中华人民共和国机械工业部
中华人民共和国化学工业部部标准 JB4248－86
中 国 石 油化 工 总公司 代替JB741-80部分
压力容器锻件磁粉探伤
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1适用范围
1.1本标准适用于检查铁磁性材料制成的压力容器锻件以及高压紧固件的表面和近表面缺陷.
1.2本标准包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉探伤方法。
1.3本标准包括探伤方法和产品验收要求。
2术语定义
本标准中的术语定义按照JB 311-82《无损检测 名词术语》的规定。
3探伤人员
3.1探伤人员必须经过有关部门考试合格方可操作。签发探伤报告者必须持有磁粉探伤Ⅰ级或Ⅱ级以上资格证书。
3.2色盲、近距离矫正视力在0.8以下者,不得参加磁粉探伤评定。
3.3为防止强电危害及紫外线影响,必须备配有关防护用品并按有关**操作规程操作。
4检查时机
除用户另有要求外,锻件一般应在*终加工之后进行磁粉探伤。
5设备
5.1类型
5.1.1磁粉探伤设备以及特殊类型的设备必须符合GB3721-83《磁粉探伤机》中的要求。
5.1.2用手提式电磁轭进行探伤时,其灵敏度应不低于电流磁化法。
5.2控制试验
为保证磁粉探伤设备的精度推荐进行下列试验。
5.2.1安培表在正常情况下,至少一年校验一次。
5.2.2使用直流电流表测量半波整流时,其读数应加倍。
5.2.3电磁轭提升力试验,当使用磁轭*大间距探伤时,交流电磁轭至少应有44N(4.5Kgf)的提升力,而直流电磁轭至少应有177N(18.1Kgf)的提升力。
5.2.4干磁粉喷粉器应定期校验。在发生故障时应及时进行校验。校验在典型试验零件上进行。喷粉器应能喷出均匀的雾状干磁粉并有足够的力量吹掉多余的磁粉而不干扰已形成的磁痕。喷粉器喷出的气体流速应按制造厂规定的方法进行必要的调整。
5.3设备的维修和校验
磁粉探伤至少一年校验一次,在怀疑有故障时,应及时检验。校验应符合试验装置的有关规定。校验记录应存档。
6磁粉材料
6.1磁粉应具有高磁导率和低剩磁性质,磁粉之间不应相互吸引。用磁性称量法检验时,其称量值应大于7g,荧光磁粉的称量值可另行选择,磁粉的粒度应不小于200目。
6.2常用磁粉的颜色有:红、黄、兰、白、黑等。选取的原则应为:磁粉与工件表面有较大对比度。
6.3磁粉不使用时,应放在干燥、密闭的容器中贮存,以防受潮结块。若发现磁粉受潮时,应进行烘干处理方可使用。
6.4湿磁粉的浓度应使用梨形沉淀管测定其沉淀体积来决定。在取样前,应通过循环系统搅拌磁悬液30min。然后取100mL磁悬液,,沉淀约30min。沉淀管底部沉淀物的体积即表示磁悬液的浓度,若沉淀物为松散的集物而不是密集团。则应重新取样。若仍是松散聚集物,则磁粉可能已被磁化,需要更换磁粉。
6.5干磁粉使用后一般不回收。若要回收重复使用,为确保探伤效果。必须进行性能和灵敏度试验,干磁粉回收后的质量控制应按JB3965-85《钢制压力容器磁粉探伤》第17章规定执行。
7工件表面准备
7.1磁粉探伤的灵敏度,在相当大的程度上取决于检测表面的状况,缺陷能在经适当的方法清理的锻件表面上良好地显示出来,而且也能在未作任何专门表面处理或有少量热处理氧化皮的表面上显示出来。但是,,松散的氧化皮必须去除,为了发现细小的缺陷,被检表面的粗糙度Ra为6.3微米。
7.2被检表面应无油脂或其它可以粘附磁粉的物质。
7.3表面检查合格后方可探伤。
8磁化方法
8.1概述
锻件可用电流磁化法、中心导体法、线圈法和磁轭法进行磁化。为检出近表面缺陷,应采用直流电(或整流电)进行磁化。
8.2连续磁化法(包括湿法和干法)
8.2.1湿磁粉连续磁化法。在通磁化电流时应同时施加磁悬液。磁化电流每次持续时间为0.5-2s。磁化次数不得少于3次。停施磁悬液至少1s后才可停止磁化。
8.2.2干磁粉连续磁化法。由于干磁粉接触到工件表面时,会失去流动性,因此应在施加磁粉前进行磁化,施加磁粉后,应先吹去多余磁粉,才可停止磁化。
8.3剩磁法
8.3.1只有被检材料的剩磁能保证探伤灵敏度时,才能应用剩磁法。在剩磁法中,磁化停止后才可施加磁粉。
8.3.2剩磁法的探伤设备*好包括有能提供相应的磁化电流迅速断开装置。若要使用交流设备,则应配备断电相位控制器。
8.4磁化区域
对锻件的每一区域至少应进行两次独立检查,两次检查的磁力线应大致互相垂直,**次检查也可采用不同于**次的磁化方式。此外,允许使用旋转磁场以及交、直流复合磁场磁化。
8.5磁化类型
8.5.1纵向磁化
当锻件被纵向磁化时。磁力线通常与工件的轴线相平行(见图1)。当满足5.1.2款的要求时。亦可使用电磁轭磁化(见图2)。
8.5.2周向磁化
周向磁化可利用下列方法获得:
a. 电流直接通过工件(见图3);
b. 中心导体磁化(见图4);
c. 用通过锻件中孔的电缆磁化(见图5);
d. 用触头法进行局部磁化(见图6)。
9磁场强度
9.1磁场指示器
9.1.1工件表面的磁场强度,方向可用磁场指示器(图8)来表明是否合适。磁化电流应能保证使磁场指示器上的磁痕图形清楚的显示出来。
图1 纵向磁化 图2 用磁轭进行纵向磁化
图5 电缆缠绕同向磁化 图 6 触头法周向磁化
图8 磁场指示器
9.1.2当使用规定的磁化电流和磁粉时,可将磁场指示器放在被检锻件表面。若指示器上显示出明显的磁痕图形,则表明被检工件中的磁场合适。
9线圈磁化
当采用线圈磁化时,磁场强度与电流(安一匝)成正比。与被检工件截面尺寸成反比。
9.2.1纵向磁化
绕制线圈(见图1)的绕线应保持互相紧密。磁场强度随离开线圈的距离增加而减少,长工件必须分段磁化。如果被检区域超出线圈任意一端150mm时,应使用磁场指示器来验证磁场是否合适((见9.1条)。
9.2.1.1 小型锻件
对于小型锻件可用下述公式进行计算(偏差范围为10%):
a. 公式(1)用于绕制的高填充系数线圈(见图1)。其绕线应保持相互间紧密。
35000
NI=------------- -----------------------------------(1)
L/D + 2
式中: N-----绕制线圈的匝数;
I -----线圈中的电流值,A;
L ----工件长度,mm;
D ----工件直径,mm。
图7的曲线可用来确定L/D数值与对应的安匝数之间的关系。
b. 公式(2)用于偏心放置在低填充系数的固定线圈中,工件直径小于线圈内径的10%。
45000
NI=------------- ----------------------------------(2)
L/D
式中各符号同公式(1)。
以上式为L/D≥4的小工件提供了合适的磁场强度,对于L/D<4的工件,其磁场强度应加以验证。
9.2.1.2 大型锻件
对于大型锻件,磁化电流应在1200--4500安匝的范围内。
9.2.2周向磁化
利用通过式绕制线圈进行周向磁化时(见图5),应按9.3条规定的安匝值除以线圈的匝数来选择磁化电流。
9.3整体磁化
当电流直接通过被检工件时,在直径或横截面(与电流方向相垂直平面的*大宽度)上的直流电或整流值为4--36A/mm。对于空心锻件,当电缆头是夹持在壁上时,则横截面指的是壁厚。具体数值见表1。
表1 整体磁化时电流的选取
工件尺寸mm | 电 流 A/mm |
D≤125 125 D≤375 | 16--36 14--28 4---12 |
注: ①检测表面缺陷时,若使用交流电磁化则电流约为上述数值的一半。
②对于直径或横截面尺寸较大的锻件,应使用磁场指示器验证磁场是否合适。当大型锻件利用夹持触头在壁厚处时,周向磁场合适与否,也可采用磁场指示器进行校验。在其它情况下,磁化强度合适与否,均可用磁场指示器来验证。
9.4触头磁化法
9.4.1对于工件厚度在20mm以下者,电流值为3--4A/mm(触头间距);当工件厚度大于或等于20mm时,电流值为4--5A/mm(触头间距)。
9.4.2触头间距不大于200mm,也不应小于75mm。应小心避免被检表面局部过热或烧损。开路电压不得超过24V。长久磁性吸盘可以成对地装在触头上使用。当磁化电流超过1500A时不宜使用长久磁性吸盘。
9.4.3触头手柄上应安装有控制开关。为了防止起弧,应在触头放置好后,方可通电。在移去触头之前,应先关闭电源。
9.4.4为保证被检区域都能以规定的灵敏度检测到。磁化区域应有一定的重迭区。
9.5有孔轴类锻件
该类锻件内孔的间接周向磁化电流值应为4A/mm(内孔)。
9.6磁化电流的测量
应采用适当的电流表来测量磁化电流是否达到要求。
9.7磁轭法
当磁轭用于局部区域的磁化时,在磁极间形成纵向磁场。
9.7.1磁轭提升力校验按5.2.3条进行。
9.7.2磁极间距应控制在50--200mm范围之内。
9.7.3检查区域限于在两磁极连线的两侧相当于四分之一磁极间距的范围之内。磁极间距应有不小于25mm的重迭。
10磁粉的施加
当锻件被适当磁化之后。可用下述任一方法施加磁粉:
10.1干粉法
在干粉法中,可用手动喷粉器或其它如电动喷粉器等工具施加磁粉。磁粉应均匀地撒在工件被检面上。磁粉过多会掩盖缺陷磁痕。吹去多余磁粉时应注意不要干扰缺陷磁痕。
10.2湿粉法
湿磁粉是磁粉按规定的浓度悬浮在载液(如油或水)中。
10.2.1油质载液湿磁粉,油质载液应具有低粘度,高闪点的性质。其闪点不得低于60℃,通常使用的油磁悬液中磁粉含量约为1%--2.5%(体积比)。
10.2.2水载液湿磁粉可用带有添加剂的清洁的水做为湿磁粉的载液。通常使用的水磁悬液中磁粉含量约为2%-2.5%(体积比)。
10.3荧光磁粉法
10.3.1在制作磁悬液时,应遵循10.2.1条和10.2.2条的程序。但其磁粉含量应为0.1%--0.7%(体积比)。
10.3.2载液必须是非荧光的。
10.3.3荧光磁粉法应使用黑光灯在暗处进行。黑光波长应在0.36±0.03μm的范围内,在被检工件表面黑光强度至少应为970lx。在使用黑光灯之前,灯管应至少预热5min。
11退磁
11.1当有要求时,工件在检查后应进行退磁。
11.2使用直流电退磁时,通常是采用反复换向和逐渐减小磁化电流的方法。退磁开始时使用的磁场强度应大于或等于起始磁场强度。当电流降至零时,工件即退磁完毕。对于大锻件,推荐采用直流电退磁。
11.3使用交流电退磁时,应以小的分档或连续地把磁化电流降到规定值。
12磁痕的解释和评定
12.1下述条款不能作为工件的验收条件,但可用来帮助解释、评定所获得的磁痕。
在解释和评定磁痕时,必须考虑下列因素:
a. 磁痕的外观;
b. 磁痕的方向和形状;
c. 锻件材料的类型;
d. 工件的制造程序、加工方式、热处理等;
e. 在类似工件上进行破坏性试验所获得的经验。
12.2磁痕可分为三大类:
12.2.1表面缺陷
磁痕尖锐、清晰、轮廓明显、磁粉附着紧密。一般是下列缺陷引起的。
a. 折迭,产生的磁痕可能不明显,且不直。沿金属流线方向分布;
b. 白点,磁痕特征不规则、且散乱;
c. 热处理裂纹，磁痕明显、尖锐、通常发生在工件棱角、沟槽和截面变化处;
d. 收缩裂纹,磁痕明显、尖锐,通常是连续的并有分叉。常出现在截面变化处;
e. 磨削裂纹,经常成群地发生在与磨削方向相垂直的方向上;
f. 腐蚀和喷镀裂纹,磁痕很明显且与残余应力方向垂直。
12.2.2近表面缺陷
磁痕不明显、宽阔而不尖锐,一般是由下列缺陷引起的。
a. 细长的非金属夹杂物,磁痕象表面裂纹一样明显,但通常是不连续的,比较短且成群发生。这些磁痕沿着锻件的晶粒流向分布;
b. 大的非金属夹杂物,磁痕可能尖锐也可能宽粗。可能在工件的任意部位产生;
c. 焊道下裂纹,磁痕宽而分散;
d. 锻造裂纹,磁痕不规则且散乱。
12.2.3伪磁痕
伪磁痕易与缺陷混淆,鉴别方法如下;
a . 磁痕是模糊的,且可用退磁的方法消除掉,这种情况是由于磁化时工件和其它钢块或磁铁相接触而引起的;
b. 截面改变处的磁痕宽而模糊,这是由于截面改变处的磁场集中所引起的;
c. 焊缝边缘的磁痕,它是由于扩散而造成的磁特性改变而引起的,一般比较松散;
d. 流线磁痕。它是由于采用过大的磁化电流而在锻件表面产生大量的相互平行的磁痕。
12.2.4凡经表面修整或用原来方法及其它方法重新检查证明是伪磁痕者,才可验收。
13磁痕记录
13.1凡缺陷磁痕尺寸小于1.5mm和发纹可不记录(裂纹、白点除外)。
13.2记录所有线形磁痕的尺寸、数量和产生的部位。并用简图示出磁痕的部位、方向和数量。记录应指出磁化的方法,包括接触部位和使用的磁化电流。
注:磁痕*长尺寸和*宽尺寸之比小于3者.称圆形显示;大于3者,称线性显示.
13.3磁痕的长久性记录可采用下述两种方法之一或采用其它行之有效的方法。
13.3.1采用透明胶带小心地复盖在工件表面上,然后将粘附有磁痕的胶带取下,贴在适当的背景材料上,以便长久保存。
13.3.2如需要更加准确的磁痕记录,可采用下述方法,当利用常规检查技术检出缺陷后,先去除堆集的磁粉,然后将表面光滑、背面贴有树胶的白纸胶带贴在磁痕出现的区域,重新启通电流磁化工件,并用磁粉喷洒在胶带表面。当磁痕在胶带表面重新形成后,喷上薄薄的一层丙烯酸漆,切断电流,取下胶带,便可准确地记录下磁痕形状。
14验收条件
14.1下列缺陷磁痕显示不允许存在:
a. 任何裂纹和白点;
b. 表2所示磁痕;
c. 在一条直线上有4个或4个以上磁痕显示,且边缘间距小于1.5mm;
d. 在任何一块φ70mm的圆面积内有10个或10个以上的磁痕显示。
14.2高压紧固件的下列磁痕不允许存在:
a. 任何裂纹和白点;
b. 任何大于1.5mm的非轴向线性磁痕。
表 2 mm
材料厚度 | 线 性 显 示 Ⅰ Ⅱ Ⅲ | 圆 形 显 示 Ⅰ Ⅱ Ⅲ |
≤50 ＞50 | ≥1.5 | ＞3.0 ＞5.0 | ＞6.0 ＞10 | ≥1.5 | ＞5.0 | ＞10 |
| | | | | | | |
14.3 按JB 755--85《压力容器锻件 技术条件》进行返修后的部位仍按本标准评定。
14.4对于特殊要求的产品,可由供需双方商定验收标准。
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附加说明:
本标准由合肥通用机械研究所提出并归口。
本标准由合肥通用机械研究所、哈尔滨锅炉厂、太原重型机械器厂负责起草。
本标准主要起草人:刘庆
本标准代替JB 7740--80《钢制焊接压力容器 技术条件》标准中的附录七。
机械工业部
化学工业部 1986-08-07发布 1987-01-01实施
中国石油化工总公司
