中试件表面有效磁场的强度及方向、有效检测范围、检测操作是否正确等。
由日本无损检测学会304小委员会进行连续法检测时A型标准试片磁痕显示与磁场强度对应关系的试验。其结果表明,用连续法探出的A型标准试片的磁痕,几乎不受被检材质的影响,而仅与被检物表面的磁场强度有关。用剩磁法时,A型试片显示磁痕与被检件的剩磁通密有关,但由于后者与试件的材质、A型试片与探伤面的接触状态以及试件产生的磁极有着较大的影响,故不能利用A型试片直接测试试件的剩磁通。所以A型试片仅适用于连续法,不适用于剩磁法。
据有关资料介绍,A型灵敏度试片上的磁痕显示与磁化电流和磁场强度有如下大致的对应关系:
A-15/100 显示时, I=(10~12)D H=3200~3800A/m A-30/100 显示时, I=( 6~8 )D H=1920~2560A/m A-60/100 显示时, I=( 2~4 )D H= 640~1280A/m 因此本标准中(即对锅炉、压力容器及压力管道MT时)应选用A-30/100试片,灵敏度要求高时,可选用A-15/100。这与后面3.9磁化规范中规定连续法时,工件表面场线磁场强度应达2.4~4.8KA/m就一致了。(因为2.4KA/m≈2560A/m,A—30/100显示)。
C型标准试片也是由日本无损检测学会颁布的。
C型标准试片用于焊接坡口等狭小部位,即因尺寸关系,使用A型标准试片有困难时,用C型标准试片来代替A型标准试片。C-8/50的灵敏度相当于A-7/50,C-15/50的灵敏度相当于A-15/50。
JIS G0565规定:“使用时为使具有人工缺陷面紧贴试件探伤面上,可
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用适当的双面粘带粘贴,此时粘带厚度应在100μm以下”。
同样,C型标准试片分C1和C2,C1为退火材料制成,C2为不作热处理的冷轧材料。对C型标准试片施加磁粉时,应采用连续法,试片的原始形状、尺寸、磁特性发生变化时,不得继续使用。
M1型多功能试片是铁道科学研究院金化所生产的,它是将三个不同刻槽深度而间隔相等的人工刻槽以同心圆方式做在同一试片上,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。
②磁场指示器(八角试块)最早是在美国标准中应用,由于它使用方便,在JB3965-85标准中就开始采用。磁场指示器仅用于了解工件表面的磁场方向和有效磁化范围,而不能作为磁场强度和磁场分布的定量测试,但比标准试片经久耐用,操作简便。八角试块是由八块低碳钢经铜焊拼焊而成,他的人工缺陷为铜焊缝,其宽度在0.1mm数量级范围,试块总厚3.7mm左右,由于试块刚性大,不可能与工件表面(曲面)很好贴合,同时其厚度为3.7mm,这些都使得八角试块无法摸拟出工件表面状况,所以,八角试块显现磁痕与工件表面的磁场强度无严格对应关系,因此,八角试块只能作为工件表面磁场方向是否正确的一种粗略校验工具,而不能作为工件表面磁场强度及其分布的定量指示。使用磁场指示器时,当磁场指示器上没有形成磁痕或没有在所需方向形成磁痕时,应改变或校正磁化方法。国内大多是个体生产,质量不一定能很好保证,磁场强度不足时,也能显示*型,严重妨碍它的使用,这需要采取一定的措施。ASME SE709(2001版)规定:磁场指示器应放置在被检工作表面上,且使镀铜的一面远离被
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检表面。该标准磁场指示器图上只标注一面为厚度0.25±0.025mm铜皮,而JB4730-2005标准的送审稿上的磁场指示器图上标注为二面铜皮,标准最终稿修改为一面铜皮,与ASME标准一致。
③B型标准试块是美国ASME SE709推荐的环形试块,它是用于中心导体法时估判磁化检测技术的全面性能及灵敏度的一种工具,它适用于直流电(DC)和三相全波整流电(FWDC),通电并施加磁粉时,形成的环外沿上的磁痕显示数量将指出所使用的系统的相对灵敏度,如果所述的显示数量不能探测到,则磁粉、磁悬液、磁化方法、磁化设备及其组合都必须进行检查和修正。
B型标准试块已被JB/T6066-2004《无损检测 磁粉检测用环形试块》引用。
④E型标准试块适用于交流电(AC)和单相半波整流电,也是用于中心导体磁化方法中,它与英国BS标准试件和日本B型试块接近,E型标准试块也被JB/T6066-2004《无损检测 磁粉检测用环形试块》引用。
⑤B型和E型标准试块原都在送审稿的附录A中作了详细介绍,在2005年3月的定稿会上,专家们认为中心导体法在锅炉压力容器行业使用不太多,所以删去了送审稿中附录A“标准试块的类型、图形、尺寸及使用方法”,但在本标准正文3.5.3节中强调了中心导体磁化方法标准试块应符合JB/T6066-2004《无损检测 磁粉检测用环形试块》。
⑥由于制作统一的标准缺陷样件极其困难,各单位自行收集、制作的样件又有差异,这会带来质量异议,因此本标准不提倡采用标准缺陷样件。
5.磁化规范
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①磁粉检测应有适当的磁场强度,为了使磁痕显示的一致性,磁场强度必须控制在合理的范围内,通常是±25%,影响磁场强度的因素是工件的尺寸、形状、材质以及磁化技术等,这些因素的变动范围广泛,所以很难制定严格的磁场强度规则以适用于每种工件。标准中介绍了四种方法来确定磁场强度:
a) 用磁化电流表征的磁场强度按3.9.2~3.9.6所给出的公式计算; b) 利用材料的磁特性曲线,确定合适的磁场强度;
c) 用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度,连续法为2.4~4.8KA/m,剩磁法为14.4 KA/m;
d) 用标准试片(块)来确定磁场强度是否合适。
ASME SE-709(2001版)中规定:“磁场强度计与霍尔效应切向场探头用于测量切向场峰值,探头应放在被测表面上能确定最大场强处。施加磁化力同时,测量的磁场强度大小在30~60GS范围内时(2.4~4.8KA/m),指示的为恰当的磁场强度。”这与本标准中的四种方法之一“用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度,连续法检测时应达到2.4~4.8KA/m”是一致的。
②通电法和中心导体法
a) 空心件用直接通电法不能检查内表面不连续性,因为内表面磁场强度为零。用中心导体法能检测工件内外表面与电流平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷,外表面检测时应尽量使用直流电或整流电。中心导体法用交流电进行外表面检测时,会在筒形工件内产生涡电流ie,因此工件的磁场是芯棒中的传感电流It 和工件内的涡电流ie产生的磁场的叠加,由于涡电
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流有趋肤效应,由此导致工件内外表面的检测灵敏度相差很大,对磁化规范确定带来困难。国内有资料介绍:对一内径为80mm,厚2mm钢管通交直流电磁化,为达到管内、外表面相同大小的磁场,通直流电时二者相差不大,而通交流电时,检查外表时的电流值将是检查内表面时电流值的2.7倍。因此用中心导体法进行外表面检测时,一般不用交流电而尽量使用直流电和整流电。
b) 使用中心导体法时如果电流不能满足检测要求时可用偏置芯棒法,JB4730-94标准规定芯棒偏心放置时,芯棒与工件内表面的间距为10~15mm,实际操作时此间距很难控制且没有必要,检测时芯棒靠近内壁放置不仅灵敏度高,而且操作方便,因此JB4730-2005标准将原JB4730-94标准中棒与内壁间距10~15mm以及按空心工件厚度来确定磁化电流值的表11-4删去,芯棒靠近内壁放置时,导体与内壁接触时应采取绝缘措施。此外,本标准中表3通电法和中心导体法磁化规范同样适应于偏置芯棒法。不同的是通电法和中心导体法磁化电流计算公式中D为工件横截面上最大尺寸,而偏置芯棒法时D为芯棒直径加两倍工件壁厚。
c) 在轴向通电法中,选择直流电(整流电)连续法:
I=(12~32)D,这与ASME SE-709(2001版)一致,JB4730-94中为I=(12~20)D,不适合有特殊要求的工件检验,因此选择的磁化电流范围扩大了,在交流电连续法中,JB4730-94标准中I=(6~10)D,同样不适用于有特殊要求的工件检验,为此将选择的磁化电流范围扩大,上限扩大到15D,即本标准规定I=(8~15)D。
③触头法
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