过程制造与检测.ppt

4 表面检测及缺陷等级评定表面检测及缺陷等级评定4.1.1磁粉检测的原理磁粉检测的原理4.1 磁粉检测磁粉检测原理：形成漏磁场原理：形成漏磁场1 1.磁场与电流的关系磁场与电流的关系2 2.4.1.2 影响漏磁场强度的主要因素影响漏磁场强度的主要因素（1）外加磁场强度：）外加磁场强度：初始磁初始磁化曲线化曲线ab3 3.（2）缺陷的形状与位置：）缺陷的形状与位置：形状：缺陷方向与磁力线方向越接近形状：缺陷方向与磁力线方向越接近90，其漏磁场强度越大其漏磁场强度越大 位置：缺陷位置越接近表面，漏磁场强度就位置：缺陷位置越接近表面，漏磁场强度就 越强。当缺陷较深时，漏磁场强度将越强。当缺陷较深时，漏磁场强度将 衰减至零，无法进行磁粉检测。衰减至零，无法进行磁粉检测。4 4.与晶格组织的关系：与晶格组织的关系：(3)被检材料的性质被检材料的性质铁磁性材料铁磁性材料无磁性无磁性与含碳量的关：与含碳量的关：面心立方晶格面心立方晶格 奥氏体组织奥氏体组织钢铁材料随着含碳量的增加，钢铁材料随着含碳量的增加，矫顽力几乎呈线性增加，而最矫顽力几乎呈线性增加，而最大相对导磁率却随之下降。大相对导磁率却随之下降。体心立方晶格体心立方晶格非奥氏体组织非奥氏体组织5 5.与合金元素的关系：合金元素含量增加，钢材的与合金元素的关系：合金元素含量增加，钢材的 矫顽力增加矫顽力增加与热处理的关系：与热处理的关系：退火、正火状态的钢材磁性退火、正火状态的钢材磁性差别不大，而淬火后则可以差别不大，而淬火后则可以提高钢材的矫顽力。随着淬提高钢材的矫顽力。随着淬火以后回火温度的升高，矫火以后回火温度的升高，矫顽力又有所降低。顽力又有所降低。6 6.与晶粒大小的关系：晶粒越粗大，钢材的导磁与晶粒大小的关系：晶粒越粗大，钢材的导磁 率越大，矫顽力越小，反率越大，矫顽力越小，反 之则相反。之则相反。与变形的关系：压缩变形率增加，矫顽力越大与变形的关系：压缩变形率增加，矫顽力越大7 7.4.1.3 磁粉检测的特点磁粉检测的特点 适用于能被磁化的材料适用于能被磁化的材料(如铁、钴、镍如铁、钴、镍及其合金等及其合金等)，适用于材料和工件的表面和近表面的缺适用于材料和工件的表面和近表面的缺陷，该缺陷可以是裸露于表面，也可以是陷，该缺陷可以是裸露于表面，也可以是未裸露于表面。不能检测较深处的缺陷未裸露于表面。不能检测较深处的缺陷(内内部缺陷部缺陷)。8 8.能直观地显示出缺陷的形状、尺寸、位置，能直观地显示出缺陷的形状、尺寸、位置，进而能做出缺陷的定性分析。进而能做出缺陷的定性分析。检测灵敏度较高，能发现宽度仅为检测灵敏度较高，能发现宽度仅为0.0001mm的表面裂纹。的表面裂纹。可以检测形状复杂、大小不同的工件。可以检测形状复杂、大小不同的工件。检测工艺简单，效率高、成本低。检测工艺简单，效率高、成本低。9 94.1.4 磁化方法及特点磁化方法及特点(1)周向磁化周向磁化:利用产生环绕在工件上的周向磁利用产生环绕在工件上的周向磁 场进行磁化的方法，称为。用场进行磁化的方法，称为。用 于发现纵向缺陷于发现纵向缺陷轴向直接通电法轴向直接通电法1010.中心导体法中心导体法1111.触头法触头法1212.1313.平行电缆法平行电缆法1414.(2)纵向磁化纵向磁化:使工件上产生并利用纵向磁场进行使工件上产生并利用纵向磁场进行 磁化的方法，称为。用于发现磁化的方法，称为。用于发现 横向缺陷横向缺陷 线圈法线圈法1515.磁轭法磁轭法1616.（3）复合磁化）复合磁化在工件上同时施加两个相互垂直的磁场在工件上同时施加两个相互垂直的磁场摆动磁场法摆动磁场法1717.旋转磁场旋转磁场1818.4.1.5 磁化规范磁化规范(1)灵敏度试片灵敏度试片1919.2020.2121.2222.几种电源性能比较几种电源性能比较(2)磁化电流磁化电流电源电源电源电源检测深度检测深度检测深度检测深度灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度实现复实现复实现复实现复合合合合退磁退磁退磁退磁交流电交流电交流电交流电浅浅浅浅灵敏灵敏灵敏灵敏能能能能容易容易容易容易整流电整流电整流电整流电较浅较浅较浅较浅较灵敏较灵敏较灵敏较灵敏否否否否较难较难较难较难直流电直流电直流电直流电深深深深 不灵敏不灵敏不灵敏不灵敏否否否否难难难难2323.磁化电流的选择磁化电流的选择线圈法：线圈法：2424.2525.磁轭法：磁轭法：磁化电流：应根据灵敏度试片来确定。磁化电流：应根据灵敏度试片来确定。磁轭的磁极间距：应控制在磁轭的磁极间距：应控制在50200mm之间之间检测的有效区域：为两极连线两侧各检测的有效区域：为两极连线两侧各50mm的范围内的范围内磁化区域每次应有磁化区域每次应有15mm的重叠。的重叠。2626.轴向磁化法轴向磁化法2727.触头法触头法如使用该方法检测焊缝纵向缺陷时，磁化电如使用该方法检测焊缝纵向缺陷时，磁化电流应根据灵敏度试片实测结果来确定。流应根据灵敏度试片实测结果来确定。平行电缆法平行电缆法 2828.4.1.6 磁粉磁粉（1）磁粉的种类）磁粉的种类荧光磁粉：在磁性氧化铁粉荧光磁粉：在磁性氧化铁粉(如如Fe3O4)或工业或工业 纯铁粉的外面再涂覆一层荧光染料纯铁粉的外面再涂覆一层荧光染料 制成的磁粉，即荧光磁粉。制成的磁粉，即荧光磁粉。适用于湿法适用于湿法 非荧光磁粉：用黑色的非荧光磁粉：用黑色的Fe3O4、工业纯铁粉为、工业纯铁粉为 原料直接制成的磁粉即为非荧光原料直接制成的磁粉即为非荧光 磁粉。磁粉。适用于干法和湿法适用于干法和湿法 2929.磁性：磁性：（2）磁粉的性状）磁粉的性状基本要求：基本要求：-高导磁率，易于被微弱的缺陷漏磁场磁化和吸附高导磁率，易于被微弱的缺陷漏磁场磁化和吸附-低矫顽力，磁化后易于分散并可以反复使用低矫顽力，磁化后易于分散并可以反复使用3030.衡量磁粉磁性的指标：衡量磁粉磁性的指标：荧光磁粉荧光磁粉:磁性称量值可磁性称量值可 略低于略低于7g/cm2(密度小，流动性好密度小，流动性好)磁性称量法磁性称量法非荧光磁粉非荧光磁粉:的磁性称量值应大于的磁性称量值应大于7g/cm2(密度大，磁性强密度大，磁性强)3131.选择磁粉的粒度时，应同时考虑被检缺陷的性质、选择磁粉的粒度时，应同时考虑被检缺陷的性质、尺寸和磁粉的使用方式。尺寸和磁粉的使用方式。粒度粒度-干粉的粒度范围以干粉的粒度范围以1060m为好，为好，-湿粉的粒度宜控制在湿粉的粒度宜控制在110m之间。之间。-荧光磁粉因其外表有涂覆层，粒度一般在荧光磁粉因其外表有涂覆层，粒度一般在525m之间。之间。3232.分类：条状和球状之分。分类：条状和球状之分。条状磁粉条状磁粉-容易在磁场内被磁化，形成磁粉链条容易在磁场内被磁化，形成磁粉链条球状磁粉球状磁粉-不易被磁化而具有较好的流动性。不易被磁化而具有较好的流动性。颗粒的形状颗粒的形状混合磁粉混合磁粉-将球形颗粒和条形颗粒按一定比例将球形颗粒和条形颗粒按一定比例 混合起来的磁粉可以兼有良好的磁混合起来的磁粉可以兼有良好的磁 性和流动性，是较理想的磁粉。性和流动性，是较理想的磁粉。3333.（3）磁悬液）磁悬液定义：将磁粉与油或水按一定比例混合而成的定义：将磁粉与油或水按一定比例混合而成的 悬浮液体称为磁悬液，其中悬浮磁粉的悬浮液体称为磁悬液，其中悬浮磁粉的 液体称为分散课剂或载体液体称为分散课剂或载体载体条件：具有适当的粘度和较好的流动性载体条件：具有适当的粘度和较好的流动性 表面张力小表面张力小 闪点高闪点高 对工件无腐蚀对工件无腐蚀3434.水水-粘度低、流动性好，安全，灵敏度粘度低、流动性好，安全，灵敏度 高，腐蚀高，腐蚀 常用载液：常用载液：油油-悬浮性好，防锈性好，流动性差，悬浮性好，防锈性好，流动性差，安全性差安全性差 3535.载液浓度：载液浓度：灯用煤油：灯用煤油：100%13g/L灯用煤油：灯用煤油：50%变压器油：变压器油：50%1020g/L水：水：1000ml乳化剂：乳化剂：10g亚硝酸钠：亚硝酸钠：5g三乙醇胺：三乙醇胺：5g消泡剂：消泡剂：0.51g萤光磁粉萤光磁粉12g3636.（4）反差增强剂：）反差增强剂：原因：对焊缝磁粉检测，由于焊缝表面粗糙不平，原因：对焊缝磁粉检测，由于焊缝表面粗糙不平，可能会降低缺陷磁痕的显示而造成缺陷漏检可能会降低缺陷磁痕的显示而造成缺陷漏检目的：为了提高缺陷磁痕的可见度目的：为了提高缺陷磁痕的可见度方法：检测前，先在被检焊缝喷或刷涂一层白色方法：检测前，先在被检焊缝喷或刷涂一层白色 的、厚度为的、厚度为2545m的反差增强剂。检测的反差增强剂。检测 时，在这层白色的基底上再喷洒黑色的磁时，在这层白色的基底上再喷洒黑色的磁 粉即可以得到清晰的缺陷磁痕。粉即可以得到清晰的缺陷磁痕。3737.检测后处理：可用检测后处理：可用3：2的工业丙酮与稀释剂的工业丙酮与稀释剂 X一一1的混合液擦除反差增强剂的混合液擦除反差增强剂 反差增强剂的配方示例：反差增强剂的配方示例：表表43成分成分成分成分每每每每100lm100lm含量含量含量含量工业丙酮工业丙酮工业丙酮工业丙酮稀释济稀释济稀释济稀释济火棉胶火棉胶火棉胶火棉胶氧化锌粉氧化锌粉氧化锌粉氧化锌粉65lm65lm20ml20ml15ml15ml10g10g3838.4.1.7 退磁退磁退磁：就是将被检工件内的剩磁减小，达到相退磁：就是将被检工件内的剩磁减小，达到相 应的剩磁要求，以至不妨碍工件的使用应的剩磁要求，以至不妨碍工件的使用 性能性能剩磁：当外磁场强度为零时，材料内的磁感应剩磁：当外磁场强度为零时，材料内的磁感应 强度强度B不为零，而有剩余的磁感应强度不为零，而有剩余的磁感应强度 （Br，-Br）3939.退磁原理退磁原理4040.退磁的方法退磁的方法 方法方法1：常用的交流退磁方法是将被检工件从一个通：常用的交流退磁方法是将被检工件从一个通 有交流电的线圈中沿轴向逐步撒出至距离线有交流电的线圈中沿轴向逐步撒出至距离线 圈圈15m以外，然后断电。以外，然后断电。方法方法2：将工件放在线圈中不动逐渐将电流幅值：将工件放在线圈中不动，逐渐将电流幅值 降为零，也可以收到同样的退磁效果。降为零，也可以收到同样的退磁效果。交流退磁交流退磁4141.直流退磁直流退磁 在需要退磁的被检工件上通以低频换向、不断在需要退磁的被检工件上通以低频换向、不断递减至零的直流电可以更为有效地去除工件内部递减至零的直流电可以更为有效地去除工件内部的剩磁。的剩磁。I4242.4343.除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其他一切磁痕显示均作为操作不当造成的之外，其他一切磁痕显示均作为缺陷磁痕处理。缺陷磁痕处理。4.1.8磁痕评定和缺陷等级评定磁痕评定和缺陷等级评定(1)磁痕的评定与记录磁痕的评定与记录长度与宽度之比大于长度与宽度之比大于3的缺陷磁痕，按线性缺陷的缺陷磁痕，按线性缺陷处理，长度与宽度之比处理，长度与宽度之比3的缺陷磁痕，按圆形缺陷的缺陷磁痕，按圆形缺陷处理。处理。缺陷磁痕长轴方向与工件轴线或母线的夹角缺陷磁痕长轴方向与工件轴线或母线的夹角30。时，作为横向缺陷处理，其他按纵向缺陷处理。时，作为横向缺陷处理，其他按纵向缺陷处理。4444.两条或两条以上缺陷磁痕在同一直线上且间距两条或两条以上缺陷磁痕在同一直线上且间距2ram时，按一条缺陷处理，其长度为两条缺陷之时，按一条缺陷处理，其长度为两条缺陷之和加间距。和加间距。长度长度0.5mm的缺陷磁痕不计。的缺陷磁痕不计。所有磁痕的尺寸、数量和产生部位均应记录，所有磁痕的尺寸、数量和产生部位均应记录，并图示。并图示。4545.非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行；荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在暗室内进行，行；荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在暗室内进行，磁痕的永久性记录可采用胶带法，照相法以及磁痕的永久性记录可采用胶带法，照相法以及其他适当的方法。其他适当的方法。当辨认细小缺陷磁痕时，应用当辨认细小缺陷磁痕时，应用210倍放大镜进倍放大镜进行观察。行观察。4646.下列缺陷不允许存在。下列缺陷不允许存在。任何裂纹和白点；任何横向缺陷显示；任何裂纹和白点；任何横向缺陷显示；焊缝及紧固件上任何长度大于焊缝及紧固件上任何长度大于15mm的线的线性缺陷显示；性缺陷显示；锻件上任何长度大于锻件上任何长度大于2mm的线性缺陷显示；的线性缺陷显示；单个尺寸大于等于单个尺寸大于等于4mm的圆形缺陷显示。的圆形缺陷显示。(2)缺陷的等级评定缺陷的等级评定缺陷显示累积长度的等级评定按表缺陷显示累积长度的等级评定按表44进行。进行。4747.4.2渗透检测渗透检测4.2.1概述概述（1）简史和现状）简史和现状简史：利用铁锈检查裂纹简史：利用铁锈检查裂纹 油油白法白法 斯威策法斯威策法现状：水洗型、后乳化型、荧光粉液现状：水洗型、后乳化型、荧光粉液 低毒低毒4848.（2）探伤方法的分类）探伤方法的分类水洗型荧光法（水洗型荧光法（FA）后乳化型荧光法（后乳化型荧光法（FB）溶剂清洗型荧光法（溶剂清洗型荧光法（FC）水洗型着色法（水洗型着色法（VA）后乳化型着色法（后乳化型着色法（VB）溶剂清洗型着色法（溶剂清洗型着色法（VC）荧光法荧光法着色法着色法4949.（3）优缺点）优缺点优点：优点：不仅可以检查黑色金属及有色金属的铸不仅可以检查黑色金属及有色金属的铸 件、焊接件及锻件等，还可以检查陶瓷、件、焊接件及锻件等，还可以检查陶瓷、塑料和玻璃塑料和玻璃 不受材料的组织和化学成分的限制不受材料的组织和化学成分的限制 也不受缺陷形状和尺寸的影响也不受缺陷形状和尺寸的影响缺点：当零件的表面形状较粗糙时，易造成假象，缺点：当零件的表面形状较粗糙时，易造成假象，降低检验效果降低检验效果5050.4.2.2基本原理和特点基本原理和特点5151.4.2.3渗透探伤的方法渗透探伤的方法渗透探伤的操作程序渗透探伤的操作程序5252.（1）水洗型渗透探伤）水洗型渗透探伤预清洗预清洗渗透渗透滴落滴落水洗水洗水基湿式显象水基湿式显象干燥干燥检验检验去除显象剂去除显象剂干燥干燥非水基湿式显象非水基湿式显象干燥干燥干粉显象干粉显象5353.（2）后乳化型渗透探伤）后乳化型渗透探伤预清洗预清洗渗透渗透滴落滴落水洗水洗水基湿式显象水基湿式显象干燥干燥检验检验去除显象剂去除显象剂干燥干燥非水基湿式显象非水基湿式显象干燥干燥干粉显象干粉显象5454.（3）溶剂去除型渗透探伤）溶剂去除型渗透探伤预清洗预清洗渗透渗透滴落滴落溶剂擦除溶剂擦除显象显象检验检验去除显象剂去除显象剂5555.4.2.4渗透探伤的装置渗透探伤的装置（1）焊接件的检验）焊接件的检验（2）焊接件的检验）焊接件的检验（3）焊接件的检验）焊接件的检验（4）焊接件的检验）焊接件的检验5656.4.2.5渗透探伤的应用渗透探伤的应用（1）焊接件的检验）焊接件的检验5757.（2）铸件的检验）铸件的检验5858.（3）锻件的检验）锻件的检验5959.（4）其它零件的检验）其它零件的检验6060.