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毕业设计封面及内容要求2

毕业设计（论文）

（2012届）

设计（论文）题目：

磁粉检测工艺规程

系部：

机械工程技术系

班级：

无损检测0911

学生姓名：

苑冉冉

指导教师：

张亮

常州工程职业技术学院

二0一二年六月一日

摘要

正文：

空两格楷体小四18磅

关键词楷体小四18磅

Abstract

Keywords

目录（此目录仅作参考，最好自动生成，目录页码用罗马数字）

第一章×××

第二章×××

第三章课题结论、问题与建议

3.1课题结论………………………………………………………………………18

3.2问题与建议…………………………………………………………………18

参考文献…………………………………………………………………………19

致谢………………………………………………………………………………20

第1章概述

1.1磁粉检测的发展简史和现状

1.1.1磁粉检测的发展简史

1定义：

磁粉检测是将钢铁等铁磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物体表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法，缩写为MT。

2发展简史：

（1）磁粉检测是利用磁现象来检测材料和工件中缺陷的方法。

春秋战国时期，中国人发现了磁石吸铁现象。

（2）17世纪发国物理学家对磁力作了定量研究。

（3）19世纪初期，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围也存在着磁场。

后来英国的法拉第首创了磁力线的概念。

（4）1935年，油磁悬液在美国开始使用。

（5）1936年，法国有人申请了在水磁悬液中添加润湿剂和防锈剂的专利。

（6）1938年，《无损检测论文集》在德国出版，该书对磁粉检测的基本原理和装置进行了描述。

（7）1940年，《此份检验的原理》教科书在美国出版。

（8）1941年，荧光磁粉投入使用，磁粉检测从理论到实践，已经初步形成一种无损检测方法。

（9）1949年以前，我国仅有几台美国进口的蓄电池式直流探伤机，用于航空工件的维修检查。

（10）近几十年来，在广大磁粉检测工作者和设备器材制造者的共同努力下，磁粉检测已发展成为一种成熟的无损检测方法。

3用途：

在工业中，磁粉探伤可用来作最后的成品检验，以保证工件在经过各道加工工序（如焊接、金属热处理、磨削）后，在表面上不产生有害的缺陷。

它也能用于半成品和原材料如棒材、钢坯、锻件、铸件等的检验，以发现原来就存在的表面缺陷。

铁道、航空等运输部门、冶炼、化工、动力和各种机械制造厂等，在设备定期检修时对重要的钢制零部件也常采用磁粉探伤，以发现使用中所产生的疲劳裂纹等缺陷，防止设备在继续使用中发生灾害性事故。

1.1.2磁粉检测现状

现在，我国磁粉检测的设备器材和理论研究都得到了很大的发展。

随着现代科学技术的发展·尤其是电子计算机的广泛应用．研制出许多新的自动化与半自动化的探伤设备。

新的探伤材料及新的探伤技术也不断涌现。

国外很重视磁粉检测设备的开发，因为只有检测设备的进步，才能给磁粉检测带来成功的应用。

现在国内磁粉探伤设备从固定式磁粉探伤机、移动式磁粉探伤机、到便携式磁粉探伤机，从半自动磁粉探伤机、全自动磁粉探伤机到专用磁粉探伤设备，从单向磁化到多向磁化，设备已系列化和商品化。

由于晶闸管等电子元器件用于磁粉检测设备，使智能化设备大量涌现，这些设备可以预置磁化规范和合理的工艺参数。

进行荧光磁粉检测和自动化操作，国外还成功第御用电视光电探测器荧光磁粉扫查和激光飞点扫描系统，实现了磁粉检测观察阶段的自动化，将检测到的信息在微机和其他电子装置中进行处理，鉴别可剔除的不连续性，并进行自动标记和分选，完全改变了传统磁粉检测“手脚并用眼睛看”的面貌。

大大提高了检测的灵敏度和可靠性。

代表了当代磁粉检测的新成就。

　　我国近年来磁粉检测设备发展也很快，已实现了系列化，三项全波直流探伤超低频退磁设备的性能已打到国外同类设备的水平。

交流探伤就机用于剩磁法检验时加装断电相位控制器保证剩磁稳定。

是我国的特色。

断电相位控制器利用可控硅技术，可以代替自藕变压器无级调节磁化电流，还未我国磁粉检测设备的电子化和小型化奠基了基础。

智能化设备已生产应用。

光电扫描图像识别的磁粉探伤机已研制成功。

用电脑处理磁痕现实的试验研究有很大的进展，自动化和半自动化设备有不少应用。

　　磁粉检测的器材，国外开发的很多，如固定式磁粉探伤机合用的400W冷光源黑光灯都得到了应用。

快速断电测量器的开发解决了直流磁化“快速断电效应”的测量问题。

标准试片和试块，及测量剩磁的磁墙做载液。

荧光磁粉一般推荐使用14A，国外还研制出白光下发荧光的荧光磁粉。

荧光磁粉检测可靠性高、速度快，在国外已普遍使用。

　　我国研制的器材，如LPW-3号磁粉检验载液（无臭味没有），性能已感伤国外同类产品。

在国内很多行业普遍使用。

磁粉检测用B型和E型百准试块。

性鞥和指标均由于国外同类产品。

已被批准为“国家标准样品”，推广使用。

ST80（c）照度计和UV-A紫外辐照计性能可满足要求。

M1型多功能标准试片于国外KS234试片等效。

荧光磁粉的质量也在不断提高。

但黑光等的品种还有待开发，荧光磁粉检验使用还不够普遍，袖珍式磁强计的生产还满足不了市场需求。

　　国外有不同规格（包括黑光和白光）的光导纤维内窥镜，能满足孔内壁缺陷的检测要求，仪器型号和生产厂家一般都纳入有关技术标准中。

国内已研制出光导纤维内窥镜，希望提高黑光辐照度后能大力推广应用。

　　在工艺方法方面，我国发明的磁粉探伤-橡胶铸型法，为间断检测小孔内壁早期疲劳裂纹的产生和扩展速率闯出了一条新路，还为记录缺陷磁痕提供了一种可靠的方法，比国外应用了几十年的磁橡胶法有无可比拟的优越性。

　　磁粉检测的质量控制，是对影响磁粉检测灵敏度和检测可靠性的诸因素逐个地加以控制。

国外非常重视，不仅制定了具体控制项目，校验周期和技术要求，并设有质量监督检查机制。

保证贯彻执行。

同时对质量控制技术要求，通过实践不断进行修正。

如几年前美国标准要求工件表面白光照度不低于200英尺烛光（2100Lx），现修正为100英尺烛光（1000LX），将磁化规程由直径没英寸800~1200A电流修正降为300~800A电流，使国内外磁粉检测标准的技术要求越来越接近和更合理。

探伤人员的技术素质不断提高。

磁粉探伤的灵敏度可靠性也进一步提高，应用越来越广泛。

磁粉探伤设备自动化与专用化近年来．我国的磁粉探伤设备的研制与生产．获得了突飞猛进的发展．形成了集团比、系列化、专业化的生产能力．基本上满足了各行业的需求。

如射阳、北京、上海、营口等地的磁粉探伤设备生产厂都有一定的发展，尤其是射阳和北京等地已成为新兴的磁粉探伤设备生产基地。

便携式交叉磁轭旋转磁场磁粉探伤机及多功能综合磁化磁粉探伤机、低频磁粉探伤机、活动关节磁探头等，可用于板材、焊缝包括角焊缝及形状夏杂工件的磁粉探伤，可以同时检出各方向缺陷．检测深度可达8毫米左右，可检出表面宽度仅为O．1微米的缺陷。

现在已把集成电路、单片机、PC机及多媒体等现代信息技术成功地应用在磁粉探伤设备上，使设备重量大大减轻．而功能增加，性能提高。

断裂和塑性力学在无损检测领域的应用，为制定更合理的产品磁粉检测验收标准提供了依据，仲维畅研究的“磁偶极子”理论取得了丰硕的成果，为无损检测界所瞩目。

我们相信，磁粉检测在特种设备行业将取得到更加广泛的应用和重视，为控制产品质量，防范于未然作出应有的贡献。

1.2磁粉检测的原理、适用范围及其优缺点

1.2.1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。

磁粉探伤

1.2.2适用范围

1适用于检测铁磁性材料表面和近表面缺陷，例如：

表面和近表面间隙极窄的裂纹和目视难以看出的其他缺陷。

不适合检测埋藏较深的内部缺陷。

2适用于检测铁镍基铁磁性材料，例如：

马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料，不适用于检测非磁性材料，例如：

奥氏体不锈钢材料。

3适用于检测未加工的原材料（如钢坯）和加工的半成品、成品件及在役与使用过的工件。

4适用于检测管材棒材板材形材和锻钢件铸钢件及焊接件。

5适用于检测工件表面和近表面的延伸方向与磁力线方向尽量垂直的缺陷，但不适用于检测延伸方向与磁力线方向夹角小于20度的缺陷。

6.适用于检测工件表面和近表面较小的缺陷，不适合检测浅而宽的缺陷。

1.2.3优缺点

1优点

（1）可检测出铁磁性材料表面和近表面（开口和不开口）的缺陷。

（2）能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。

（3）具有很高的检测灵敏的，可检测微米级宽度的缺陷。

（4）单个缺陷检测速度快，工艺简单，成本低廉，污染少。

（5）采用合适的磁化方法，几乎可以检测到工件表面的各个部位，基本上不受工件大小和几何形状的限制。

（6）缺陷检测重复性好。

（7）可检测受腐蚀的表面。

2缺点

（1）只适用于铁磁性材料，不能检测奥氏体不锈钢材料和奥氏体不锈钢焊缝及其他非铁磁性材料。

（2）只能检测表面和近表面缺陷。

（3）检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系，若缺陷方向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于20度，缺陷就难以发现。

另外，表面浅而宽的划伤、锻造皱折也不易发现。

（4）手机和形状影响，易产生非相关显示。

（5）若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有不良影响。

用通电法和触头法磁化时，易产生电弧，烧伤工件。

因此，电接触部位的非导电覆盖层必须打磨掉。

（6）部分磁化后具有较大剩磁的工件需进行退磁处理。

1.3表面无损检测方法的比较

项目

方法

磁粉检测（MT）

渗透检测（PT）

涡流检测（ET）

方法原理

磁力作用

毛细渗透作用

电磁感应作用

适用材质

铁磁性材料

非多孔性材料

导电材料

能检测出的缺陷

表面和近表面缺陷

表面开口缺陷

表面及近表层缺陷

应用对象

铸钢件、锻钢件、压延件、管材、棒材、型材、焊接件、机加工件及使用中的上述工件检测

任何非多孔性材料工件及使用中的上述工件检测

管材、线材、棒材等工件检测；

材料状态检验和分选；

厚度测量等

主要检测缺陷

裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物、冷隔

裂纹、白点、疏松、针孔、夹杂物

裂纹、材质变化、厚度变化

显示缺陷的器材

磁粉

渗透液和显像剂

记录仪，示波器或电压表

缺陷表现形式

漏磁场吸附磁粉形成磁痕

渗透液的回渗

线圈输出电压和相位的变化

缺陷显示

直观

直观

不直观

缺陷性质判断

能大致确定

能大致确定

难以判断

灵敏的

高

较高

较低

检测速度

较快

慢

很快（可自动化）

污染

较轻

较重

很轻

其他

检测几乎不受工件几何形状和缺陷方向的限制

检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系

检测不受工件几何形状和缺陷方向的影响

不用水电，特别适用于现场检验

对形状复杂的工件不适用，有边界效应影响

非接触法检测

第二章磁化方法和各类磁化方法的优缺点

2.1磁化方法

2.2.1磁场方向与发现缺陷的关系

当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大检测灵敏度最高；

当磁场方向与缺陷延伸方向夹角为45度时，缺陷可以显示，但灵敏度降低；

当磁场方向与缺陷延伸方向平行时，不产生磁痕显示，发现不了缺陷；

1磁粉检测的能力取决于

（1）施加的磁场强度的大小；

（2）磁场方向与缺陷的夹角；

（3）缺陷埋藏的深度、形状、大小；

2选择磁化方法应考虑的因素

（1）工件的尺寸大小

（2）工件的外形结构

（3）工件的表面状态

2.1.2磁化方法的分类

1．周向磁化：

属于闭合磁场，磁感应线垂直于工件的轴向闭合磁场，不产生磁极：

（1）通电法

1）轴向通电法

2）直接通电法

3）夹钳通电法

（2）中心导体法

（3）偏置芯棒法

（4）触头法

（5）感应电流法

（6）环形件绕电缆法

2纵向磁化：

属于开路磁场，磁感应线平行于工件的轴向开路磁场，产生磁极：

（1）线圈法

1）螺管线圈法

2）绕电缆法

（2）磁轭法

（3）永久磁铁法

3多向磁化（也叫复合磁化）

2.2各种磁化方法的优缺点和适用范围

1触头法

（1）触头法的优缺点：

设备简单,操作方便,检测效率高。

触头法磁化形成基本为轴周向磁场，适于大工件的局部磁化或形状复杂的工件磁化，检测灵敏度较高。

工件直接通电，触头与工件接触容易引起过热。

（2）触头法适用于特种设备平板对接焊缝、T形焊缝、管板焊缝、角焊缝以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测。

2轴向通电法

（1）轴向通电法磁化的优缺点：

轴向通电灵敏度可在一定范围内选择，调整使用性广。

工件直接通电，容易烧损工件且不太安全，且对于轴套类工件由于磁屏蔽效应内壁裂纹几乎不能检测。

（2）轴向通电法适用于特种设备实心和空心工件的焊缝、机加工件，轴类，管子，铸钢件和锻钢件的磁粉检测。

3中心导体法

（1）中心导体法的优缺点：

不会产生电弧，在空心工件内、外表面及端面都会产生周向磁场，一次通电，工件全长都能得到周向磁化，方法简单，检测效率高；但对于壁厚工件，外表面缺陷的检测灵敏度比内表面低很多，检测大直径管子时，需转动工件，进行多次磁化和检测。

（2）中心导体法适用于特种设备的管子、管接头、空心焊接件和各种有孔的工件。

4线圈法

（1）线圈法的优缺点：

非电接触，方法简单，大型工件用绕电缆法很容易得到纵向磁化，有较高的检测灵敏度；但工件端面的检测灵敏度较低。

（2）线圈法适用于特种设备对接焊缝、角焊缝、管板焊缝以及纵长工件如曲轴、轴、管子、棒材、铸件和锻件的磁粉检测。

5磁轭法

（1）磁轭法的优缺点：

非电接触，改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷，可检测带漆层的工件，检测灵敏度高；几何形状复杂的工件检测较困难，一次磁化只能检测较小的区域，效率低。

（2）磁轭法适用于特种设备平板对接焊缝、T形焊缝，管板焊缝，角焊缝以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测，整体磁化适用于零件横截面小于磁极横截面的纵长零件的磁粉检测。

6交叉磁轭法

（1）交叉磁轭的正确使用方法

1）交叉磁轭磁化检验只适用于连续法，必须采用连续移动方式对工件进行磁化，而且要边移动交叉磁轭进行磁化，边施加磁悬液。

最好不采用步进式的方法移动交叉磁轭。

2）为了确保灵敏度及不会造成漏检，磁轭的移动速度不能过快，不能超过4m／min。

适宜的移动速度可通过标准试片磁痕显示来确定。

当交叉磁轭移动速度过快时，对表面裂纹的检出影响不是很大；但对近表面裂纹，即使是埋藏深度只有零点几毫米，也难以形成缺陷磁痕。

3）磁悬液的喷洒至关重要。

有效磁化场范围必须始终保持润湿状态，以利于缺陷磁痕的形成。

若磁悬液喷洒不当，会使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成缺陷漏检，对有埋藏深度的裂纹尤其如此。

4）磁痕的观察必须在交叉磁轭通过后立即进行，以避免已形成的缺陷磁痕遭到破坏。

5）交叉磁轭的外侧也存在有效磁化场，可以用来磁化工件，但必须通过标准试片确定有效磁化区的范围。

6）交叉磁轭磁极必须与工件接触好，特别是磁极不能悬空，最大间隙不应超过1·5mm，否则会导致检测失效。

（2）交叉磁轭的优点、缺点及适用范围

1）优点：

一次磁化可检测出工件表面任何方向的缺陷，而且检测灵敏度很高。

2）缺点：

不适用于剩磁法磁粉检测，操作要求严格。

3）交叉磁轭磁化适用于锅炉压力容器的平板对接焊缝的磁粉检测。

2.3总结

2,3.1C、D类焊缝的特点以及易产生的缺陷

1C类焊缝：

平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属于C类焊接接头。

C类焊缝比较容易产生裂纹。

2D类焊缝：

接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属于D类焊接接头，由于该类焊缝处于应力集中部位，弹性应力集中系数大致在1.5～2.5范围内，焊缝在较高应力状态下工作。

同时，焊接时刚性拘束较大，容易产生裂纹2。

因此D类接头是锅炉、压力容器、压力管道中的重要焊缝。

2.3.2分析产品适用的方法：

根据C、D类焊缝结构特点比较适合的磁化方法为磁轭法。

主要理由为：

（1）因为这是一台液化石油气站得在用液化石油气储罐，如采用触头法磁化，则触头与钢板在接触点极易打火，发生火灾。

（2）如果采用绕电缆法磁化，只能检测到与焊缝纵向一致的缺陷，不能检测到垂直于焊缝方向的缺陷。

综合比较各种检测方法，磁轭法较为适宜。

第3章磁粉检测设备与器材

3.1磁粉检测设备

3.1.1设备的分类

磁粉检测设备的分类，按设备重量和可移动性分为固定式、移动式和便携式三种。

按设备的组合方式分为一体型和分立型两种。

一体型磁粉探伤机，是将磁化电源、螺管线圈、工件夹持装置、磁悬液喷洒装置、照明装置和退磁装置等部分，按功能制成单独分立的装置，在探伤时组合成系统使用的探伤机。

固定式探伤机属于一体型的，使用操作方便。

移动式和便携式探伤仪属于分立型的，便于移动和在现场组合使用。

1、固定式磁粉探伤机　　固定式磁粉探伤机的体积和重量大，额定周向磁化电流一般从1000~10000A。

能进行通电法、中心导体法、感应电流法、线圈法、磁轨法整体磁化或复合磁化等，带有照明装置，退磁装置和磁悬液搅拌、喷洒装置，有夹持工件的磁化夹头和放至工件的工作台及格栅，适用于对中小工件的探伤。

还常常备有触头和电缆。

以便对搬上工作台有困难大型工件进行探伤。

2、移动式磁粉探伤仪　　移动式磁粉探伤仪额定周向磁化电流一般从500~800A。

主体是磁化电源，可提供交流和单向半波整流电的磁化电流、附件有触头、夹钳、开合和闭合式磁化线圈及软电缆等，能进行触头法、夹钳通电法和线圈法磁化。

这类设备一般装有滚轮可推动，或吊装在车上拉到检验现场。

对大型工件探伤。

3、便携式探伤仪便携式探伤仪具有体积小、重量轻和携带方便的特点，额定周向磁化电流一般从500A~2000A。

适用于现场、高空和野外探伤，一般用于检验锅炉压力容器和压力管道焊接。

以及对飞机、火车、轮船的原位探伤或对大型工件的局部探伤。

常用的仪器有带触头的小型磁粉探伤机、电磁轨、交叉磁轨或永久磁铁等。

仪器手柄上装有微型电流开关。

控制痛、断电和制动衰减退磁。

3.1.2常用典型设备

1CJE交流电磁轭探伤仪、CEE交直流电磁轭探伤仪

CJE交流电磁轭探伤仪和CEE交直流电磁轭探伤仪都是通过改变磁轭方向来检查焊缝的纵向和横向缺陷，此外，电磁轭探伤仪还可以用于退磁。

锅炉压力容器的焊缝磁粉检测，最好选用交流电磁轭，但管壁厚度小于6mm的压力管道的焊缝磁粉检测，最好选用直流电磁轭。

2CXE系列交叉磁轭施转磁场探伤仪

交叉磁轭是由两个轭状的电磁铁以一定夹角进行空间交叉或平面交叉组合而成，并由两组不同相位的交流电激磁的磁化装置。

常用的有十字交叉磁轭探伤仪和平面交叉磁轭探伤仪。

3CJX-500型、CJX-1000型和CJX-2000型交流磁粉探伤仪

CJX-500型、CJX-1000型和CJX-2000型交流磁粉探伤仪都采用两电极触头通交流电的方法，进行周向磁化，带有开合及闭合线圈或者用绕电缆法进行纵向磁化和退磁。

根据检验所需的磁化电流大小，可选用CJX-500型（即周向磁化电流最大为500A）、CJX-1000型和CJX-2000型交流磁粉探伤仪。

3.1.3磁粉检测设备的组成部分

1磁化电流

磁化电源是磁粉探伤机的核心部分，它的作用是产生磁场，磁化工件。

固定式磁粉探伤机中，一般是通过调压器将不同大小的电压输送给主变压器，由主变压器提供一个低电压大电流输出，输出的交流电或整流电可直接通过工件，或穿入工件内孔的中心导体，或通入线圈，对工件进行磁化。

2工件夹持装置

固定式探伤机都有夹持工件的磁化夹头或触头。

为了适应不同规格的文件，夹头的间距是可调的，并可用电动、手动或气动等多种形式进行调节。

携带式探伤仪直接在工件局部部位进行磁化，一般不需要夹持装置。

3指示和控制装置

磁粉探伤机的指示装置是指磁化电流大小的仪表和有关工作状态的指示灯，主要包括电流表、电压表、H表。

磁粉探伤机的控制装置是控制磁化电流产生和使用过程中的电器装置的组合。

4磁粉和磁悬液施加装置

固定式探伤机的磁悬液由磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。

移动式和携带式磁粉探伤机上无固定的搅拌喷洒装置，在湿法检测时，常采用电动或手动喷洒装置，如带喷嘴的塑料壶或磁悬液喷灌。

5照明装置

磁粉检测照明装置主要有日光灯和黑光灯，固定式磁粉探伤机一般以配置相应设备，其他探伤机应另外携带。

使用非荧光磁粉检测时，被检工件表面应有充足的自然光或日光灯照明，被检工件表面可见光照度应不小于1000lx,并应避免强光和阴影，当现场检测采用便携式设备检测时，被检工件表面可见光照度应不低于500lx。

使用荧光磁粉检测时使用黑光灯照明，被检工件表面的黑光辐照度应大于或等于1000uW/cm2，同时环境可见光照度应不大于20lx。

6退磁装置

退磁装置应保证被磁化工件上的剩磁减小到不妨碍工件时用的程度。

有的退磁装置作分立件单独设置，有的则直接装在探伤机上。

3.2磁粉检测器

3.2.1磁粉

1荧光磁粉：

第三章课题结论、问题与建议

3.1课题结论

3.2问题与建议

参考文献

楷体，小四，18磅

例：

[1]JB/T4730-2005《承压设备无损检测》

致谢

宋体，小四，18磅