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【摘要】：本文从“工件表面状态”、 “磁场的强度”等方面，根据自身多年来在检测工作中的经验来探讨影响磁粉探伤灵敏度的各个因素，总结了控制各类因素的要点和方法。
【关键词】：磁粉探伤、检测灵敏度
【 Abstract 】 This paper from "the surface status", "the strength of the magnetic field" and so on, based on its own for many years in the experience of detection work, studies the effect of magnetic powder flaw detection sensitivity various factors, summarizes the key points of all kinds of factors and the control method.
【 Key Words 】 : magnetic powder flaw detection, detection sensitivity
中圖分类号：U671.84 文献标识码：A 文章编号
在磁粉探伤工作中，我们主要从事的是对锅炉压力容器和压力管道的焊缝，以及部分容器管道的母材、坡口、焊缝清根进行磁粉探伤。为了保证磁粉探伤的可靠性，防止缺陷漏检，提高发现缺陷的能力，必须做好磁粉探伤灵敏度的控制。下面就焊缝磁粉探伤灵敏度的控制，谈谈本人在工作中的一点体会。
磁粉探伤灵敏度的影响因素主要有：工件表面状况、磁粉的质量性能、磁化电流的种类、强度和方向，缺陷形状和分布位置，检测工艺的编制和实施，包括检验方法和缺陷显示方法和人员素质等。
工件表面状态
工件表面状态包括表面光洁度、平整度、划痕以及镀层、氧化皮、锈斑、油污、油漆等覆盖情况。工件表面粗糙，凹凸不平或有油污、锈斑等脏物，均会影响磁悬中磁粒子的移动，降低缺陷漏磁场对磁粒子的吸附率，使探伤灵敏度下降。当工件表面有镀层、氧化皮、油污、油漆等覆盖时，将会使灵敏度下降。因为一定厚度的覆盖层相当于加大了缺陷处漏磁场对磁粒子的作用距离，使漏磁场对磁粉的吸附作用减弱。工件无覆盖层时磁力线绕过近表面缺陷上部，而暴露于空气中，形成漏磁场，吸附磁粉，使该缺陷得以显示，有覆盖层时则相反。
所以为提高磁粉探伤灵敏度，得到较为满意的探伤效果，必须要求工件表面无油污、金属屑、氧化皮、锈斑等脏物，要求被检表面的颜色相对于磁悬液有较好的色衬。要求被检面有一定的光洁度（12.5μm）即对焊缝表面应进行砂轮打磨，特别是焊趾线部位应打磨圆滑过度、无尖角、咬边等。防缺陷的漏检和伪缺陷的产生。
磁场的强度
磁场强度的大小将直接影响探伤灵敏度，磁场强度大，灵敏度就高，反之，磁场强度小，灵敏度就低。通常，使被检工件的磁感应强度接近磁饱和（即80%的磁饱和）时的磁化磁场强度，能得到较为满意的灵敏度。具体应按JB/T4730标准要求计算和灵敏度试片校验。
磁化电流种类和磁化电流方向
磁化电流种类很多，常用的有交流和直流。交流因有趋肤效应，故交流磁化易于发现工件表面或深度较浅的近表面缺陷，即交流探伤对表面缺陷有较高的灵敏度。焊缝磁粉检测常用交流电。
磁化电流的方向决定了磁化磁场的方向，由磁粉探伤原理可知，只有当磁化磁场的磁力线与缺陷断面垂直或接近垂直时，才能在缺陷处获得最大的漏磁场，得到较高的探测灵敏度；反之，当磁力线与缺陷断面平行时，则缺陷处漏磁场极小，甚至得不到显示。因此，磁化电流的方向应根据工件可能存在的缺陷方向来确定，或在不同方向先后进行磁化。焊缝探伤多采用磁轭交叉法，或旋转磁场法。
磁粉和磁悬液性能
磁粉和磁悬液的性能，主要有磁粉的粒度、磁性，磁悬液的粘度和渗透性等方面。
4.1 磁粉
4.1.1磁粉的粒度
磁粉的粒度有粗细之分，过份粗大的磁粉，其流动性差，不但使缺陷的显示缓慢，而且一些微小的缺陷所引起的微弱漏磁场就不易吸附粗大的磁粉，影响探伤灵敏度。但是，如果粒度过细，则由于磁粉微粒的磁导率极小，使其磁化透入率也相应极小，将影响对表面下缺陷的探测灵敏度。
4.1.2磁粉的磁性
磁粉的磁性有强弱之分，磁性太弱则对缺陷显示不敏感，效果就差，特别是一些微小的缺陷和近表面缺陷就更不易被显示，造成漏检。但磁性也不能太强，太强了，磁粉不仅沉积于缺陷处表面，而且在磁化后工件的磁力线方向上也将积聚磁粉，从而引起非缺陷性质的杂乱显示，造成误判。
4.1.3磁粉的质量要求
磁粉的粒度应均匀，湿法用磁粉的平均粒度为2~10μm，最大≯45μm。干法用磁粉的平均粒度≯90μm，最大不大于180μm。磁粉的颜色与被检工件表面应有较高的对比度，常用的有Fe3O4和r-Fe2O3。
4.2磁悬液
4.2.1磁悬液的浓度
磁悬液的浓度要求可根据表面光洁度而定，光洁度好的工件，浓度可高一些，光洁度差的浓度可低一些，这样可保证有足够的磁粉流经缺陷部位，同时又保证清晰的衬底，便于观察。JB4730-94标准要求，非萤光磁粉浓度为10~20g/L，萤光磁粉浓度为1~3g/L。
4.2.2磁悬液的粘度
磁悬液的粘度的作用，在于能够悬浮磁粉和有较好的渗透性能。粘度太大，磁悬液中磁粉的流动性差，表面张力大，渗透性差，不易被缺陷处漏磁场吸附。另外，粘度大的磁悬液其游离性也差容易使磁粉沉积于整个工件表面。不利于缺陷的判别。反之，若磁悬液粘度太小，则磁悬液在工件表面的流动性就很大，停留时间短，缺陷漏磁场对磁粒子吸附的机会就少；也不利于缺陷显示。同时，磁粉在粘度小的悬液中极易沉淀。每次使用前必须充分搅拌。38℃时，应不大于3.00mm2/s，在低温时应不大于5.00mm2/s。采用水悬液时，要加入表面活性剂，除锈剂和消泡剂或用成品磁膏，但都要做断水试验。
工艺过程控制
焊缝磁粉检测常用非萤光湿磁粉液的连续磁化磁轭法。其工艺过程控制主要有以下几个方面：工件表面处理，磁粉和磁悬液的要求，磁轭的性能测定，磁化和磁悬液施加的操作过程控制，缺陷的观察，灵敏度测试。
5.1探测面要求
应对被检焊缝进行打磨，光洁度应不低于12.5μm，并露出金属光泽，焊缝两侧应打磨圆滑过渡，打磨范围应向两侧延伸25mm以上，打磨好的探测面应无油脂等污垢。
5.2检测时机
一般安排在焊接工艺完成之后进行，对有延迟裂纹的母材，应安排在焊后24小时进行。
5.3磁粉和磁悬液
见4.1和4.2。
5.4磁化设备
采用磁轭或旋转磁场磁力探伤机。其性能可用提升力表示，在使用磁轭最大间距的情况下，交流至少应有44N（4.5Kg）的提升力，直流至少应有177N(18.1Kg)的提升力，可用重量试块测试。用A-30/100的灵敏度试片确定有效评定区和磁化方向。
5.5磁化技术
采用连续磁化法，在通电磁化时，施加磁悬液，持续磁化时间为1~3S，且至少反复磁化两次，停施磁悬液至少1S以后才可停止磁化。
磁化方向：被检工件的每一被检区至少进行两次独立检测，用磁轭时应交叉进行。
例如：在一石化厂1405#罐检测对接环缝磁粉探伤时，用磁轭沿焊缝方向拉，发现了几条长约10~30mm倾斜的裂纹，在重新检测时用交叉法进行，发现该焊缝有107条2~30mm的横向或倾斜裂纹，经查是焊条问题，后该环缝全部返修。
磁化的间距应控制在50~200mm范围内，检测的有效区域为两极中心边线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有15mm重叠。且已形成的磁痕不要被流动的悬浮液所破坏。磁悬液喷嘴位置，纵缝在磁轭下方焊缝中心，环缝应在磁轭前上方。
结束语
以上分析总结了焊缝磁粉检测灵敏度控制的要点及其原理，因此我们在进行磁粉检测工作中，应注意到下几个方面：
要认真做好探测面的制备，特别是熔合线及热影响区。对球罐及容器环缝组对时的工卡具焊疤，要打磨光滑，因这些部位易产生表面裂纹。
对仪器、磁粉（磁膏）和磁悬液性能要做性能测试。
对角焊缝探测时，应注意磁轭与工件的接触，要面接触，不能是点接触或线接触。否则，角焊缝的表面磁场强度不够。
在施加磁悬液时，应先将工件表面润湿，连续磁化时应注意磁悬液喷洒的位置。
严格执行工艺纪律。
对有怀疑的部位，应进行复验。
【参考文献】：
［1］叶代平，苏李广编. 磁粉检测. 机械工业出版社，2004
［2］朱万富，唐鸿章编. 磁粉探伤常见缺陷的成因及磁痕分析.重庆科技出版社，1987
［3］刘国善. 集箱（异种钢）管接头角焊缝磁粉探伤试验［J］. 锅炉技术，2002,34（10）28—30
【关键词】：磁粉探伤、检测灵敏度
【 Abstract 】 This paper from "the surface status", "the strength of the magnetic field" and so on, based on its own for many years in the experience of detection work, studies the effect of magnetic powder flaw detection sensitivity various factors, summarizes the key points of all kinds of factors and the control method.
【 Key Words 】 : magnetic powder flaw detection, detection sensitivity
中圖分类号：U671.84 文献标识码：A 文章编号
在磁粉探伤工作中，我们主要从事的是对锅炉压力容器和压力管道的焊缝，以及部分容器管道的母材、坡口、焊缝清根进行磁粉探伤。为了保证磁粉探伤的可靠性，防止缺陷漏检，提高发现缺陷的能力，必须做好磁粉探伤灵敏度的控制。下面就焊缝磁粉探伤灵敏度的控制，谈谈本人在工作中的一点体会。
磁粉探伤灵敏度的影响因素主要有：工件表面状况、磁粉的质量性能、磁化电流的种类、强度和方向，缺陷形状和分布位置，检测工艺的编制和实施，包括检验方法和缺陷显示方法和人员素质等。
工件表面状态
工件表面状态包括表面光洁度、平整度、划痕以及镀层、氧化皮、锈斑、油污、油漆等覆盖情况。工件表面粗糙，凹凸不平或有油污、锈斑等脏物，均会影响磁悬中磁粒子的移动，降低缺陷漏磁场对磁粒子的吸附率，使探伤灵敏度下降。当工件表面有镀层、氧化皮、油污、油漆等覆盖时，将会使灵敏度下降。因为一定厚度的覆盖层相当于加大了缺陷处漏磁场对磁粒子的作用距离，使漏磁场对磁粉的吸附作用减弱。工件无覆盖层时磁力线绕过近表面缺陷上部，而暴露于空气中，形成漏磁场，吸附磁粉，使该缺陷得以显示，有覆盖层时则相反。
所以为提高磁粉探伤灵敏度，得到较为满意的探伤效果，必须要求工件表面无油污、金属屑、氧化皮、锈斑等脏物，要求被检表面的颜色相对于磁悬液有较好的色衬。要求被检面有一定的光洁度（12.5μm）即对焊缝表面应进行砂轮打磨，特别是焊趾线部位应打磨圆滑过度、无尖角、咬边等。防缺陷的漏检和伪缺陷的产生。
磁场的强度
磁场强度的大小将直接影响探伤灵敏度，磁场强度大，灵敏度就高，反之，磁场强度小，灵敏度就低。通常，使被检工件的磁感应强度接近磁饱和（即80%的磁饱和）时的磁化磁场强度，能得到较为满意的灵敏度。具体应按JB/T4730标准要求计算和灵敏度试片校验。
磁化电流种类和磁化电流方向
磁化电流种类很多，常用的有交流和直流。交流因有趋肤效应，故交流磁化易于发现工件表面或深度较浅的近表面缺陷，即交流探伤对表面缺陷有较高的灵敏度。焊缝磁粉检测常用交流电。
磁化电流的方向决定了磁化磁场的方向，由磁粉探伤原理可知，只有当磁化磁场的磁力线与缺陷断面垂直或接近垂直时，才能在缺陷处获得最大的漏磁场，得到较高的探测灵敏度；反之，当磁力线与缺陷断面平行时，则缺陷处漏磁场极小，甚至得不到显示。因此，磁化电流的方向应根据工件可能存在的缺陷方向来确定，或在不同方向先后进行磁化。焊缝探伤多采用磁轭交叉法，或旋转磁场法。
磁粉和磁悬液性能
磁粉和磁悬液的性能，主要有磁粉的粒度、磁性，磁悬液的粘度和渗透性等方面。
4.1 磁粉
4.1.1磁粉的粒度
磁粉的粒度有粗细之分，过份粗大的磁粉，其流动性差，不但使缺陷的显示缓慢，而且一些微小的缺陷所引起的微弱漏磁场就不易吸附粗大的磁粉，影响探伤灵敏度。但是，如果粒度过细，则由于磁粉微粒的磁导率极小，使其磁化透入率也相应极小，将影响对表面下缺陷的探测灵敏度。
4.1.2磁粉的磁性
磁粉的磁性有强弱之分，磁性太弱则对缺陷显示不敏感，效果就差，特别是一些微小的缺陷和近表面缺陷就更不易被显示，造成漏检。但磁性也不能太强，太强了，磁粉不仅沉积于缺陷处表面，而且在磁化后工件的磁力线方向上也将积聚磁粉，从而引起非缺陷性质的杂乱显示，造成误判。
4.1.3磁粉的质量要求
磁粉的粒度应均匀，湿法用磁粉的平均粒度为2~10μm，最大≯45μm。干法用磁粉的平均粒度≯90μm，最大不大于180μm。磁粉的颜色与被检工件表面应有较高的对比度，常用的有Fe3O4和r-Fe2O3。
4.2磁悬液
4.2.1磁悬液的浓度
磁悬液的浓度要求可根据表面光洁度而定，光洁度好的工件，浓度可高一些，光洁度差的浓度可低一些，这样可保证有足够的磁粉流经缺陷部位，同时又保证清晰的衬底，便于观察。JB4730-94标准要求，非萤光磁粉浓度为10~20g/L，萤光磁粉浓度为1~3g/L。
4.2.2磁悬液的粘度
磁悬液的粘度的作用，在于能够悬浮磁粉和有较好的渗透性能。粘度太大，磁悬液中磁粉的流动性差，表面张力大，渗透性差，不易被缺陷处漏磁场吸附。另外，粘度大的磁悬液其游离性也差容易使磁粉沉积于整个工件表面。不利于缺陷的判别。反之，若磁悬液粘度太小，则磁悬液在工件表面的流动性就很大，停留时间短，缺陷漏磁场对磁粒子吸附的机会就少；也不利于缺陷显示。同时，磁粉在粘度小的悬液中极易沉淀。每次使用前必须充分搅拌。38℃时，应不大于3.00mm2/s，在低温时应不大于5.00mm2/s。采用水悬液时，要加入表面活性剂，除锈剂和消泡剂或用成品磁膏，但都要做断水试验。
工艺过程控制
焊缝磁粉检测常用非萤光湿磁粉液的连续磁化磁轭法。其工艺过程控制主要有以下几个方面：工件表面处理，磁粉和磁悬液的要求，磁轭的性能测定，磁化和磁悬液施加的操作过程控制，缺陷的观察，灵敏度测试。
5.1探测面要求
应对被检焊缝进行打磨，光洁度应不低于12.5μm，并露出金属光泽，焊缝两侧应打磨圆滑过渡，打磨范围应向两侧延伸25mm以上，打磨好的探测面应无油脂等污垢。
5.2检测时机
一般安排在焊接工艺完成之后进行，对有延迟裂纹的母材，应安排在焊后24小时进行。
5.3磁粉和磁悬液
见4.1和4.2。
5.4磁化设备
采用磁轭或旋转磁场磁力探伤机。其性能可用提升力表示，在使用磁轭最大间距的情况下，交流至少应有44N（4.5Kg）的提升力，直流至少应有177N(18.1Kg)的提升力，可用重量试块测试。用A-30/100的灵敏度试片确定有效评定区和磁化方向。
5.5磁化技术
采用连续磁化法，在通电磁化时，施加磁悬液，持续磁化时间为1~3S，且至少反复磁化两次，停施磁悬液至少1S以后才可停止磁化。
磁化方向：被检工件的每一被检区至少进行两次独立检测，用磁轭时应交叉进行。
例如：在一石化厂1405#罐检测对接环缝磁粉探伤时，用磁轭沿焊缝方向拉，发现了几条长约10~30mm倾斜的裂纹，在重新检测时用交叉法进行，发现该焊缝有107条2~30mm的横向或倾斜裂纹，经查是焊条问题，后该环缝全部返修。
磁化的间距应控制在50~200mm范围内，检测的有效区域为两极中心边线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有15mm重叠。且已形成的磁痕不要被流动的悬浮液所破坏。磁悬液喷嘴位置，纵缝在磁轭下方焊缝中心，环缝应在磁轭前上方。
结束语
以上分析总结了焊缝磁粉检测灵敏度控制的要点及其原理，因此我们在进行磁粉检测工作中，应注意到下几个方面：
要认真做好探测面的制备，特别是熔合线及热影响区。对球罐及容器环缝组对时的工卡具焊疤，要打磨光滑，因这些部位易产生表面裂纹。
对仪器、磁粉（磁膏）和磁悬液性能要做性能测试。
对角焊缝探测时，应注意磁轭与工件的接触，要面接触，不能是点接触或线接触。否则，角焊缝的表面磁场强度不够。
在施加磁悬液时，应先将工件表面润湿，连续磁化时应注意磁悬液喷洒的位置。
严格执行工艺纪律。
对有怀疑的部位，应进行复验。
【参考文献】：
［1］叶代平，苏李广编. 磁粉检测. 机械工业出版社，2004
［2］朱万富，唐鸿章编. 磁粉探伤常见缺陷的成因及磁痕分析.重庆科技出版社，1987
［3］刘国善. 集箱（异种钢）管接头角焊缝磁粉探伤试验［J］. 锅炉技术，2002,34（10）28—30