的试验面上不得接触其他试验品或者其他的强磁物体。
8．8．4同时进行多个试验品的试验时，必须特别考虑试验品的配置、磁化方法、磁化电流等。
8．8．5已确认的磁痕如果很难判断是否是缺陷造成的，则进行脱磁处理，根据需要，变更表面状态，再次进行试验，必须确认是否是可疑磁痕。
是否是可疑磁痕可以根据以下进行判断。
（1）磁性笔的痕迹在脱磁后的再次试验时，磁痕会消失。
（2）由于强电流聚集磁粉生成的磁痕在电流变小或者用残留法再次进行试验时，磁痕会消失。
（3）由于试验面比较粗糙而生成的磁痕，将试验面变为光滑后再次进行试验时，磁痕会消失。
（4）透磁率的突变部位出现的磁痕，可以通过微试验、显微镜试验等磁粉探伤试验之外的试验进行确认。
8．8．6对焊接部位进行试验时，必须注意以下事项。
（1）焊接部位如果有焊接后热处理等的指定时，用于判断是否合格的试验必须在最终热处理结束后进行。
（2）焊接部位的热处理之后，压力容器的耐压试验结束后等情况下进行试验的磁化方法原则上采用极间法（电磁轭法？
），不得使用支杆法。
9．缺陷磁痕的等级分类
9．1等级分类的步骤等级分类按如下步骤进行。
（1）缺陷磁痕的等级分类按照8．3～8．6中列出的方法进行，在检测出缺陷后进行。
（2）缺陷磁痕等级分类要在确认试验面上生成的磁痕不是可疑磁痕之后方可进行。
9．2缺陷磁痕的种类的分类磁粉探伤试验中得到的缺陷磁痕按照形状以及集中性分为如下3类。
（1）线状缺陷磁痕缺陷磁痕的显示长度是宽度的3倍以上。
（2）圆型缺陷磁痕除线状缺陷磁痕之外的缺陷磁痕。
（3）分散缺陷磁痕在一定区域内同时存在几个缺陷的磁痕。
9．3缺陷磁痕的等级分类
9．3．1线状缺陷磁痕以及圆型缺陷磁痕的等级分类根据其长度进行，如表5所示。
9．3．2分散缺陷磁痕的等级分类根据面积2500㎜2的方形内长度超过1㎜的缺陷磁痕的长度总和进行等级分类，如表6所示。
这时，方形其中一边的最大长度为150㎜。
表5线状缺陷磁痕以及圆型缺陷磁痕的等级分类
等级分类
缺陷磁痕的长度
1级
超过1㎜，小于2㎜
2级
超过2㎜，小于4㎜
3级
超过4㎜，小于8㎜
4级
超过8㎜，小于16㎜
5级
超过16㎜，小于32㎜
6级
超过32㎜，小于64㎜
7级
超过64㎜
表6分散缺陷磁痕的等级分类
缺陷磁痕的长度总和
1群
2群
3群
4群
5群
6群
超过64㎜，小于128㎜
7群
超过128㎜
9．3．3缺陷磁痕几乎连结存在于同一条线上，相互之间的间隔在2㎜时，包括相互的长度以及间隔在内，可以视作是一个连续的缺陷磁痕。
但是，如果缺陷磁痕中任一短的磁痕的长度在2㎜以下时，如果缺陷相互之间的间隔超过上述短的缺陷磁痕的长度，则视作独立的缺陷磁痕。
10．试验记录编写试验记录时，要记录下列事项。
（1）试验品记载试验品的名称、尺寸、材质、热处理状态以及表面状态。
（2）试验条件
（a）试验设备记载试验设备的名称、形式以及制造厂商。
但是，对于磁铁型的装置，要附记5．1．5的事项以及使用时的磁极间隔。
（b）磁粉的种类记载生产厂商、型号、粒度、荧光/非荧光以及颜色。
（c）磁粉的分散剂以及磁悬液中的磁粉分散浓度根据表3的分类、5．2．4以及5．2．5的规定进行记载。
湿法，水、10g/l
（d）施加磁粉的磁化时期根据表3的分类进行记载。
（e）磁化电流的种类根据表3的分类进行记载。
但是，脉动电流要附记其整流方式。
脉动电流：
单相半波整流方式
（f）磁化电流以及通电时间磁化电流要记载其波峰值。
线圈法中，要附记线圈的尺寸、圈数。
支杆法中要附记支杆的间隔。
（g）磁化方法要根据表4的分类进行记载。
（h）标准试验片要记载所使用的标准试验片的名称或者试验面的有效磁场值。
根据需要，要明确地记载使用的对比试验片。
（i）试验结果要记载缺陷磁痕的有无、位置、磁痕、等级分类等。
磁痕根据8．6．5的规定，具体进行记载，缺陷的磁痕等级分类要根据9进行记载。
（3）其他
（a）试验技术人员记载负责试验的技术人员的姓名以及资格。
（b）试验年月日
（c）试验场所
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