磁粉探伤装置
磁粉探伤的原理,如图所示:
大电流通过绕在磁轭上的线圈,产生磁场。两个分开的磁钳与其接触的铁磁性材料(被探伤的钢铁类机械零件)共同组成磁力回线的一部分,若铁磁性材料在磁力回线这部分区域内存在裂纹等阻碍磁力线的情况,即大磁阻,在阻碍区域就会出现漏磁现象。若在这种情况下,有低粘度的介质(通常是煤油)裹挟着铁磁性粉末流过漏磁线,则铁磁性粉末被吸附到漏磁线上,形成一条黑线。显示出裂纹的部位、走向、长度。磁粉探伤的优势在于不受材料表面的粗糙程度影响,常用于对焊缝的探伤。
磁粉探伤原理
磁粉探伤可检出铁磁性材料中裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物等缺陷,具有很高的检测灵敏度,且能直观的显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度,检查缺陷的重复性好。在管材、棒材、型材、焊接件、机加工件、锻件探伤中得到了广泛的应用,尤其是在压力容器的定检中更是发挥着独特的作用。JB4730-94《压力容器无损检测》标准中规定,对于铁磁性材料表面应优先选用磁粉探伤。
磁粉探伤的操作:市售的磁粉膏与煤油稀释调和,探伤时用手压式喷壶喷到磁钳中间的区域流动,同时手按下磁钳上部的开关,以接通电源。如果存在裂纹,磁粉则聚集在裂纹上。磁粉探伤的不足之处在于只能探测表面开口型裂纹和浅层的裂纹。
3. 涡流探伤(ET)
涡流探伤(eddy current inspection)是一种利用电磁感应原理,以交流电磁线圈在金属件表面感应产生涡流的无损探伤技术。它适用于导电材料,包括铁磁性和非铁磁性金属材料构件的缺陷检测。由于涡流探伤,在检测时不要求线圈与构件紧密接触,也不用在线圈与构件间充满耦合剂,容易实现检验自动化。但涡流探伤仅适用于导电材料,只能检测表面或近表面层的缺陷,不便使用于形状复杂的构件。在火力发电厂中主要应用于检测凝汽器管、汽轮机叶片、汽轮机转子中心孔和焊缝等。
涡流检测是把导体接近通有交流电的线圈,由线圈建立交变磁场,该交变磁场通过导体,并与之发生电磁感应作用,在导体内建立涡流。导体中的涡流也会产生自己的磁场,涡流磁场的作用改变了原磁场的强弱,进而导致线圈电压和阻抗的改变。当导体表面或近表面出现缺陷时,将影响到涡流的强度和分布,涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化,根据这一变化,就可以间接地知道导体内缺陷的存在。
当交流电通入线圈时,若所用的电压及频率不变,则通过线圈的电流也将不变。如果在线圈中放入一金属管,管子表面感生周向电流,即涡流。涡流磁场方向与外加电流的磁化方向相反,因此将抵消一部分外加电流,从而使线圈的阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。管的直径、厚度、电导率和磁导 率的变化以及有缺陷存在时,均会影响线圈的阻抗。若保持其他因素不变,仅将缺陷引起阻抗的信号取出,经仪器放大并予检测,就能达到探伤目的。涡流信号不仅能给出缺陷的大小,同时由于涡流探伤时可以根据表面下的涡流滞后于表面涡流一定相位,采用相位分析能判断出缺陷的位置。
4. 射线探伤(RT)
射线探伤(radiographic testing)和去医院拍片差不多,作为五大常规无损检测方法之一,在工业上有着非常广泛的应用。它既可用于金属检查,也可用于非金属检查。对金属内部可能产生的缺陷,如气孔、针孔、夹杂、疏松、裂纹、偏析、未焊透和熔合不足等,都可以用射线检查。应用的行业有特种设备、航空航天、船舶、兵器、水工成套设备和桥梁钢结构。
射线探伤的基本原理如下:
当强度均匀的射线束透照射物体时,如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异,它将改变物体对射线的衰减,使得不同部位透射射线强度不同,这样,采用一定的检测器(例如,射线照相中采用胶片)检测透射射线强度,就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。
射线探伤常用的方法有X射线探伤、γ射线探伤、高能射线探伤和中子射线探伤。对于常用的工业射线探伤来说,一般使用的是X射线探伤、γ射线探伤。
射线对人体具有辐射生物效应,危害人体健康。探伤作业时,应遵守有关安全操作规程,应采取必要的防护措施。
X射线探伤装置的工作电压高达数万伏乃至数十万伏,作业时应注意高压的危险。
某钢铁公司曾向德国奥钢联购买12根大型轧辊,价值昂贵,到货后,用射线探伤技术检查,发现其中10根存在内部缺陷。将所获像片寄到德国方面,提出索赔,德国方面看到像片后,立即重发了10根新轧辊。这件事告诉我们射线探伤的像片有很高的证据力。
5. 超声波探伤(UT)
超声波探伤和去医院做超声检查类似,是利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波,在荧光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。