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    黑色金属铸件磁粉探伤技术


    问题的提出黑色金属铸件(以下简称铸件)在机械行业里仍具有不可替代的优势,是机械行业的基础;铸件有铸钢件和铸铁件,其结构较复杂,在机械构件的产品中许多都承受着较大的负荷(拉力、压力、高温、高压和巨大冲击)等,涉及到人员生命及财产安全;近年来对其质量要求越来越高;用户对很多铸件产品技术要求都提出了用磁粉探伤进行检查,以排除铸件表面存在的最危险的裂纹类缺陷对使用性能的影响,从而保证铸件运行的可靠性;磁粉探伤由于工艺简单、速度快、成本低以及检测表面裂纹类缺陷灵敏度高等优点,在我公司得到了广泛的应用;收到了明显的效果。

      荧光磁粉湿法探伤磁粉探伤的原理是铁磁性零件被磁化后,在零件表面和近表面有缺陷的地方磁力线会发生变形,溢出零件表面形成漏磁场。此时,在零件表面施加磁粉或磁悬液,磁粉就会吸附在缺陷处,从而显示出缺陷的位置、形状和大小。当磁场方向与缺陷垂直时,漏磁场最强,缺陷检出的灵敏度最高;而磁场方向与缺陷平行或夹角很小(小于20)时,缺陷不能阻碍磁力线的通过,无漏磁场产生,缺陷不能被检测出来。

      无论是铸钢件还是铸铁件,它们的表面粗糙、颜色暗淡,形状往往复杂且不规则;为了提高磁粉与零件表面的对比度,采用荧光磁粉湿法探伤;为了确保复杂零件各部位的探伤灵敏度均达到要求,即采用旋转磁场对零件进行全方位非接触式复合磁化,保证零件任何方向上的缺陷都能获得较高的探伤灵敏度;在YX-125型紫外线灯的照明下进行观察,该紫外线灯发出紫外线辐照度23500W/cm2;也可在无暗室条件下进行荧光磁粉探伤,从而避免了在暗室状态下探伤时上下零件带来的诸多不便,从而提高了探伤效率。

      设备的选用选用XGT-A型旋转磁场探伤机铸件结构复杂且不规则、大小不一,用常规的床式磁粉探伤机不可能一次性有效地对铸件各方位进行磁化探伤;故选用XGT-A型旋转磁场井式探伤机,对铸件实施间接磁化探伤,该机的最大特点:采用三组相互交叉的磁化线圈,分别接入相位不同的交流电,产生方向随时间不断改变的周期性旋转磁场,该旋转磁场对被检测铸件进行非接触式的全方位磁化,同时向被检测铸件的六方全表面喷洒磁悬液,保证了铸件表面的任何方向上的缺陷都有磁场与之垂直、且能获得均匀的磁悬液,从而获得较高的探伤检测灵敏度;其次,该机采取垂直吊挂的方式探伤,省掉了复杂的装卡作业工序,既提高了探伤效率又能使磁悬液的回流,减少了磁悬液的浪费;剩磁也满足使用要求:探伤结束关闭电源时,该机采用磁化电流不等值衰减措施,随着磁化线圈中的电流逐级衰减,作用在被检探零件上的交变磁场幅度也逐渐降为零,探伤结束后,不经退磁工序即可使被探零件各部位剩磁小于0.2mT.便携式磁轭探伤仪的选用铸件大多存在裂纹类缺陷,为了提高铸件裂纹类缺陷处理后再次探伤的效率,故选用CE-2A型便携式磁粉探伤仪;该仪器特点:电磁轭磁化,可带到现场探伤,方便灵活,灵敏度高,中心部位磁场强度可达4800A/m;用于对发现裂纹类缺陷部位处理后再次探伤,只要探伤工的操作方法适当,仍可以发现零件任何部位任何方向存在的裂纹类缺陷。

      荧光磁粉湿法探伤环境要求与紫外线灯发出紫外线辐照度的确定与普通黑磁粉湿法探伤相比,荧光磁粉湿法探伤有更高的对比度和识别度;美国无损检测手册磁粉检测卷提到:国外湿法磁粉探伤中荧光磁粉湿法探伤的应用已达到了90%,但是荧光磁粉湿法探伤中的高对比度和识别度的获得依赖于检测面上超过一定值的紫外线辐照度和受限制的环境白光照度。

      人眼对黄绿色光最敏感,荧光磁粉湿法探伤时,人眼看到的黄绿色荧光显示是紫外线激发荧光磁粉上的荧光物质产生的,因此,紫外线强度越高,缺陷的荧光显示也就越亮,不同的白光环境条件下,荧光显示和背景之间的对比度相差很大;如:当周围环境存在一些微弱白光时,对比率(缺陷显示与表面背景之间反射光的相对量)可达300左右,即白光照度越低,对比度就越大,对裂纹类缺陷磁痕的识别就越有利,但不加暗室时,室内照明及门窗都不可避免地产生白光,在晚上和阴雨天的白光不太强,影响不大,仍可清晰进行缺陷磁痕的识别;但在晴夏中午的白光斜射至探伤机旁,其白光照度可达t1000Lx,此时的对比度最差,很难进行对裂纹缺陷磁痕的识别;采用荧光磁粉湿法探伤时,在探伤过程中应无阳光直射磁痕观察区,探伤区域白光照度应不大于300lx,探伤区域白光照度v与观察磁痕显示处紫外灯的紫外线辐照度u按下列关系进行控制:白光照度与15/50A1型灵敏度试片人工缺陷磁痕显示的关系环境白光照度紫外线辐照度(pW/cm2)缺陷显示情况清晰、完整显示复探时,采用黑磁粉湿法探,伤(因为裂纹部位已经过打磨处理,表面粗糙度较低,对比度好),磁痕观察区域的白光照度应不小于1500lx.铸件磁粉探伤操作探伤前,应清除所探伤铸件探伤部位表面的油污、沙泥、粘砂、氧化皮、油漆以及其它干扰磁粉探伤操作和磁痕辨别的物质;清除的方法采用喷丸或机械打磨。

      为了节约成本,采用水作载液进行配制,但须添加一定比例的分散剂、消泡剂和防锈剂;荧光磁悬液:13g荧光磁粉每1000ml水,加分散剂610g、消泡剂36g、防锈剂3050g;即将称量好的磁粉,先用分散剂搅拌均匀,倒入容器中,然后加水,再加消泡剂和防锈剂以及其余的水,搅拌均匀;荧光磁悬液浓度一般控制在(0.20.5)ml/100ml;黑色磁悬液:2030g黑色磁粉每1000ml水,加分散剂3050g、消泡剂2030g、防锈剂3050g;黑色磁悬液浓度一般控制在(1.33.0)ml/100ml;用此方法配制的磁悬液仅为用煤油作载液的三分之一;极大地降低了磁粉探伤成本。

      接通探伤机电源,把电流调节在2500A左右;将15/50A1型灵敏度试片用透明胶紧贴在所探铸件的各探伤部位,然后用专用吊具将所探件吊起放入探伤机井中进行旋转磁场磁化探伤,完后吊起检查其灵敏度显示情况,待各部位的人工缺陷磁痕能清晰、完整显示后方可进行铸件探伤;否则应查明原因(磁悬液浓度、磁悬液清洁度、紫外线辐照度、白光照度等)。只有当灵敏度清晰、完整显示后,才能进行探伤。

      退磁对磁痕的影响XGT-A型旋转磁场探伤机的工作程序是磁化、退磁后吊起进行所探伤件磁痕辨别,与传统探伤机的磁化、磁痕辨别、再退磁的方法不一致,经过实践验证对灵敏度无影响;所形成磁痕的地方是因为有漏磁场对磁粉的吸附,磁痕已经形成,而交变的退磁场使形成磁痕的地方漏磁场逐步减小,只要没有磁悬液的冲刷,所形成的磁痕仍停留在原处不会掉,不会影响磁痕的观察。

      铸件荧光磁粉探伤时,明显的裂纹类缺陷一目了然,对极个别磁痕难以辨认的疑似裂纹等,我们都将一一标出,然后用砂轮打磨,利用CE-2A型便携式磁粉探伤仪,用磁轭法进行进一步探伤确认,对无裂纹件予以放行;对确认为裂纹的件放下待处理。

      大型铸件磁粉探伤操作无法放入XGT-A型旋转磁场探伤机井中(直径大于600mm)的大型铸件的探伤:用CE-2A型便携式磁粉探伤仪采用磁轭法进行,探头提升力244.1N;接通电源,在被探零件表面上缓慢喷洒混合均匀的磁悬液,将探头接触被探零件表面,按下充磁开关“充磁指示灯”亮,此时,零件呈磁化状态,再缓慢喷洒磁悬液,洒完后再进行二至三次磁化;15/50A1型灵敏度试片清晰显示后,方可进行探伤;但要注意磁轭探伤的有效检验范围:在磁轭两侧各为极间距的四分之一,每次局部磁化检查的有效范围应完全覆盖而不得遗漏(即磁轭每次移动应有不少于25mm的覆盖区);同时为了检测出不同方向的裂纹应按上述方法在同一部位应进行两次近似相互垂直方向的磁化。

      裂纹类缺陷铸件的处理对发现有裂纹类缺陷铸件可及时向工艺技术员反馈质量信息,为其进一步改进生产工艺提供可靠依据;同时对发现有裂纹类缺陷的铸件指导工人进行焊修,这既保证了铸件的质量,又降低了铸件的废品损失率,进一步地提高了公司的经济效益;也减少了后期机加工序发现裂纹类缺陷几率,提升了铸件产品在用户心中的质量形象。

      对发现有裂纹类缺陷铸件的裂纹进行打磨,经CE-2A型便携式磁粉探伤仪探伤确认裂纹处理干净后,且裂纹深度2mm的经打磨平滑过度方可放行;对裂纹深度>2mm的需进行补焊,补焊处消除应力处理后24小时(为了防止补焊处产生的延迟裂纹)打磨复探,直到裂纹消除为止;方视为合格。

      产生延迟裂纹的原因由于铸件结构复杂、强度和表面硬度都较大,在补焊过程中产生的内应力(热应力和组织应力)没有得到及时彻底的释放,再加上有可能存在裂纹源(铸造缺陷),过一段时间后就可能产生延迟开裂;为了保证产品质量和检测的可靠性,选择探伤时机也很重要,经过多年的实践证明高强度合金钢铸件的补焊处产生延迟开裂现象非常明显,特别是铸造缺陷(如夹砂等)未清除干净的补焊处的延迟开裂就更为突出。为了减少延迟开裂,铸造缺陷(如夹砂等)必须清除干净后才能补焊。

      由于焊接裂纹非常细小,探伤时要特别注意,用磁轭法探伤时一定要从不同的方向进行探测,要做到磁化和喷洒均匀磁悬液要同步进行,磁悬液应在探伤检验区缓慢流过,施加磁悬液结束后,应再进行二至三次磁化,探伤范围要有一定的覆盖而不得遗漏,确保探伤的可靠性。

      铸件裂纹特点及易产生部位铸件裂纹特点:中间粗大,两端尖细,多出现在尺寸变化较大、厚度不均、转角处以及转角的背面等部位;其磁痕特征:宽度较大且两端慢慢变细,一般为断断续续或连续的线条,而形成不规则的尖角,磁粉聚积浓密清晰。


    【上一个】 常见合金元素对钢焊接性的影响 【下一个】 避免及控制压铸件飞边的产生对提高压铸件生产水平及压铸件质量