磁粉探伤设备范文（精选8篇）
磁粉探伤设备 第1篇
可编程控制器 (PLC) 是一种基于计算机技术和自动控制理论, 集各种控制、运算、通信为一体的功能强大的工业控制器件。由于其功能完善、开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高, 在现代工业生产中的应用也越来越广泛。目前列车轮对检修流水线上应用广泛的的磁粉探伤设备, 其控制系统就是使用PLC作为控制核心的一个典型工程应用实例。
1 设备工作方式和控制要求
磁粉探伤是用磁粉作为漏磁场的介质, 对铁磁性工件进行无损探伤的一种检测方法。其原理是利用磁化后的工件缺陷处漏磁场吸引磁粉形成磁痕显示, 从而确定缺陷存在。磁粉探伤设备一般由充磁装置、上料装置、下料装置、缓冲装置、夹持装置、滚动装置、线圈开合装置、指示与控制装置、磁悬液喷洒装置、照明装置和退磁装置组成。
列车轮对磁粉探伤设备多为专用的一体化固定式设备。设备工作时, 除人工观察缺陷磁痕外, 其余过程全部采用自动化:即工件的送入、传递、缓放、喷液、夹紧并充磁、退磁并送出等都是机械自动化处理。由于其工作流程具有典型的顺序特征, 而PLC在顺序控制方面具有明显优势, 该类设备的控制系统多采用PLC做为其控制核心, 配以工业控制计算机进行联合控制。全工作过程在PLC控制系统的控制下通过操作面板能够独立运行, 自动化程度高, 工作可靠, 操作方便;计算机则用于提供图形化操作界面, 对工作电压、磁化电流、荧光照度等重点参数进行实时采集显示, 并监视整个设备工作过程。
轮对磁粉探伤设备工作时, 轮对上下料采用通过式进出, 以适用于流水线作业需要;工件磁化原理采用二路复合磁化技术, 即:工件轴向直接通电产生轮对周向磁场, 使用均匀分布的可开合螺线管线圈通电产生轮对纵向磁场, 以满足不同部位探伤的要求;采用荧光磁悬液, 并严格控磁悬液喷洒压力和覆盖面, 有效地提高探伤效果;设有专用暗室, 便于操作者观察。
2 PLC控制系统硬件组成
该系统需要控制的信号为:22个输入信号 (控制面板操作按钮及到位、报警信号) , 18个输出信号 (探伤设备各装置动作) , 都为开关量。根据控制要求, 可采用松下电工FP0-C14型PLC主机 (输入8点, 输出6点) , 并连接I/O扩展单元E16R (输入扩展8点, 输出扩展8点) 2个, 可满足输入出信号数量的要求, 但控制线路电流要求较大, 故选用继电器输出型的PLC, 表1是PLC的I/O分配表。
3 PLC控制系统软件设计
PLC控制程序采用松下电工FPWIN-GR编程软件进行开发, FPWIN-GR采用Windows风格界面, 使用简单方便;可用梯形图或助记符编程, 可附加注释, 还提供了在线监控功能, 大大方便了现场调试。
轮对探伤设备控制程序中, 其自动操作状态下各装置的自动、顺序动作是整个控制程序设计的核心。当总电源和控制电源打开后, 轮对探伤控制程序设计流程如图1所示。
4 结语
轮对磁粉探伤设备采用PLC控制, 维护十分方便, 更改工艺流程和工作步骤可以通过修改程序来实现, 无需更改接线, 且PLC可靠性强, 大大提高了设备的使用效率和性能价格比。
参考文献
[1]汪晓光编.可编程控制器原理及应用[M].2版.北京:机械工业出版社, 2002.
磁粉探伤设备 第2篇
关键词：机车 磁粉探伤 磁轭 便携式
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0074-03
1 磁轭磁粉探伤仪的检测原理
1.1 磁粉检测原理
铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。所谓不连续性，就是工件正常组织结构或外形的任何间断，这种间断可能会也可能不会影响工件的使用性能。通常把影响工件使用性能的不连续性称为缺陷[1]。
1.2 磁轭磁粉探伤仪检测原理
用携带式电磁轭的两磁极与工件接触，使工件得到局部磁化，两磁极间的磁力线大体上平行两磁极的连线，有利于发现与两磁极连线垂直的缺陷[2]。
2 QCJ-II型轻便式磁粉探伤机的不足
磁粉探伤是机车零部件探伤的主要方法之一，携带式磁轭磁粉探伤仪作为重要的磁粉探伤设备在机务生产现场有着广泛的应用。乌鲁木齐机务段使用的携带式磁轭磁粉探伤仪是西安永安磁粉探伤科技有限公司生产的QCJ-II型轻便式磁粉探伤机，该机输入电源采用220 V交流固定电源，使用中存在有时探伤机离固定电源较远无法接电源线的问题，特别在整备场进行探伤作业这个问题就更加突出，一方面作业者要不断寻找时机穿越股道布电源线、收电源线造成作业效率低下，另一方面整备场机车调车作业存在安全隐患。因此，为了保证机车零部件的检修质量，寻求使用更为方便的便携式磁轭磁粉探伤仪是势在必行的。
3 解决QCJ-II探伤机便携性差的方案
乌鲁木齐机务段需求无需固定电源的便携式磁粉探伤仪以提高作业效率，减少安全隐患。带着这样的想法不断与铁路同行沟通交流，最终发现秦皇岛市盛通无损检测有限责任公司生产的STC-1型数字便携式磁粉探伤仪具有无需固定电源，自带锂电池组供电就能进行探伤作业的特点，该仪器小巧轻便，便于携带，能够有针对性地解决QCJ-II型探伤机存在便携性差的问题。
4 QCJ-II型探伤机与STC-1型探伤仪主要性能参数比较
4.1 主要性能参数表
具体数据如表1所示。
4.2 从表1参数对比STC-1型探伤仪所具备的优点
（1）小巧便携。STC-1型探伤仪相较QCJ-II型探伤机在主机外形尺寸上减小了，体积变为1/22；主机重量减少了，整机重量变为2.25 kg；STC-1型探伤仪采用锂电池组供电，3～4 h充满电可连续工作4个h以上，可以单独对电池充电也可以带机复充，可携带到任何工作现场，能满足持续探伤作业要求。因而STC-1型探伤仪完全具备一名探伤人员轻松携带作业的条件，是真正的便携式探伤仪，消除了QCJ-II型探伤机离不开220 V固定电源的弊端，解决了QCJ-II型探伤机便携性差的问题。
（2）新的电源模式。STC-1型探伤仪将电池提供的18 V直流电经过升压、逆变处理，提供36 V交流磁化电源。QCJ-II型探伤机与STC-1型探伤仪二次输出电源波形见图1及图2。
从图1看QCJ-II型探伤机二次输出电源为标准正弦交流电源，从图2看STC-1型探伤仪二次输出电源为具有直流特性的交流电源，具备交流电的脉动性和直流电的磁场渗入深度大双重特点，从而使STC-1型探伤仪兼具表面检测的灵敏度还在检测缺陷深度性能上也得到了提升，因此既具有表面检测灵敏度又兼备表面下检测灵敏度。STC-1型探伤仪还具备低电压保护功能，当输入电源电压<9 V时仪器自动保护性关机，从而保证在探伤作业中不会因为电压过低导致提升力及灵敏度达不到标准造成漏探。
（3）便于实现数字化管理。STC-1型探伤仪配备有摄像头、显示屏及键盘，具备探伤工艺设定功能，开工前灵敏度校验功能，探伤过程实时显示、监控功能，发现缺陷后，能将缺陷进行存储记录；STC-1型探伤仪配有检修监控探伤管理软件，可实现与计算机进行数据通讯功能，实现对探伤数据的存储、查询、数据分析的计算机标准化管理。相较QCJ-II型探伤机，STC-1型探伤仪功能多、性能稳定，实现了数字化管理。
综上所述，STC-1型探伤仪不但各项技术指标能满足要求，更有QCJ-II型探伤机无法比拟的外形小、重量轻、自供电、数字化管理的优势，从而具备了引进STC-1型探伤仪解决QCJ-II型探伤机便携性差问题的条件。
5 STC-1型探伤仪现场使用情况
乌鲁木齐机务段通过引进使用STC-1型探伤仪（见图3），STC-1型探伤仪配置有仪器包，可以挎于腰间（见图4），实现单人探伤操作，现场使用非常方便，取消了使用QCJ-II型探伤机必须布电源线、收电源线的繁琐作业环节，大大减轻探伤人员的劳动强度，即便是体力较差的女探伤工也能轻松使用，探伤效率高，减少了安全隐患，截至目前共计发现了33件机车零部件裂损。
6 STC-1型探伤仪存在的不足
虽然STC-1型探伤仪采用工业高清微小型摄像头，可以对探伤结果进行拍照、存储，但是由于摄像头像素较低，对一些微小裂纹拍摄再放大后图像效果不佳，现场使用时发現裂纹后需使用数码相机对裂损部位拍摄存档，对此反馈生产厂家希望能对摄像头性能升级，以提高图像质量。
7 结语
通过现场使用验证：STC-1型探伤仪携带使用方便，解决了乌鲁木齐机务段现有QCJ-II型探伤机便携性差的问题，方便现场作业，提高了探伤作业效率，减少了安全隐患，赢得了作业者的称赞，适合在无固定电源及使用固定电源不方便的场合推广使用。
参考文献
荧光磁粉探伤法应用技术探讨 第3篇
1 荧光磁粉探伤的特点
荧光磁粉法与非荧光磁粉法的探伤原理完全相同, 即首先在被探伤的铁磁性工件上建立一个磁场, 当工件表面或近表面材料有不连续缺陷时, 会切割工件表面的磁力线, 从而形成缺陷部位的漏磁场。这种漏磁场吸引颗粒极细微的磁粉, 形成肉眼可见的磁痕。通过观察磁痕是否存在及其分布来确定工件表面或近表面有无缺陷和缺陷分布情况, 并将其与相关标准规定的界限对照, 判断被检工件是否合格.以达到探伤的目的。荧光磁粉是在非荧光磁粉颗粒的外表面均匀涂敷了一层荧光物质制成的, 具有适宜的荧光强度, 因而荧光磁粉颗粒中的荧光物质在紫外线灯的照射下, 产生电子跃迁, 激发出波长范围在510 nm～550 nm为人眼接受十分敏感的色泽鲜明的黄绿色荧光, 使荧光磁粉的可见度及与工件表面的对比度都很高, 所以荧光磁粉探伤法具有对比度高、观察容易、缺陷显示醒目、灵敏度高等的优点, 是检验铁磁材料表面缺陷的一种好方法。
2 试验所用器材
1) 探伤设备:CJ X-220E型磁轭探伤仪, 220V交流电, 交流提升力>45N。
2) 磁粉:对于干法用磁粉, 粒度选用80um, 使磁粉容易在空气中分散开, 而且流动性较好;对于湿法用磁粉, 粒度选用15um的黑色磁粉和15um的LY-20A型荧光磁粉。
3) 用A-30/100灵敏度试片实测结果来确定磁化规范的正确性。
4) 黑光灯:选用美国SPECTRONICS公司生产的CH-50P/12黑光灯, 在距灯泡380mm处的工件表面的黑光辐照度不低于1000μW/cm2。
5) 试件A上存在纵横向裂纹8条, 最长18m m, 最短3.5m m;试件B上存在纵横向裂纹16条, 最长21mm, 最短3.0mm。
3 荧光磁粉法与非荧光磁粉法的对比试验
根据荧光磁粉探伤法的对比度高、灵敏度高的特点, 与非荧光磁粉探伤法进行了试验对比。针对试件A上缺陷, 采用三种磁粉即干法黑磁粉、湿法黑磁粉和荧光磁粉分别磁化, 记录所发现的缺陷磁痕数量和所得到的灵敏度。
1) 通过试验比对, 由表1可以看出:在相同的磁化条件下, 荧光磁粉法灵敏度比干法黑磁粉和湿法黑磁粉都要高。荧光磁粉探伤灵敏度相对于干法黑磁粉提高了50%。而湿法黑磁粉的探伤灵敏度比荧光磁粉低12%。
2) 由于磁粉探伤主要依据观察缺陷形成的磁痕来判断缺陷的存在与否及其分布严重程度。因此, 磁痕与周围背景之间的亮度或颜色差别是十分重要的。通过试验, 干法黑磁粉与湿法黑磁粉的缺陷磁痕处对比度明显不如荧光磁粉法, 这对探伤人员来说是不利的。因为, 对比度差, 实际上缺陷的可见性差, 从而降低了灵敏度和可靠性。而荧光磁粉显示与不发光的背景之间的对比度很高, 即使在周围环境有微弱的白光存在, 这个对比度也比较高, 在较暗的背景时, 对比度更高。这种对比度的较大差别, 使得荧光磁粉探伤具有较高的裂纹俘获效率。
3) 其中由于干磁粉的活动性不如磁悬液中的磁粉, 干磁粉洒落到工件表面后不易移动, 不利于漏磁场吸附, 且较粗的干磁粉的比重大, 要求吸附磁粉的磁场强度要比湿法大。因此, 干法黑磁粉的缺陷磁痕堆积长度较湿法黑磁粉短。而湿法黑磁粉和荧光磁粉的磁悬液在试件表面有较好的活动性, 容易被漏磁场吸附, 由于荧光磁粉有良好的对比度和识别力, 从而提高了缺陷的可见性。因此, 荧光磁粉的缺陷磁痕堆积长度要比湿法黑磁粉长。
4) 荧光磁粉适合暗处与空间狭窄部位的磁粉探伤。由于人眼对暗处的荧光磁粉黄绿色磁痕十分敏感, 探伤人员不用贴近工件也不会引起缺陷漏检。同时可以减轻人眼长时间观察的疲劳, 降低磁粉探伤人员劳动强度。
5) 由于荧光磁粉探伤法必须使用紫外线灯, 这给探伤工作带来了一些不便 (一般荧光磁粉探伤不适合单人作业) 。另外, 由于紫外线灯辐射的长波紫外线, 对人体皮肤及眼晶体有伤害作用, 在使用紫外线灯时必须注意光束不能直接照射人眼或皮肤。
4 荧光磁悬液浓度与缺陷检测数量
荧光磁悬液的浓度对探伤质量有着重要的影响, 而在实际探伤过程中, 灵敏度、精确度和可靠性与很多因素有关。在这些因素中, 有些是固定的, 有些是可变的。在可变因素中, 有些因素可以得到控制, 有的则随着使用在不断地变化, 如荧光磁悬液的浓度。恰当的浓度, 对灵敏度、精确度和可靠性有着重要的意义。因此, 通过配制不同的荧光磁悬液浓度, 对试件B上自然缺陷能检测到数量进行测试比较, 并记录如下数据和所得的灵敏度。
说明:在施加荧光磁悬液过程中, 磁悬液一直搅动, 使荧光磁粉颗粒始终处于悬浮状态。
由表2、图3可知, 随着荧光磁粉浓度的增加, 灵敏度也随之提高了, 当浓度为1.2g·l-1时, 灵敏度达到极限值。如果再增加荧光磁粉浓度, 不但不能提高探伤灵敏度, 反而降低对比度 (见图1～图4) , 这是因为在工件表面上滞留过多荧光磁粉, 形成过度背景, 甚至会掩盖相关显示, 给探伤带来困难。因此, 在实际配制过程中, 要避免随意多加荧光磁粉的做法, 认为多加些磁粉会提高荧光磁粉探伤灵敏度的想法是完全错误的。
通过试验, 还发现不同浓度的荧光磁悬液, 在测试同一缺陷时所测出磁痕长度是不同的, 一般磁粉检测所显示的缺陷要比真实的缺陷长。因此, 试验中所测出磁痕长度随着荧光磁粉浓度的增加而增长, 从而使探伤精确度降低。这就意味着将缺陷长度放大, 虽然对探伤本身没有影响, 但对确定缺陷临界尺寸是不利的。所以, 浓度是决定了灵敏度和精确度, 浓度的选取, 取决于需要发现缺陷的大小, 以及缺陷大小对工件的影响程度。而在实际探伤中, 探伤的目的首先是要发现被检工件所存在的缺陷, 然后再对每个缺陷作定性、定量描述。因此, 磁悬液浓度的选取, 应当首先保证探伤灵敏度。
5 结论
1) 荧光磁粉探伤法具有对比度高、灵敏度高、可靠性好、观察容易、缺陷显示醒目、适合暗处及空间狭窄部位的探伤作业, 也能提高检测速度, 是值得推广应用的。由于荧光磁粉的成本高, 紫外线灯管易老化, 且对人体皮肤及眼晶体有伤害作用等原因。因此, 荧光磁粉探伤仍未普及。
2) 湿法黑磁粉虽然探伤灵敏度跟荧光磁粉探伤相差不大, 但精确度低, 尤其是缺陷磁痕亮度 (对比度) 差, 不利于探伤人员观察缺陷。通过上述试验, 使用荧光磁粉不仅在探伤效果方面, 即灵敏度、精确度、可靠性诸方面有显著的优越性, 而且减轻了探伤人员的劳动强度。
3) 荧光磁粉的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、对比度、精确度也不同。因此, 在配制磁悬液时, 必须严格按制造厂给出的配方配制。试验证明, 荧光磁粉浓度过高或过低, 都会使灵敏度明显下降。
摘要：介绍了荧光磁粉探伤的特点、荧光磁粉法与非荧光磁粉法的对比试验。通过试验, 对荧光磁悬液的浓度与探伤的灵敏度、精确度和可靠性的关系作了评价。
整体车轮专用磁粉探伤机的改造 第4篇
关键词：CJW-10000型,整体车轮,磁粉探伤机,叉形线圈
一、概述
随着铁路运输的跨越式发展, 机车车辆向高速、重载发展成为当今铁路运输的主流, 而作为机车车辆关键部件之一的整体车轮, 近年来多次发生裂损, 严重影响了列车的运行安全。
为了保证车轮运行质量, 除了保证其制造质量外, 还要求在使用过程中对车轮进行严格检查, 为此南车株洲电力机车有限公司采购了一台整体车轮磁粉探伤机。该机在使用中显现出诸多不足, 难以满足车轮探伤要求, 为此公司联合盐城东车科技公司对该探伤机进行技术升级改造。
二、存在的不足
1.经磁场强度测量仪测试显示其磁场分布不均:轮毂与辐板内侧区域磁场较强, 轮辋与辐板外侧区域的磁场较弱, 达不到ISO 6933标准和TB 2983标准规定的最低值2 000A/m的要求。
2.探伤机采用白光照明, 白光在工件表面的反光较强, 作业人员视力易疲劳, 且工件与背景对比度不够, 影响探伤效果。
3.磁悬液喷淋系统喷出的磁悬液, 不能迅速充分地覆盖工件整个表面, 影响磁化效果。
4.原设备存在磁悬液泄漏现象。
三、分析
1.原探伤机周向磁化采用穿棒法, 因此必然存在磁场不均的问题, 同时由于磁化功率不够, 导致车轮磁场强度不足。由于车轮外径较大 (1 250mm) , 如加大磁化功率, 必将导致轮毂部分磁场强度过大, 可能引起过度背景, 影响探伤效果。
2.原探伤机纵向磁化采用在车轮两侧各置一个线圈 (线圈绕在铁芯上) , 当线圈通交流电时, 在铁芯上产生交变磁场, 从而形成纵向磁场, 用来进行车轮周向探伤。但由于车轮外径较大、线圈直径较小, 因此无法满足轮辋部分的磁场强度要求。
四、改造方案
考虑到探伤效率和实际情况, 首先确立车轮探伤时只能处于竖立状态, 针对磁场强度不足和分布不均的问题, 公司和东车科技公司经研究后决定对磁化装置进行以下内容的技术改造。
1.周向磁化采用叉形线圈法 (见图1) 进行磁化。叉形线圈法是由电缆法演变而来, 由左移动半线圈、右移动半线圈及闭合装置等组成, 在工件外面绕上铜排, 电流从铜排中通过进行磁化, 此时产生的磁力线沿着工件的圆周方向均匀分布, 消除了车轮各部分磁场强度强弱不均的问题。
2.纵向磁化采用两只线圈与铁芯进行磁化。两只线圈布置在车轮两侧, 构成线圈法。线圈中有铁芯, 车轮内孔得到纵向磁化。采用以上两种磁化方法, 可一次性在车轮上形成两个方向的均匀磁场, 极大提高了探伤效率。
3.荧光探伤采用无暗室法, 为保证在无暗室情况下缺陷的完全检出, 荧光灯选用兰宝牌PS135型高强度荧光灯。
五、改造后的探伤机结构
1.机械结构。主机由机架、磁化装置、磁悬液循环系统、叉形线圈移动装置、叉形线圈闭合装置、自动夹持与转动装置等组成。
2.电气控制系统。电气控制系统包括面板操作系统、可编程控制器 (PLC) 、可控硅模块及其保护装置、电流调节触发装置、电流指示与控制按钮、各功能执行器件及电机等元器件组成。每路执行器件均设有保护装置, 整机由PLC进行集中控制, 工作程序可根据实际探伤工艺要求编制。
六、改造后探伤机的技术指标
改造后设备符合JB/T 8290磁粉探伤机要求。主要技术指标如下。
1.能满足HXD1和机车车轮磁粉探伤要求:检测工件踏面外径1 250±20mm、检测部位为车轮全部加工面。
2.灵敏度:符合TB/T 2983-2000标准第6条规定, 15/50A1型试片显示清晰完整, 工件表面磁场强度不小于2 400A/m且分布均匀。
3.磁化方式:复合磁化。
4.检测效率:≤10min/件。
5.磁化电流:周向磁化采用感应法, 最大电流可达2 500A;纵向为线圈磁化方式, 最大安匝数可达18 000AT。
6.退磁方式和效果:退磁方式采用衰减式, 剩磁不大于3×10-4T, 低于标准要求的7×10-4T。
7.紫外光辐照度在380mm处 (检测表面) 须大于50W/m2。
8.传动和夹持装置:传动和夹持平稳。
9.磁化装置:增加叉型开合式线圈 (或偏置线圈) 使磁场覆盖整体车轮, 磁化装置开合方便, 不影响磁痕观察和车轮吊装。
七、效益
改造后的整体车轮专用磁粉探伤机经实测, 其性能指标完全符合要求。投入使用近1年表明设备性能可靠、操作简单。若新购置一台同样功能的磁粉探伤机需近40万元, 而此次改造的费用约为20万元, 经济效益及社会效益显著。
参考文献
磁粉探伤设备 第5篇
机车车辆滚动轴承故障是铁路车辆运输中的主要故障之一, 也是影响铁路运输畅通和安全生产的关键因素。轴承的表面裂纹及缺陷是造成行车事故的潜在威胁, 在装车运行一段时间后需要对其进行表面缺陷检测。荧光磁粉探伤是轴承表面检测的一种常用方法。由于传统荧光磁粉探伤采用的是人工观察, 检测人员长期在暗室里处于紫外线光照射下, 不仅工作环境差, 而且很容易疲劳, 造成人为漏检[1]。针对人工观察方法的不足, 拟采用数字图像采集及图像处理的方法, 对轴承表面缺陷磁痕图像进行判断和报警, 改善检测人员的工作环境, 克服主观因素造成的失误, 提高检测的准确性和可靠性, 最大程度地避免漏检事故发生。
1 图像处理方法
对荧光磁粉探伤的工件进行图像采集, 得到彩色图像, 其中工件表面吸附的荧光磁粉在紫外线辐射可激发出黄绿色荧光。系统采集的图像受到水滴、水迹、刀痕、表面污染和表面反光等干扰信息的影响, 不可避免地存在一些噪声。图像处理的任务是获取图像中的可疑成分, 去除噪声的影响, 对图像可疑区域进行判断, 获得裂纹信息。
1.1 图像可疑成分的获取
采集的数字图像采用RGB色彩模式存储。RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准, 是通过对红 (R) 、绿 (G) 、蓝 (B) 三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加得到各式各样的颜色。RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色, 这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色, 是目前运用最广的颜色系统之一。
RGB色彩模式使用RGB模型为图像中每一个像素的RGB分量分配一个0～255范围内的强度值。例如:纯红色的取值应为R=255, G=0, B=0;灰色的R, G, B三个值相等 (除了0和255) ;白色的R, G, B都为255;黑色的R, G, B都为0。RGB图像只使用三种颜色, 就可以使它们按照不同的比例混合, 在屏幕上重现16 581 375种颜色。
在RGB模式下, 每种RGB成分都可使用从0 (黑色) ～255 (白色) 的值。 例如, 亮红色使用的值应为R=246, G=20, B=50;当所有三种成分值相等时, 产生灰色阴影;当所有成分的值均为255时, 结果是纯白色;当该值为0时, 结果是纯黑色。
文中图像的可疑成分即是轴承工件表面吸附荧光磁粉的部分, 亦即图像中的荧光色彩部分。由于荧光磁粉受紫外线辐照所激发出光的色彩与光源的强度, 与荧光磁粉的自身特性有关, 故该色彩应在实际环境中测定, 文中的取值为R=118, G=237, B=153。由于工件所受的光照不均, 所吸附的磁粉密度不同, 所以不能要求图像中的荧光图像色彩数值与标准值完全相等, 需要设定一定的容差TH。
图像中可疑成分的提取过程是判断图像中的每一个点, 用该点的色彩RGB的数值与标准值做比较, 若R, G, B三个值与对应标准值的差值均小于容差TH, 则判定该点为可疑成分, 判断完成后的结果存储为二值图像, 即每一像素点使用一个布尔值表示;true用白色点表示;false用黑色点表示。原图的可疑成分用白色表示;背景表示为黑色。
容差TH值的大小由实验确定。容差过大, 会使背景区域误判做可疑区域, 造成误判;容差过小, 会使可疑区域漏判, 导致可疑区域选取过小, 甚至丢失。文中选定TH=40, 所得结果如图1 (b) 的P1所示。
1.2 噪点去除
上述过程提取出的结果P1为轴承工件图片中工件表面吸附荧光磁粉的部分, 即可能存在裂纹和表面缺陷部分, 也可能包含由于不够光滑、锈迹等因素而吸附磁粉的部分。过程中需要去除小的噪点及像素块, 以减少噪声的影响。在此采用数学形态学的方法进行除噪。
数学形态学的基本思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中对应的形状, 以达到对图像分析和识别的目的。数学形态学的数学基础和所用语言是集合论, 因此它具有完备的数学基础, 这为形态学用于图像分析和处理、形态滤波器的特性分析和系统设计奠定了坚实的基础。数学形态学的应用可以简化图像数据, 保持它们基本的形状特性, 并除去不相干的结构。数学形态学的算法具有天然的并行实现结构, 实现了形态学分析和处理算法的并行, 大大提高了图像分析和处理的速度。
数学形态学是由一组形态学的代数运算子组成的, 它的基本运算有膨胀 (或扩张) 、腐蚀 (或侵蚀) 、开启和闭合。这4个基本运算在二值图像和灰度图像中各有特点。基于这些基本运算还可推导和组合成各种数学形态学的实用算法, 用它们可以进行图像形状和结构的分析及处理, 包括图像分割、特征抽取、边界检测、图像滤波、图像增强和恢复等。数学形态学方法利用一个称作结构元素的“探针”收集图像信息, 当探针在图像中不断移动时, 便可考察图像各个部分之间的相互关系, 从而了解图像的结构特征。数学形态学基于探测的思想, 与人的FoA (Focus of Attention) 的视觉特点有类似之处。作为探针的结构元素, 可直接携带知识 (形态、大小、甚至加入灰度和色度信息) 来探测和研究图像的结构特点[2]。
此处使用数学形态学算法中的开运算。开运算用来消除小物体, 在纤细点处分离物体, 在平滑较大物体边界的同时, 并不明显改变其面积。
这里使用图2所示4个结构元素分别对P1图进行开运算, 所得的两个结果相加, 得到去除单个像素噪声点后的结果P2 (图略) 。该过程后依然留下一些小的像素块噪声待后文处理。
1.3 裂纹断点的连接
图像的采集以及可疑成分的提取过程可能会使裂纹荧光磁痕的图像出现间断点, 这时需将裂纹图像连接起来。在此采用数学形态学中的闭运算方法对P2图进行处理。
该过程的关键是选取适当大小的结构元素, 采用直径为D的圆形结构元素对P2图进行闭运算用来连接图像中的间断点和微小缺陷, 以平滑图像。直径D的选取直接影响处理效果的好坏, D过大会导致裂纹图像与附近噪声区块甚至另一条裂纹相连, 造成判断图像模糊及裂纹的准确度下降;D过小则可能无法连接裂纹中的间断点, 并可能丢失裂纹信息。现选取D=7的圆形结构元素, 对P2进行闭运算后的结果记为图像P3 (图略) 。
1.4 连通区域的提取
这里需要提取P3图像中的每一个连通区域, 判定其是否为裂纹。在此提出一个简便的提取图像连通区域的方法:
(1) 创建一个与P3图像大小等同的二值图像R, 并设置所有值为false (即全黑) , 用于临时存放一个提取出的连通区域。
(2) 在P3中自上而下, 自左而右, 遍历各个像素, 查找第一个值为true点的坐标, 在图像R中设置该坐标点的值为true。
(3) 用3×3的结构元素对图像R做膨胀运算, 所得结果与P3做逻辑与运算, 得到图像R1。比较R与R1, 若R1中, true值点的数目多于R, 则令R=R1, 再次重复上述运算, 直至R中true值点的数目与R1的相等, 即图像R中的连通区域大小不再增加, 表示完成一个连通区域的提取。
(4) 提取一个连通区域后, 令P3=P3-R, 即在P3中去除已提取的连通区域, 再次查找P3中的首个true值点, 进行另一个连通区域的提取, 直至P3中所有值为false。如此即可提取P3中的所有连通区域。
该方法使用3×3的结构元素对连通区域的已知点做膨胀运算, 得到连通区域可能增加的所有点, 再与图像P3做逻辑与运算, 即可实现原连通区域的增加, 当连通区域不再增加时即为提取出了一个连通区域。该方法实现简便, 思路清晰, 计算效率也可满足需要。
1.5 对连通区域是否为裂纹的判断
经过上述四个步骤后所提取的连通区域尚不一定是裂纹图像, 仍有可能是工件表面污渍、锈迹等形成的斑痕, 这些斑痕有可能会比较大, 若直接使用连通区域像素数量的多少来判别连通区域是否为裂纹会产生误判。故此, 采用判别连通区域大小并结合判别连通区域圆形度大小的方法来判定区域是否为裂纹。
首先, 判断连通区域的大小, 即统计图像R中true值点的个数AREA。由图像与实际工件尺寸的比例来计算和设定区域大小的门限阈值THA, 即若AREA>THA, 则该区域可能为裂纹;若AREA<THA, 则该区域不可能为裂纹, 应为未消除的噪声像素块, 可将其忽略不计。文中设置的THA值为20。
对于可能为裂纹的连通区域, 计算连通区域图像的圆形度大小。圆形度用来描述区域形状接近圆形的程度, 它是测量区域形状常用的量。圆形度的一种计算方法是:圆形度
在圆形度的计算中, 参数AREA即为连通区域中像素点的个数。计算周长C的最简便方法是统计区域与背景交界点的个数, 该个数计为C, 这种计算方法在裂纹为斜向时会产生较大误差, 这里的方法是根据区域与背景交界点的不同状态赋予不同的权重, 若交界点在上下左右四个方向只有一侧为背景区, 则该点的边长权重为1;若交界点在两个方向接触背景区 (如上和右) , 则该点的边长权重为
创建与P3图像大小相同的二值图像P4, 用于存放被判定为裂纹的连通区域, P4各点初值设置为false, 得到一个判定为裂纹的连通区域图像R时, P4与R做逻辑或运算, 结果返回P4, 即P4 = P4 | R, 将所有连通区域判断完成后, 即得到原图像中所有裂纹的图像, 用于存储和记录。
连通区域图像的提取与裂纹判定的流程图如图3所示。
本文中的处理结果如图4所示, 它完成了荧光磁粉探伤图像的裂纹提取及识别。
2 结 语
使用裂纹自动识别系统代替轴承荧光磁粉探伤中的人工观察具有实用价值。这里对裂纹自动识别的软件方案进行了探讨和尝试, 提出了一种简便的连通区域提取方法, 改进了数字图像区域周长的计算方法。该算法在Matlab中完成测试, 识别结果具有一定的准确度, 证实了识别算法的可行性。
参考文献
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磁粉探伤设备 第6篇
国内外大量液化石油气储罐破坏事故的分析结果表明, 导致液化石油气储罐失效脆断的直接原因是在焊缝及母材表面存在着起始的表面裂纹。因此, 必须可靠地检出并及时消除多种表面裂纹, 才能确保液化石油气储罐的安全运行。
对于焊缝及母材表面裂纹的无损检验主要采用的磁粉探伤及渗透探伤两种方法。然而, 对于液化石油气储罐表面裂纹的检验通常使用单方向磁化的极间式磁粉探伤方法, 这种方法只能灵敏地发现与磁力线方向成一定夹角 (一般为45—135°) 的缺陷, 而对平行与磁力线方向的缺陷则根本不能检出。因此, 对于同一个探伤部位至少要进行两次 (互相垂直的) 磁化探伤, 显然, 这种探伤方法的探伤质量和速度都是不高的。
我院在多次100立方米液化石油气储罐的检验中, 采用了具有趋肤效应的交流电+CYE3A型交叉磁轭旋转磁化探伤仪。这个仪器在连续磁化、移动探伤方面有本身的优势, 它在使用时一次磁化被探部位, 就可以同时发现各个不同方向上的缺陷, 不但适应与液化石油气储罐的焊缝及母材的探伤, 而且也可以用来检查搭接和角接等形式焊缝的表面裂纹。因此, 这种探伤方法不但缺陷漏检少, 探伤结果再现性好, 而且探伤速度快、探伤人员的劳动强度也可以降低, 取得了较好的效果。
2 旋转磁化磁粉探伤方法的工作原理
多向磁化是根据磁场强度叠加原理, 在工件中某一点的磁场强度等于几种磁化方法在该点分别产生的磁场的矢量和, 或者是不同方向的磁场在工件上的轮流交替磁化。
旋转磁场形成的原理是:用两个幅值相等、相互交叉、并具有一定电流相位差α的交流磁场对工件磁化, 其矢量合成的磁场为随时间而变化的旋转磁场, 在平面上的轨迹呈圆形或椭圆形。如两个磁场分别为H1和H2, H1=Hosinωt, H2=Hosin (ωt+α) , H=√H12+H22。
当H1=H2并且H1⊥H2 (即两磁轭的交叉角θ=900) 时, 若电流相位差α=1200, 则可形成椭圆形的旋转磁场。图1-1表示四个磁极所在平面几何中心点O处旋转磁场的形成原理。图a) 为两相电流变化曲线, 图b) 为不同瞬间的合成磁场的方向和大小, 图C) 为合成磁场的轨迹。
CYE—3型旋转磁场探伤仪是由两个交叉的∏性形电磁轭构成, 用三相交流电中任两相A、B供电, 经降压后分两路供电给电磁轭, 一路Ua供激磁线圈L1和L2, 另一路Ub, 供激磁线圈L3和L4, Ua和Ub有1200的相位差, 由这两个电磁轭产生的两个正弦交变磁场叠加后, 产生一个方向随时间变化的椭圆形旋转磁场。
此外, 必须指出:使用旋转磁化探伤仪进行液化石油气储罐探伤时, 必须正确操作和使用仪器, 并合理选择探伤条件, 方可收到满意的探伤结果。
(1) 电流表在校验期内。
(2) 设备内部短路检查合格。
(3) 电磁轭提升力校验应为118N。
3 磁粉探伤操作
3.1 检测工艺的控制
本着严谨的科学态度, 增加磁粉探伤的可靠性性, 检查过程中要严格按照规程标准进行。
3.2 自然缺陷标准样件
对自然缺陷标准样件进行检验, 如果样件上的已知缺陷磁痕能清晰显示, 为综合性能试验合格。
3.3 标准试片
将A型标准试片贴在被检工件表面, 进行磁化和湿连续法检验, 按所要求的灵敏度等级, 如果磁痕能清晰显示, 为综合性能试验合格, 否则, 即为不合格。
3.4 磁悬液的喷洒
在操作过程中, 喷洒磁悬液要电磁铁磁化、探伤、移动使用同步进行。要使检测效果达到最佳, 探伤部位, 电磁铁的移动方向都要玉磁悬液的喷洒部位相匹配。
探伤时, 一般使用塑料壶喷洒磁悬液。
探伤时, 用手挤压塑料壶把磁悬液通过其喷咀洒到电磁铁所探部位的前沿。交叉电磁轭磁化时自焊缝上方向下方连续行走应保证磁轭与液化石油气储罐表面接触良好, 要使磁悬液在磁场内起作用的有效时间尽量延长, (应不小于3秒钟) 。
在进行纵缝探伤时, 磁悬液应喷到电磁铁所探部位的前沿中部;在进行环缝探伤时, 磁悬液应该喷洒到电磁铁所探部位的前沿偏上的地方。
磁悬液的使用量要酌情处理, 要符合标准, 数量不能太多, 这样容易使磁悬液聚集, 形成磁粉聚痕。
磁悬液的喷洒压力不应过大, 以防止喷洒冲力影响磁粉活动, 致使在缺陷表面不能得到理想的磁粉聚痕。
3.5 观察磁痕
观察磁痕在磁轭通过后尽快进行。在进行观察时不要粗糙, 也不要单从一个方向观察, 要遵循认真、多角度观察的原则, 观察的照明度也很重要, 要保持灯具的洁净, 在 (光照度不小于1000lx) 。为排除隐患, 对重要部位要采取多次检验, 反复查看, 必要时用5-10倍放大镜观察。并采用示意图方式记录缺陷磁痕。
总之, 探伤时, 探伤人员必须合理选用上述种种探伤条件, 方可得到良好的探伤效果。
摘要：本文指出用单方向磁化的极间式磁粉探伤方法检验液化石油气罐表面裂纹, 存在探伤速度慢、漏检率高和再现性差等问题;进而对旋转磁化探伤装置的原理、性质和在100立方米液化石油气储罐的定期检验中应用、探伤条件的选择、探伤时应注意的问题和效果等方面一一作了详细介绍。
关键词：液化石油气储罐,裂纹,旋转磁化,磁粉探伤
参考文献
[1]全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员会组织编写《磁粉探伤》[G].1999年2月中国锅炉压力容器安全杂志社出版.
磁粉探伤在压力容器定检中的应用 第7篇
哈尔滨气化厂一台气化炉为ⅢMR夹套容器。该容器高13900mm, 外径4000mm, 容积78m3, 内外壳体间距150 mm。设计压力为3.0 Mpa。夹套内工作压力为2.8Mpa, 工作温度为270℃, 介质为水和蒸汽。内壳体内工作压力为2.7Mpa, 按不同区段工作温度在400~1000℃之间, 介质为煤、水、蒸汽、CO、CO2、H2、CH4、H2S。内壳体内径3636 mm, 材质为复合板, 基材材质为HⅡ, 厚为28mm, 复合层材质为X2Cr Ni Mo N22.5双相不锈钢, 厚度为4mm。该气化炉设计时壳体内有砖衬, 后拆除, 复合层直接与火焰接触。该容器于1994年8月投入运行, 2004年4月发现内壳体开裂。经化学分析和金相组织分析, 气化炉内壳体裂纹应为热疲劳裂纹, 2007年对气化炉进行更换内筒体, 运行一年后, 进行全面检验, 由于设备只能停车一周, 所以只打开了上下的人孔, 炉内光线较暗, 且通风又不好、工作量又很大, 从工作效率和对身体健康条件的考虑, 决定内筒体对接焊缝采用磁粉检测。对更换的筒体部分的探伤比例100%, 执行标准JB/T4730.4-2005, 合格级别为I级。
1 探伤方法的选择
1.1 磁化方法的选择:
选择合适的磁化方法要考虑工件的尺寸大小;工件的外形结构;工件的表面状态。并根据工件过去断裂的情况和各部位的应力分布, 分析可能产生缺陷的部位和方向。
1.2 磁化规范的制定:我所主要是针对在用的压力容器及管道, 一般都采用的是连续法, 灵敏度根据标准试片实测结果校正。
1.3 磁粉或磁悬液的选取:
主要考虑磁粉或磁悬液有效期、浓度、颗粒度等因素, 正确的选用磁粉或磁悬液不仅会提高检测灵敏度还会提高工作效率。
1.4 检测设备：
根据检测部位、检测方法、磁化规范合理选用磁粉检测设备，在用检测常用便携式探伤机(磁轭式和触头式)。
1.5 被检表面要求
被检工件表面不得有油脂、铁锈、氧化皮或其他粘附磁粉的物质。
1.6 磁痕观察与记录:
非荧光磁粉检测时, 可见光照度大于或等于1000lx, 条件所限时, 适当降低不可低于500lx, 荧光磁粉检测时, 黑光灯在工件表面辐照度大于或等于1000μW/mm2;磁痕记录, 常用方法记录同时还要有草图。
1.7 退磁:可使用交流和直流法退磁。
对该气化炉焊缝探伤的目的主要是检验焊缝表面裂纹, 在使用中容易形成疲劳源, 对承受载荷压力作用的设备危害极大。对焊缝探伤的磁化方法有多种且各有特点, 较方便使用的有磁轭法、触头法和交叉磁轭法, 针对该气化炉为重要的反应容器, 同时想通过这次对内筒体更换运行后的情况进行掌握, 为其它几台气化炉的返修总结经验。因此我们优先选用交叉磁轭磁化法, 利用旋转磁场, 连续法探伤。因该方法灵敏可靠, 一次磁化即可发现各方向的缺陷, 且探伤效率高。针对气化炉内检验, 光线较暗, 为便于缺陷的识别和提高探伤灵敏度, 选择荧光法探伤, 使用水载液。
2 探伤前的准备工作
2.1 清除焊缝及两侧各 25mm 热影响区的铁锈、氧化皮及污物，露出 金属光泽。因该气化炉修复后验收时曾做过 100%MT，已经打磨过，表面 只有积碳和浮锈，用砂轮除去焊缝及热影响区表面的积碳和浮锈，再用钢 丝刷打磨直至符合 MT要求。
2.2 按荧光磁粉推荐配方配置磁悬液, 并按标准要求进行磁悬液浓度测定和污染测定。
2.3 用水断试验测定水磁悬液润湿被检工件表面的能力
2.4 对使用的CYE-3型旋转磁场探伤仪进行提升力校验, 提升力至少达到118N。
2.5 用M1型试片检验磁粉探伤仪、磁悬液的综合性能及有效磁化范围。
2.6 对使用的紫外灯进行检查, 保证滤光片无损坏、且表面无赃污, 并
用紫外辐照剂测量其紫外辐照度是否满足标准要求 (距离滤光片表面380mm处紫外辐照度不小于1000μw/cm) 。
3 探伤操作
检验对接焊缝时, 把交叉磁轭跨在焊缝上连续行走探伤。当检查球罐纵焊缝时, 行走方向要自上而下, 检查球罐环焊缝时, 交叉磁轭向左向右都行。探伤时注意磁极端面与工件表面的间隙, 在保证能行走的情况下, 间隙越小越好。交叉磁轭的行走速度要适宜, 保持在2m/min左右。交叉磁轭相对于工件做相对移动, 也就是磁化场随着交叉磁轭在工件表面移动, 对于在工件表面有效磁化场内的任意一点来说, 始终在一个变化着的旋转磁场作用下。因此, 在被探面上任意方向的裂纹都有与有效磁场最大幅值正交的机会, 从而得到最大限度的缺陷漏磁场。因采用连续法探伤, 边磁化的同时边施加磁悬液, 为了避免磁悬液的流动而冲刷掉缺陷上已形成的磁痕, 并使磁粉有足够的时间聚集到缺陷处, 在检查球罐环缝时, 磁悬液应喷洒在行走方向的前上方 (图1) 。在检查球罐纵缝时, 磁悬液应喷洒在行走方向的正前方 (图2) 。气化炉内表面MT, 罐内应是一暗区, 为便于磁痕的观察, 保证缺陷检出率, 应使罐内可见光照度不大于20Lx。在交叉磁轭通过探伤部位之后, 尽快观察辨认有无缺陷磁痕, 以免磁痕显示被破坏。当确认是缺陷磁痕时, 采用示意图记录缺陷位置、大小和分布, 必要时以拍照方式记录。磁粉检测结果该气化炉环缝发现多条纵向裂纹, 经打磨处理, 磁粉检测进行复验直至裂纹消除。
无特殊要求时, 对该20g材料球罐不做退磁处理。
复验合格, 检验完成后清除掉被检球罐表面的磁粉。
4 安全防护
4.1 磁粉探伤操作人员必须是经专业技术培训的持证人员，并懂得现 场探伤时应注意的安全事项, 善于保护自己及他人不致受到伤害，避免设 备和人身事故。
4.2 设备接地绝缘电阻要符合标准要求, 保证设备在无短路和接线无松动时使用。
4.3 磁粉探伤操作人员应戴防护手套, 并避免磁悬液进入人的口腔和眼睛。
4.4 使用紫外灯时, 人眼应避免直接注视紫外光源, 防止造成眼球损伤, 应经常检查滤光片, 不准有任何裂纹。
4.5 在检验时应戴上相应的防护眼镜, 避免皮肤与紫外灯过近接触, 防止热和辐射烧伤皮肤。
4.6 如使用油基载液, 检测环境不允许有明火或火源。
4.7 罐内现场检验时, 罐外设专人监护。
摘要：结合实际, 针对磁粉探伤在压力容器定检中的应用进行了分析。
关键词：压力容器,磁粉探伤,安全
参考文献
[1]景奇东.无损检测, 2001, 9.[1]景奇东.无损检测, 2001, 9.
磁粉探伤设备 第8篇
1 车轴磁化方法
连续法磁粉探伤工艺是指在充磁过程中同时对工件浇磁悬液, 并且在充磁结束前一段时间停止对工件浇磁悬液, 或者说在浇磁悬液结束后, 还要对工件再磁化一段时间。
实际工作中, 这一问题在某种程度上被忽视了, 现就目前车轴探伤的工艺进行分析: 车轴不能在转动时充磁, 这是由设备的固有缺陷所决定的。充磁前, 车轴一边转动, 一边浇磁悬液, 当停止转动充磁时发现, 工件的局部表面可能没有覆盖磁悬液, 这局部表面便成了探伤的“盲点”, 存在着漏检的可能性。目前弥补的方式是:将工件转过一个角度, 再进行一次磁化, 进行补漏。但这一角度是否正好合适, 是否全部补上了“盲点”, 尚值得怀疑, 且两次操作, 检查面是否重合, 还给操作人员带来麻烦, 加之浪费时间和能源, 降低了工效。按照连续法磁粉探伤的定义和车轴磁粉探伤实际工艺, 应设法使得工件在转动状态, 同时浇磁悬液和充磁, 才是解决这一问题的根本方法。
2 磁悬液配制
按规定要求, 磁悬液配制时, 应先用荧光磁粉和少量分散剂混合, 并搅拌成糊状, 然后再加入剩余分散剂、消泡剂、防锈剂和水。但实际探伤过程中发现, 大多数探伤人员将磁粉直接加入水中, 然后再加入分散剂、消泡剂、防锈剂。这样做方便, 但配制出的磁悬液往往会有少许粗颗粒及磁粉漂浮凝块现象, 严重影响磁粉探伤效果。究其原因, 就是磁粉没有与水充分润湿, 完全溶化。
另外, 无论是荧光磁悬液, 还是普通湿法非荧光磁悬液, 每升磁悬液中, 磁粉、分散剂、消泡剂、防锈剂等都有严格的配制比例, 如荧光磁粉要求1～3g/L, 分散剂5～10g/L, 消泡剂1～5g/L等等。但多数单位探伤现场没有配备天平等计量称重器具, 实际配制过程中, 往往凭经验, 凭感觉随便加量, 导致配制出来的磁悬液难以达到工艺要求, 势必影响探伤质量。
3 磁悬液浓度
磁悬液浓度对显示缺陷的灵敏度影响很大, 浓度不同, 磁粉探伤检查灵敏度也不同。浓度太低, 影响漏磁场对磁粉的吸附量, 磁痕显示不清晰会使缺陷漏检;浓度太高, 会在工件表面滞留很多磁粉, 形成过度背景, 甚至会掩盖缺陷磁痕显示。
磁悬液浓度的选用与磁粉的种类、粒度、施加方式和工件表面状态有关。目前, 铁道行业规定荧光磁粉探伤浓度为 (0.1～0.6) mL/100mL;非荧光磁粉探伤浓度为 (1.2～2.4) mL/100mL。规定摇枕、侧架及车钩、尾框等非荧光磁粉探伤浓度为 (1.3～3.0) mL/100mL;荧光磁粉探伤浓度为 (0.2～0.7) mL/100mL。这些浓度规定严格来讲是比较合理的, 但实际探伤过程中, 一些探伤人员认为浓度越高越好, 导致无论锻件还是铸件, 无论工件表面光洁还是表面粗糙, 探伤磁悬液浓度都非常高, 接近标准规定的上限值。殊不知, 浓度太高, 尤其是用新配制磁悬液探伤表面光洁的锻件时, 会造成工件表面本底衬度变坏, 影响、干扰磁痕观察及缺陷判定, 严重时还会导致漏探。
4 磁悬液浓度测定时机
磁悬液浓度测定时, 标准规定:设备启动后, 搅拌磁悬液5 min, 用浓度测定管接取搅拌均匀磁悬液100 mL, 静置沉淀30 min后, 读取浓度值。现场人员普遍认为这项规定不够严谨, 因为30 min、40 min、60 min或更长时间都是30 min后的范围内。而不同读取时间, 所读取的浓度值是不一样的, 有时差别还非常大。对此进行了反复试验, 试验结果如表1所示。试验过程中, 前60 min内每隔10 min读取一次浓度值;1～2 h内每隔20 min读取一次浓度值;2 h后, 每隔30 min读取一次浓度值。
从表1可以看出, 20～30 min内, 磁悬液沉淀速度较快, 浓度变化较快, 40 min后基本趋于稳定。表1也说明, 30 min时, 磁悬液浓度已达到标准规定范围, 因此, 标准规定的至少静置沉淀30 min后读取浓度值是可行的。
5 磁悬液定期更换
目前, 车轴、轮对、摇枕、侧架及车钩零部件磁粉探伤, 大多数单位采用荧光磁粉探伤, 而荧光磁粉探伤对磁悬液清洁度要求较高。类似摇枕、侧架、车钩等铸钢件, 由于工件表面较粗糙, 加之探伤面积较大, 内部型腔结构复杂, 探伤时, 磁粉流失量较大, 浓度变化较快。另外, 摇枕、侧架工件表面及内部杂质、灰尘较多。每探一只工件, 相当于将整个工件洗刷一次, 工件上杂质、灰尘全部流入磁悬液中, 污染磁悬液, 特别是荧光磁悬液, 一天下来, 已经污染得差不多了。但每天用浓度测定管进行测定时, 测定管内沉淀物质也在 (0.2～0.7) mL/100mL范围内, 殊不知, 这些沉淀物有很多是杂质及灰尘, 磁粉的含量较少, 无法真正反映磁悬液的质量。
根据试验及调研情况来看, 问题比较严重。曾测试已经使用过3天的荧光磁悬液, 浓度为0.4 mL/100mL, 探伤摇枕和侧架各两个, 并对缺陷数量、部位、长度做好标识和记录, 然后更换重新配制的磁悬液, 并用新配制磁悬液对上述已经探伤过的摇枕、侧架再进行探伤时, 发现用旧磁悬液探伤过的摇枕、侧架上没有缺陷显示的部位又有缺陷出现, 原来长度较短的缺陷也变长了。这说明已经使用过3天的荧光磁悬液污染相当严重, 已经无法满足探伤的质量要求。
6 灵敏度评价问题
对于磁粉探伤, 采用合适的灵敏度评价非常重要, 直接关系到磁粉探伤的质量, 因此, 国内外都非常重视。各国也分别制定了不同的评价办法。如我国和日本一般采用标准试片对灵敏度进行评价, 欧洲国家和美国大多采用测试磁场强度的方法进行评价。
铁道行业无损检测标准所有磁粉探伤也是以A1-15/50试片人工缺陷清晰、完整显示来评价灵敏度。实事求是讲, 采用试片来评价磁粉探伤灵敏度方便、快捷。但根据多年的实际应用来看, 问题也比较突出。如一般试片购买回来后无法进行计量检测, 合格与否不得而知;有的试片即使没有通磁, 试片上痕迹肉眼可以看见。最严重的是, 试片人工缺陷显示清晰、完整所需磁场范围太大, 以铁道行业常用的A1-15/50试片为例, 同一工件的同一部位, 周向磁化磁场强度在500A/m和2 400A/m时所显示的程度几乎没有什么变化, 这就非常可怕, 这就意味着试片人工缺陷显示清晰、完整时, 实际磁场强度究竟多少无法衡量。
试片清晰显示所需磁化电流 (或磁场强度) 梯度太大, 有的部位磁化电流 (或磁场强度) 远远达不到规定要求。另外, “试片清晰显示”这一概念比较模糊, 实际操作过程中难以掌握。同一显示, 不同的人判断, 结果往往有差异。
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