熒光磁粉探傷在螺栓中的應(yīng)用

熒光磁粉探傷在螺栓中的應(yīng)用螺栓產(chǎn)品的質(zhì)量直接影響到機(jī)械裝備、車輛裝配質(zhì)量或使用壽命等,嚴(yán)格控制螺栓質(zhì)量,重要的環(huán)節(jié)是檢測(cè)表面是否存缺陷,尤其是熱處理后是否存在有裂紋,盡管新研發(fā)的新裝備—光學(xué)視覺(jué)(非接觸式)自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備,新型篩選機(jī)專注于螺栓影像篩選機(jī)、渦流光學(xué)篩選機(jī)投放市場(chǎng),但由于價(jià)格的關(guān)系,目前快捷的檢驗(yàn)螺栓缺陷的方法還是無(wú)損探傷。
    無(wú)損探傷方法包括:超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷、射線探傷等。磁粉探傷是鐵磁性材料表面及近表面缺陷檢測(cè)的有效方法。由于具有缺陷直觀、靈敏度高、檢測(cè)速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于螺栓的表面探傷中。下面對(duì)這方面的實(shí)踐進(jìn)行一點(diǎn)小結(jié),供同行參考。
    1、 概念
    ①磁粉探傷。指鐵磁材料,如果其表面或近表面存在缺陷(裂紋),通電磁化后螺栓體內(nèi)的磁場(chǎng)會(huì)在缺陷所在區(qū)域發(fā)生局部畸變,有一部分磁力線會(huì)泄漏在螺栓表面,形成漏磁場(chǎng),同時(shí)在缺陷所在表面的部位形成相應(yīng)漏磁極。如將磁粉或磁懸液加在螺栓表面,漏磁極將吸引磁粉形成熒光磁粉,從而顯示出缺陷,此即磁粉探傷原理。
    ②熒光磁粉。指在紫外光下觀察磁痕顯示的磁粉。它是以磁性氧化鐵粉、工業(yè)純鐵粉或羰基鐵粉為核心,在鐵粉外面用樹脂粘附一層熒光染料制成的。
    ③濕法。指將磁粉懸浮在載液中進(jìn)行磁粉探傷的方法。
    2、 熒光磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)
    熒光磁粉除了要具有良好的磁性和合適的粒度、形狀外,還應(yīng)具有適宜的熒光強(qiáng)度。熒光磁粉顆粒中的熒光物質(zhì)在紫外線燈的照射下,發(fā)出黃綠色的熒光。在磁粉探傷中,被檢螺栓磁化時(shí),如螺栓表面或近表面存在裂紋、氣孔等缺陷,該缺陷處的漏磁場(chǎng)將吸引施加的磁粉,形成磁痕,這種帶熒光物質(zhì)的磁痕在紫外線燈的照射下激發(fā)出對(duì)人眼十分敏感的黃綠色可見(jiàn)光,從而達(dá)到探傷的目的。熒光磁粉探傷具有對(duì)比度高、靈敏度高、適應(yīng)暗處與作業(yè)空間狹窄部位的磁粉探傷等優(yōu)點(diǎn)。
    3、 磁粉探傷的注意事項(xiàng)
    3.1選擇合適的磁粉
    磁粉的種類有很多,按磁痕觀察分為熒光磁粉和非熒光磁粉;按施加方式分為濕法磁粉和干法磁粉。根據(jù)螺栓的材料和性能,一般選擇熒光磁粉探傷比較合適,而熒光磁粉一般也只適用于濕法檢驗(yàn)。
     3.2 選擇合適的磁化方法
     根據(jù)螺栓的幾何形狀、尺寸大小和欲發(fā)現(xiàn)缺陷的方向應(yīng)選擇合適的磁場(chǎng)方向,可以分為周向磁化、縱向磁化和復(fù)合磁化。
     對(duì)棒材、螺栓類周向磁化采用直接通電,電流沿螺栓軸向通過(guò),在螺栓上產(chǎn)生周向磁場(chǎng),假如存在與磁力線相交的裂紋或近表面缺陷,則在裂紋兩側(cè)立即產(chǎn)生N和S兩磁極,部分磁粉進(jìn)入附近的空間,形成能吸附磁粉泄漏磁場(chǎng),由此可檢測(cè)螺栓上的縱向裂紋。針對(duì)套筒類工件,采用對(duì)螺母進(jìn)行導(dǎo)磁法磁化,同時(shí)在螺母上產(chǎn)生周向磁場(chǎng)。用線圈法對(duì)螺母縱向磁化,產(chǎn)生軸向磁場(chǎng),同理,可檢測(cè)螺栓上的周向裂紋。同時(shí)施加周向和縱向磁化電流,即復(fù)合磁化,在螺栓表面和近表面形成交變的旋轉(zhuǎn)的矢量磁場(chǎng),在連續(xù)法探傷檢查時(shí),可檢測(cè)螺栓、螺母表面和近表面各個(gè)方向的裂紋和缺陷。
    3.3 磁懸液的配制、危害及防護(hù)措施
    ①磁懸液的配制。熒光磁粉和水按一定比例混合而成的懸浮液體稱為磁懸液。每100ml磁懸液沉淀出磁粉的體積稱為磁懸液濃度。磁懸液濃度對(duì)顯示缺陷的靈敏度影響很大。濃度不同,檢測(cè)靈敏度也不同。濃度太低,影響漏磁場(chǎng)對(duì)磁粉的吸附量,磁痕不清晰會(huì)使缺陷漏檢;濃度太高,會(huì)在螺栓表面滯留很多磁粉,形成過(guò)度背景,甚至?xí)谏w相關(guān)顯示。磁懸液濃度大小的選用與磁粉的種類、粒度、施加方式和螺栓表面狀態(tài)有關(guān)。熒光磁粉應(yīng)選擇品牌產(chǎn)品,磁懸液濃度一般控制在0.02~0.04ml/100ml為佳。在配制磁懸液前,建議使用小型容器將磁粉完全溶化后,再倒入磁懸液工作液槽中攪拌均勻,這樣配制的磁懸液濃度均勻、沉淀少,噴淋時(shí)易于潤(rùn)濕螺栓表面,從而易顯示出缺陷位置、方向。另外,需要說(shuō)明的是,由于污染的磁懸液里有各種雜質(zhì)或者檢測(cè)需要中斷一段時(shí)間時(shí),極易造成堵塞噴頭銅棒等現(xiàn)象,給下一次檢驗(yàn)帶來(lái)很多麻煩。為了省時(shí)省工,在每次檢驗(yàn)結(jié)束或因磁懸液污染需要更換時(shí),必須徹底清洗液槽及各個(gè)噴頭,用清水代替磁懸液多次噴洗,然后再根據(jù)需要配備新的磁懸液。
    ②磁懸液對(duì)人體的危害。熒光磁粉磁懸液的主要成分是乳化劑二乙醇胺、亞硝酸鈉、熒光磁粉和消泡劑。40%磁懸液可致皮膚灼傷。故生產(chǎn)中不宜直接接觸皮膚、粘膜。熒光磁粉探傷作業(yè)的另一危害因素是紫外線,可被深度組織及真皮吸收,使皮膚出現(xiàn)紅斑、色素沉著,甚至出現(xiàn)頭痛、眩暈、疲勞、體溫升高等癥狀。過(guò)度照射,還可引起急性角膜炎(電光性眼病)等。
    ③防護(hù)措施。一是配戴紫外線防護(hù)眼鏡和專用防護(hù)手套;二是縮短工作時(shí)間,連續(xù)工作不要超過(guò)半小時(shí);三是單獨(dú)配置一間暗室,面積大于15m3,另設(shè)更衣室、洗手間;四是班前班后勤洗手,不在車間吸煙、吃零食,養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣。
    4、 產(chǎn)品的檢測(cè)
    打開電源按鈕開關(guān),設(shè)備通電,電源指示燈亮。調(diào)整好周向和縱向磁化電流,周向采用螺栓直接通電進(jìn)行周向磁化,檢查縱向裂紋;縱向采用線圈進(jìn)行縱向磁化,檢查周向裂紋。周向、縱向同時(shí)磁化則可全方位檢查螺栓表面的周向、縱向裂紋。探傷方法采用的是連續(xù)法,即邊噴淋邊磁化。
操作者在紫外線照射下進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)有缺陷的螺栓或?qū)θ毕葸M(jìn)行標(biāo)記,此時(shí),暗室白光強(qiáng)度要求不超過(guò)20 lux,照明系統(tǒng)為一只36W日光燈,紫外光照射強(qiáng)度不低于1000μW/cm2。
    如果螺栓上存在裂紋,那么在裂紋部位就會(huì)形成磁痕。磁粉探傷就是利用磁粉聚集形成的磁痕來(lái)顯示螺栓上的不連續(xù)性和缺陷的。我們通常把磁粉探傷時(shí)磁粉聚集形成的圖像稱為磁痕。磁痕的寬度為不連續(xù)性和裂紋寬度的數(shù)倍,即磁痕對(duì)裂紋的寬度有放大作用。所以能將目視不可見(jiàn)的裂紋顯示出來(lái),具有很高的檢測(cè)靈敏度。
    經(jīng)磁痕分析確認(rèn)是缺陷性磁痕后,一般要留樣處理。通?？刹捎门恼盏姆椒▉?lái)保留裂紋磁痕的形狀大小和方向等。優(yōu)點(diǎn)是直觀明了,易保存。
    5、總結(jié)
    磁粉探傷檢測(cè)是一項(xiàng)要求很高的質(zhì)量檢測(cè)工作,為了保證磁粉探傷的質(zhì)量和可靠性,必須對(duì)影響檢測(cè)結(jié)果的諸多因素逐個(gè)地加以控制。從人、機(jī)、料、法和環(huán)五方面進(jìn)行全面控制,才能保證磁粉探傷的三個(gè)變量(工藝變量、設(shè)備變量和應(yīng)用變量)得到很好地控制。