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第四章磁粉探伤器材黄新超河南省锅炉压力容器安全检测研究院2016年4月1第四章磁粉探伤器材主要内容：磁粉磁悬液反差增强剂标准试片和标准试块2•4.1磁粉分类：按磁痕观察分为荧光磁粉和非荧磁粉，按施加方式分为湿法磁粉和干法磁粉。•4.1.1荧光磁粉在紫外光下观察磁痕显示的磁粉称为荧光磁粉。以磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰（tāng）基（是由碳酸减去氢氧原子团而成的复基。亦称碳氧基）铁粉为核心，在铁粉外面用树脂粘附一层荧光染料而制成。在紫外光照射下，荧光磁粉能发出波长为410-440nm，人眼接受最敏感的黄绿色荧光。适用于任何颜色的受检表面，容易观察，灵敏度高，检测速度快，一般适用于湿法。3•4.1.2非荧光磁粉在可见光下观察磁痕显示的磁粉称为非荧光磁粉。常用的有四氧化三铁（Fe3O4）黑磁粉和γ三氧化二铁（γ–Fe2O3）红褐色磁粉。这两种磁粉可用于湿法或干法。湿法：是将磁粉悬浮在油或水载液中喷洒到工件表面进行探伤。干法：是将磁粉在空气中吹成雾状喷撒到工件表面进行探伤。4•4.1.3磁粉的性能（1）磁特性磁粉应具有高磁导率、低矫顽力、低剩磁。高磁导率的磁粉易被微弱漏磁场磁化和吸附。高矫顽力和高剩磁的磁粉，磁化后磁粉自身形成磁极彼此吸引聚集成团，不易分散，且吸附在工件表面不易去除，形成过度背景，降低检测灵敏度，甚至会掩盖真实磁痕。5（2）粒度磁粉的粒度就是指磁粉的颗粒大小，用“目”来表示，一般要求等于200目。粒度的大小对磁粉的悬浮性及漏磁场对磁粉的吸附能力都有很大影响。磁粉粒度和性能的其它要求应符合JB/T6063的规定。6磁粉粒度选择的基本原则：①检验表面缺陷亦选用粒度细的磁粉，表面下缺陷亦选用粒度粗的磁粉；②检验小缺陷亦选用粒度细的磁粉，检验较大缺陷亦选用粒度粗的磁粉；③采用湿法时亦选用粒度细的磁粉，采用干法时亦选用粒度粗的磁粉；湿法时所用磁粉粒度为4-10μm，最大不超过40μm；干法时所用磁粉粒度范围为10-50μm，最大不超过140μm。7•（3）形状磁粉形状包括：条形、椭园形、球形或其它不规则的颗粒形状。条形磁粉磁极明显，易被磁化形成磁极，易被漏磁场吸附形成磁痕，但流动性较差，磁极间相互干扰会降低灵敏度，干法时喷洒较困难。球形磁粉具有良好的流动性，但因退磁场的影响不易磁化形成磁极。为使磁粉既有良好的磁吸附性能，又有良好的流动性，磁粉应由条形、球形和其他规则形状的磁粉混合在一起使用。8（4）流动性湿法检验中，是利用磁悬液的流动带动磁粉向漏磁场处流动。干法检验中，是利用微风吹动磁粉，且利用交流电方向的不断改变或半波整流的强烈脉动搅动磁粉，促进磁粉流动。直流电不利于磁粉流动，因此不适宜干法检验。（5）密度湿法（非荧光）的密度约为4.4g／cm2，干法（非荧光）的密度约为8g／cm2，荧光磁粉的密度与磁粉原料、荧光染料和粘结剂的配比有关。9（6）识别度识别度：是指磁粉的光学性能，包括磁粉的颜色、荧光亮度及与工件表面颜色的对比度。非荧光磁粉探伤时，磁粉的颜色应与工件表面形成尽可能大的对比度，才有利于磁痕的观察。荧光磁粉探伤时，是在紫外光下观察，工件表面呈兰紫色，荧光磁粉呈黄绿色，色泽鲜明，在微弱本底可见光下可获得最大对比度和亮度。影响磁粉使用性能的因素包括：磁特性、粒度、形状、流动性、密度和识别度六个方面，其相互关联、相互制约，应通过综合性能灵敏度试验的结果来衡量磁粉的性能。10•4.1.4磁粉的验收试验湿法非荧光磁粉的验收试验包括：（1）污染：不应显示明显的外来物、结块和浮渣。（2）颜色：黑色、红色非荧光磁粉应保证颜色纯正；荧光磁粉在紫外光下应发黄绿色荧光。（3）粒度：应满足标准和使用说明的要求。（4）灵敏度：常规采用标准试块进行测试合格。（4）悬浮性：可用酒精沉淀法进行测试（6）耐用性：用恒速搅拌器搅拌、停留，并重复4次，检查其灵敏度、亮度和颜色。1112•4.2磁悬液磁悬液：磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体称为磁悬液。4.2.1载液用来悬浮磁粉的液体为载液，常用有油基载液和水载液，磁粉探伤—橡胶铸型法使用乙醇载液。油基载液油基载液一般是闪点高、粘度低、无荧光和无臭味的煤油，也可使用变压器油或二者混合液，不允许使用低闪点的煤油做载液。水载液水做载液时应添加润湿剂、防锈剂、消泡剂，保证载液具有合适的润湿性、分散性、防锈性、消泡性、稳定性。13•4.2.2磁悬液磁悬液：磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体称为磁悬液。磁悬液浓度浓度：每升磁悬液中所含磁粉的重量（g／L）或每100m磁悬液沉淀出磁粉的体积（mL／100mL）称为磁悬液浓度。前者称为磁悬液配制浓度，后者称为磁悬液沉淀浓度。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，磁痕不清使缺陷漏检；浓度太高，造成背景下降，甚至会掩盖显示。磁粉探伤—橡胶铸型法，非荧光磁悬液配制浓度推荐为4-4g／L。推荐磁悬液配制浓度见表4-1。14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）要求最佳非荧光磁粉10—241.0—2.4荧光磁粉0.4—2.00.1—0.30.14—0.24非荧光磁粉水磁悬液配方水100#浓乳三乙醇胺亚硝酸钠28#消泡剂非荧光磁粉1L10g4g10g0.4-1g10-24g荧光磁粉水磁悬液配方水JFC乳化剂亚硝酸钠28#消泡剂Yc2荧光磁粉1L4g10g0.4-1g0.4-2g15•4.2.3磁悬液配制油磁悬液配制将少量油基磁悬液与磁粉混合，使磁粉全部湿润，搅拌成均匀的糊状，按表4-1比例配制成所需磁悬液。水磁悬液配制非荧光磁粉水悬液配制方法是，将100#浓乳加入到1L40℃温水中，搅拌至完全溶解，再加入亚硝酸钠、三乙醇胺和消泡剂，每加入一种成分后都要搅拌均匀，最后加入磁粉搅拌均匀。荧光磁粉水悬液配制方法是，将乳化剂与消泡剂加入水中搅拌均匀，并按比例加足水，成为水载液，用少量水载液与磁粉和匀，与余量水载液均匀混合，然后加入亚硝酸钠。16•4.3反差增强剂在检测表面粗糙的焊接件或铸钢件时，由于工件表面凹凸不平，或者由于磁粉颜色与工件表面颜色对比度很低，使缺陷难以检出，容易造成漏检。为了提高缺陷磁痕与工件表面颜色的对比度，检测前，可在工件表面上涂上一层白色薄膜，厚度约为25-45μm，干燥后再磁化工件，喷洒黑磁粉磁悬液，其磁痕就清晰可见。这一层白色薄膜就叫反差增强剂。17反差增强剂配方含量成分工业丙酮稀释剂x-1火棉胶氧化锌粉每100mL含量64mL20mL14mL10g施加反差增强剂，整个工件检查可用浸涂法，局部检测可用喷涂或刷涂法。清除反差增强剂，可用工业丙酮与稀释剂X-1按3：2配制的混合液浸过的棉纱擦洗，或将整个工件浸入该混合液中清洗。18反差增强剂喷罐反差增强剂喷罐具有使用方便，涂层成膜迅速均匀，附着力强，颜色洁白，无强刺激性气味等优点194.4标准试片—灵敏度试片用途（1）用于检验磁粉探伤设备、磁粉和磁悬液的综合性能（系统灵敏度）；（2）用于检测被检工件表面磁场方向，有效磁化范围和大致的有效磁场；（3）用于考察所用的探伤工艺规程和操作方法是否妥当；（4）当无法计算复杂工件的磁化规范时，将小而柔软的试片贴在复杂工件的不同部位，可大致确定较理想的磁化规范。4.4.2类型JB/T4730.4规定的标准试片有A型、C型、D型和M1型四种。204.4标准试片A1型、C型和D型标准试片应符合JB/T6065的规定。现行标准：JB/T6065-2004《无损检测磁粉检测用试片》本标准所适用的试片可按如下进行分类。a)按产品类型分A型C型D型214.4标准试片b)按热处理状态分:经退火处理未经退火处理c)按灵敏度等级分:高灵敏度:A1-7/50、A1-15/50、A1-15/100；D-7/50；C-8/50中灵敏度;A1-30/50、A1-30/100；D-15/50；C-15/50低灵敏度。A1-60/100、D-30/50、C-30/50往1:按灵敏度等级进行分类，仅适宜于相同热处理状态的试片。注2:同一类型和灵敏度等级的试片，未经退火处理的比经退火处理的灵敏度约高1倍22类型规格：缺陷槽深/试片厚度，µｍ图形和尺寸，mmA1型A1-7/50A1-15/50A1-30/50A1-15/100A1-30/100A1-60/100C型C-8/50C-15/50D型D-7/50D-15/50M1型φ12mm7/50φ9mm15/50φ6mm30/50注：C型标准试片可剪成5个小试片分别使用。23试片分类用大写英文字母表示，热处理状态用阿拉伯数字表示，经退火处理的为1或空缺，未经退火处理的为2。型号名称中的分数，分子表示试片人工缺陷槽的深度，分母表示试片的厚度，单位为μm。24•A1型磁粉检测试片25•C型磁粉检测试片26•D型磁粉检测试片27试片的使用：1.试片只适用于连续法检测，不适用于剩磁法检测。用连续法检测时，检测灵敏度几乎不受被检工件材质的影响，仅与被检工件表面磁场强度有关。特种设备检测时，一般应选用A1-30/100的试片，检测灵敏度要求高时，可选用A1-15/100的试片；2.根据工件检测面的大小和形状，选用合适的试片类型。检测面大时，可选用A1型，检测面狭小或表面曲率半径小时，可选用C型或D型，C型试片可以剪成5个小试片单独使用；283．根据工件检测所需的有效磁场强度，选用不同灵敏度的试片。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；4.试片表面锈蚀或有褶纹时，不得继续使用；5.使用前，应用溶剂清洗掉锈油。如果工件表面帖试片处凹凸不平，应打磨平，并除去油污；6.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，将试片帖紧（间隙应小于0.1mm），但透明胶不能盖住有槽的部位；297.也可选用多个试片，同时分别帖在工件的不同部位，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隙相等的人工刻槽，以同心圆式做在同一试片上，其三种槽深分别与A1型三种型号的槽深相同，这种试片可一片多用，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。304.6标准试块类型标准试块也是磁粉检测必备的器材之一，以下简称试块。试块有两种，一种是B型试块，一种是E型试块。B型试块用于直流电磁化，与美国的Betz环等效。E型试块用于交流电磁化，与日本和英国的同类试块接近。另外还有磁场指示器，自然缺陷标准样件。用途用于检验磁粉探伤设备、磁粉和磁悬液的综合性能（系统灵敏度），也用于考察磁粉探伤试验条件和操作方法是否恰当。不能确定被检工件的磁化规范，也不能用于考察被检工件表面的磁场方向和有效磁化范围。31B型标准试块国家标准样品B型试块的形状和尺寸如图所示。材料为经退火处理的9CrWMn钢锻件，其硬度为90-95HRB。32孔号１２３４５６７８９１０１１１２通孔中心距外缘距离L/ｍｍ1.783.565.337.118.8910.6712.4514.2216.0017.7819.5621.34注：1.12个通孔直径D为φ1.78±0.08mm。2.通孔中心距外缘距离L的尺寸公差为±0.08mm。33E型标准试块国家标准样品E型试块的形状和尺寸如图所示。材料为经退火处理的10#钢锻件。34孔号123通孔中心距外缘距离1.5mm2.0mm2.5mm通孔直径φ1mm注：1.3个通孔直径为φ1.0±0.08mm0.052.通孔中心距外缘距离公差为±0.05mm35磁场指示器（八角试块）磁场指示器是用电炉铜焊条将8块低碳铜与铜片焊在一起构成的，有一个非磁性手柄，通常称为八角试块，如图所示。由于这种试块钢性较大，不可能与工件表面（尤其曲面）很好帖合，难以模拟出真实工件表面状况，所以磁场指示器是一种用于表示被检工件表面磁场方向、有效检测区以及磁化方法是否正确的一种粗略的校验工具,但不能作为磁场强度及其分布