熒光磁粉探傷在螺栓中的應用

熒光磁粉探傷在螺栓中的應用螺栓產品的質量直接影響到機械裝備、車輛裝配質量或使用壽命等,嚴格控制螺栓質量,重要的環節是檢測表面是否存缺陷,尤其是熱處理后是否存在有裂紋,盡管新研發的新裝備—光學視覺(非接觸式)自動化檢測設備,新型篩選機專注于螺栓影像篩選機、渦流光學篩選機投放市場,但由于價格的關系,目前快捷的檢驗螺栓缺陷的方法還是無損探傷。
    無損探傷方法包括: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的有效方法。由于具有缺陷直觀、靈敏度高、檢測速度快、成本低等優點,被廣泛用于螺栓的表面探傷中。下面對這方面的實踐進行一點小結,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的磁場會在缺陷所在區域發生局部畸變,有一部分磁力線會泄漏在螺栓表面,形成漏磁場,同時在缺陷所在表面的部位形成相應漏磁極。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行磁粉探傷的方法。
    2、 熒光磁粉探傷的優點
    熒光磁粉除了要具有良好的磁性和合適的粒度、形狀外,還應具有適宜的熒光強度。熒光磁粉顆粒中的熒光物質在紫外線燈的照射下,發出黃綠色的熒光。在磁粉探傷中,被檢螺栓磁化時,如螺栓表面或近表面存在裂紋、氣孔等缺陷,該缺陷處的漏磁場將吸引施加的磁粉,形成磁痕,這種帶熒光物質的磁痕在紫外線燈的照射下激發出對人眼十分敏感的黃綠色可見光,從而達到探傷的目的。熒光磁粉探傷具有對比度高、靈敏度高、適應暗處與作業空間狹窄部位的磁粉探傷等優點。
    3、 磁粉探傷的注意事項
    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。
     3.2 選擇合適的磁化方法
     根據螺栓的幾何形狀、尺寸大小和欲發現缺陷的方向應選擇合適的磁場方向,可以分為周向磁化、縱向磁化和復合磁化。
     對棒材、螺栓類周向磁化采用直接通電,電流沿螺栓軸向通過,在螺栓上產生周向磁場,假如存在與磁力線相交的裂紋或近表面缺陷,則在裂紋兩側立即產生N和S兩磁極,部分磁粉進入附近的空間,形成能吸附磁粉泄漏磁場,由此可檢測螺栓上的縱向裂紋。針對套筒類工件,采用對螺母進行導磁法磁化,同時在螺母上產生周向磁場。用線圈法對螺母縱向磁化,產生軸向磁場,同理,可檢測螺栓上的周向裂紋。同時施加周向和縱向磁化電流,即復合磁化,在螺栓表面和近表面形成交變的旋轉的矢量磁場,在連續法探傷檢查時,可檢測螺栓、螺母表面和近表面各個方向的裂紋和缺陷。
    3.3 磁懸液的配制、危害及防護措施
    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。磁懸液濃度對顯示缺陷的靈敏度影響很大。濃度不同,檢測靈敏度也不同。濃度太低,影響漏磁場對磁粉的吸附量,磁痕不清晰會使缺陷漏檢;濃度太高,會在螺栓表面滯留很多磁粉,形成過度背景,甚至會掩蓋相關顯示。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有關。熒光磁粉應選擇品牌產品,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,噴淋時易于潤濕螺栓表面,從而易顯示出缺陷位置、方向。另外,需要說明的是,由于污染的磁懸液里有各種雜質或者檢測需要中斷一段時間時,極易造成堵塞噴頭銅棒等現象,給下一次檢驗帶來很多麻煩。為了省時省工,在每次檢驗結束或因磁懸液污染需要更換時,必須徹底清洗液槽及各個噴頭,用清水代替磁懸液多次噴洗,然后再根據需要配備新的磁懸液。
    ②磁懸液對人體的危害。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。故生產中不宜直接接觸皮膚、粘膜。熒光磁粉探傷作業的另一危害因素是紫外線,可被深度組織及真皮吸收,使皮膚出現紅斑、色素沉著,甚至出現頭痛、眩暈、疲勞、體溫升高等癥狀。過度照射,還可引起急性角膜炎(電光性眼病)等。
    ③防護措施。一是配戴紫外線防護眼鏡和專用防護手套;二是縮短工作時間,連續工作不要超過半小時;三是單獨配置一間暗室,面積大于15m3,另設更衣室、洗手間;四是班前班后勤洗手,不在車間吸煙、吃零食,養成良好的衛生習慣。
    4、 產品的檢測
    打開電源按鈕開關,設備通電,電源指示燈亮。調整好周向和縱向磁化電流,周向采用螺栓直接通電進行周向磁化,檢查縱向裂紋;縱向采用線圈進行縱向磁化,檢查周向裂紋。周向、縱向同時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法,即邊噴淋邊磁化。
操作者在紫外線照射下進行檢查,發現有缺陷的螺栓或對缺陷進行標記,此時,暗室白光強度要求不超過20 lux,照明系統為一只36W日光燈,紫外光照射強度不低于1000μW/cm2。
    如果螺栓上存在裂紋,那么在裂紋部位就會形成磁痕。磁粉探傷就是利用磁粉聚集形成的磁痕來顯示螺栓上的不連續性和缺陷的。我們通常把磁粉探傷時磁粉聚集形成的圖像稱為磁痕。磁痕的寬度為不連續性和裂紋寬度的數倍,即磁痕對裂紋的寬度有放大作用。所以能將目視不可見的裂紋顯示出來,具有很高的檢測靈敏度。
    經磁痕分析確認是缺陷性磁痕后,一般要留樣處理。通?？刹捎门恼盏姆椒▉肀Ａ袅鸭y磁痕的形狀大小和方向等。優點是直觀明了,易保存。
    5、總結
    磁粉探傷檢測是一項要求很高的質量檢測工作,為了保證磁粉探傷的質量和可靠性,必須對影響檢測結果的諸多因素逐個地加以控制。從人、機、料、法和環五方面進行全面控制,才能保證磁粉探傷的三個變量(工藝變量、設備變量和應用變量)得到很好地控制。