便攜式電磁軛不跨焊縫的磁粉檢測

黃旭，林曉政，陳浩

（福建省建研工程檢測有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

在現(xiàn)代的工業(yè)制造領(lǐng)域中，焊接技術(shù)是一種被廣泛應(yīng)用的方法，而焊縫的質(zhì)量直接決定了工件的使用周期。檢測工作者最關(guān)心的問題是如何準(zhǔn)確可靠地對焊縫進(jìn)行檢測和評價。目前在針對焊縫的常規(guī)檢測方法中，磁粉檢測憑借檢測速度快、成本低、靈敏度高、工藝簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)，在檢測焊縫方面起著重要作用。對工件焊縫幾何形狀符合磁軛探傷儀跨焊縫放置條件和標(biāo)準(zhǔn)要求的，磁粉檢測的檢測精度比較高的。但是在現(xiàn)實(shí)檢測中，經(jīng)常由于工件的形狀、焊縫的位置等條件不滿足磁軛探傷儀跨焊縫放置或標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致磁粉檢測精度無法保證，對于一些焊縫缺陷容易漏檢，甚至有的時候不得不放棄磁粉檢測，改用不能檢測近表面缺陷的滲透檢測，這對工件實(shí)際使用的安全性還是有一定影響的。為了提高檢測結(jié)果的可靠性，利用磁軛設(shè)備端頭處的磁場特性，對不跨焊縫的磁粉檢測進(jìn)行分析，取得了一定的成果。

1 理論可行性分析

磁粉檢測技術(shù)工作原理是鐵磁性材料工件，受到外加磁極磁化作用后，在其工件有缺陷的位置會產(chǎn)生漏磁場，和噴灑在工件表面的磁粉之間相互作用，通過漏磁場吸附磁粉形成磁痕然后定位缺陷的形狀、大小和位置。便攜式磁軛法就是通過便攜式磁軛機(jī)的兩個磁軛頭形成一個閉合回路，對工件表面進(jìn)行局部磁化。此閉合回路的磁力線基本平行于兩磁軛頭的連線，由缺陷產(chǎn)生切割磁力線，然后才會產(chǎn)生漏磁場，為了發(fā)現(xiàn)平行于焊縫的缺陷，磁軛機(jī)的放置應(yīng)垂直于焊縫，故常采用跨焊縫的磁軛方法。但是實(shí)際操作時，常常由于工件的形狀、位置等條件的影響，無法滿足跨焊縫對工件焊縫進(jìn)行磁化。微型磁軛探傷儀兩磁軛頭間的磁力線分布如圖1所示。磁化理論一般認(rèn)為的有效磁化范圍為一個橢圓形所長軸為L，如圖2所示。短軸為L／4所包圍的面積，當(dāng)磁場強(qiáng)度一定時，工件表面的磁場強(qiáng)度跟兩極間距成反比，兩磁極間距過小，則導(dǎo)致大量非相關(guān)顯示。

圖1 便攜式電磁軛兩極間磁力線分布

圖2 磁粉檢測時有效磁化范圍

對比圖1和2，在磁極間平行磁感線的長方形區(qū)域外，還是存在可以利用的磁場，且?guī)缀挝恢们『锰幱诓豢绾缚p磁粉檢測中，可以利用兩邊的位置，如圖3所示。

圖3 不跨焊縫磁粉檢測設(shè)想用磁場

在能夠利用的磁場中，還是有一部分磁力線平行于兩磁軛頭的連線，只能檢測到垂直于焊縫方向的缺陷，同時該區(qū)域處于磁力線比較邊緣的位置，磁力線稀疏，靈敏度無法保證。在靠近磁軛頭的位置，又會因?yàn)橛刑嗟姆窍嚓P(guān)顯示而不好判斷磁痕。因此，需要找到一部分可利用磁力線，又不跟任何一個磁軛頭過近，需進(jìn)行試驗(yàn)來確定哪一部分磁力線是有效可利用的。

2 檢測試驗(yàn)

在圖3所示范圍內(nèi)距離磁軛頭一端的不同位置放置靈敏度試片，設(shè)置6組對照試驗(yàn)。

選用Q355B材質(zhì)的鋼板、CJE-220微型磁軛探傷儀等相關(guān)設(shè)備，磁間距選取為60 m m進(jìn)行試驗(yàn)[1]。將磁軛機(jī)平行于焊縫放置，磁軛頭要緊貼焊縫并放置靈敏度試片。

對照試驗(yàn)1：距離磁軛頭5 mm的位置不同角度放置3組A1-30/100型試片。

對照試驗(yàn)2：距離磁軛頭10 mm的位置不同角度放置3組A1-30/100型試片。

對照試驗(yàn)3：距離磁軛頭15 mm的位置不同角度放置3組A1-30/100型試片。

對照試驗(yàn)4：距離磁軛頭20 mm的位置不同角度放置3組A1-30/100型試片。

對照試驗(yàn)5：距離磁軛頭25 mm的位置不同角度放置3組A1-30/100型試片。

對照試驗(yàn)6：距離磁軛頭30 mm的位置不同角度放置3組A1-30/100型試片。

通過觀察對比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在同一組試驗(yàn)內(nèi)的3組試片距離磁軛頭越遠(yuǎn)，其磁痕顯示越淺。在距離磁軛頭5 mm處和10 mm處的3組試片，由于磁跡顯示雜亂，有許多非相關(guān)顯示區(qū)。在距離磁軛頭15 mm處和20 mm處的3組試片，試片顯示較為清晰。在距離磁軛頭25 mm處的3組試片磁痕顯示已經(jīng)幾乎看不見。在距離磁軛頭30 mm處的3組試片磁痕顯示完全消失。顯示結(jié)果如圖4所示。

圖4 試驗(yàn)顯示結(jié)果

綜上試驗(yàn)，外圍磁場用來進(jìn)行磁粉檢測是可行的。

3 應(yīng)用效果

對鋼牛腿進(jìn)行滲透檢測后，記錄缺陷形狀及位置，而后進(jìn)行不跨焊縫的磁粉檢測，并將磁粉檢測的磁痕顯示與滲透檢測的結(jié)果做對比，發(fā)現(xiàn)缺陷基本一致，但是由于各種因素導(dǎo)致其磁痕顯示沒有跨焊縫的效果好。進(jìn)行不跨焊縫檢測，操作相對簡單，且能檢測滲透檢測不能檢測到的近表面缺陷。但該方法還有一個局限性，就是因?yàn)槟芾么艌鲋皇峭鈬潭ㄒ恍《畏秶?，所以檢測效率較低，僅適合在短焊縫上使用。

4 結(jié)論

（1）在被檢焊縫的位置及角度符合磁軛探傷儀跨焊縫放置的條件及標(biāo)準(zhǔn)要求時，優(yōu)先使用跨焊縫磁化的方式進(jìn)行磁粉檢測，這對保障缺陷檢出率和工程質(zhì)量很有必要。

（2）如果被檢焊縫的位置及角度無法滿足磁軛探傷儀跨焊縫放置的條件或標(biāo)準(zhǔn)要求時，可以使用不跨焊縫磁化的方式進(jìn)行磁粉檢測以替代滲透檢測，先在相同工件上模擬檢測確認(rèn)檢測參數(shù)，而后在實(shí)際檢測中用相同的參數(shù)進(jìn)行檢測。這樣不但在一定程度上方便了磁粉檢測，而且檢測靈敏度還比較高。