引言

磁粉探傷是指以微粒狀磁性材料即磁粉作為磁場傳感器,利用其聚集形成的磁痕來顯示磁化材料表面或近表面不連續(xù)的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度的一種無損檢測方法。磁粉探傷廣泛應(yīng)用于鐵磁性金屬原材料、零部件、結(jié)構(gòu)件和焊接制品的質(zhì)量檢測和質(zhì)量控制,因?yàn)閷?duì)表面或近表面缺陷檢出率高、缺陷顯示直觀、操作簡便、檢測成本低、速度快,成為鐵磁性材料表面或近表面缺陷檢測的主要方法。

磁粉探傷的原理:鐵磁性材料在外加磁場的激勵(lì)下,在內(nèi)部產(chǎn)生很強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,其磁力線密度增大幾百至幾千倍,如果材料中存在不連續(xù),在不連續(xù)處磁力線發(fā)生局部畸變,泄漏磁通具有吸附磁粉的能力,形成與不連續(xù)輪廓對(duì)應(yīng)的指示。由缺陷不連續(xù)引起的泄漏磁通能否形成及其密度的大小與外加磁場強(qiáng)度有關(guān),與缺陷不連續(xù)的深度、取向、尺寸和形狀有關(guān),因此,磁粉檢測的能力取決于所施加的磁場強(qiáng)度、缺陷不連續(xù)的深度、尺寸和形狀。

在缺陷一定的情況下,施加的磁場強(qiáng)度就變成了磁粉檢出能力的重要因素,在目前廣泛使用的便攜式磁粉探傷儀進(jìn)行磁粉探傷的過程中,施加的磁場強(qiáng)度影響因素很多,其中一

項(xiàng)就是探頭和工件表面接觸的效果,包括接觸面的角度和貼合程度等因素。

1目前便攜式探傷儀常規(guī)探頭介紹

便攜式探傷儀常規(guī)可配A、D、E、0四種型號(hào)探頭。

(1)馬蹄式探頭)A型):如圖1所示,它可以對(duì)各種角焊縫、大型工件的內(nèi)外角進(jìn)行探傷。

（2)電磁輒探頭)D型):如圖2所示,它配有活關(guān)節(jié),可以對(duì)曲面、平面工件進(jìn)行探傷。

圖2D型探頭

)3)旋轉(zhuǎn)磁場探頭)E型):它可以對(duì)各種焊縫、各種幾何形狀的曲面、平面、管道、鍋爐、球罐等壓力容器進(jìn)行一次性全方位探傷,可檢查工件表面全方位的缺陷和傷痕。

)4)磁環(huán)式線圈)0型):它可以滿足所有工件能放入線圈的周向裂紋的探傷,用它來檢測工件的疲勞痕)疲勞痕均垂直于軸向)極為方便,用它還可以對(duì)工件進(jìn)行遠(yuǎn)離法退磁。

在這四種形式的探頭中,每一種探頭都各自有其特點(diǎn)和適用的局限性,A和D型均有探頭未能適應(yīng)復(fù)雜工件表面的情況,對(duì)該類型探頭進(jìn)行改進(jìn),目前我國還沒有相關(guān)的產(chǎn)品,本項(xiàng)目對(duì)探頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)將填補(bǔ)該方面的空白,極大地提高磁粉檢測的效率。

2探頭改進(jìn)

磁粉檢測被認(rèn)為是表面裂紋檢測最靈敏的方法之一,尤其是在表面不平或表面不規(guī)則性與所需檢測的裂紋相比大得多的情況下,磁粉探傷通常被考慮為表面裂紋檢測最好的方法。根據(jù)表面缺陷磁粉探傷原理、磁粉探傷的磁痕特性,磁粉性能、磁化規(guī)范、磁懸液的濃度和黏度、零件表面狀況、裂紋形狀等因素都影響著磁粉探傷檢測質(zhì)量。在其他因素都不變的情況下,改進(jìn)探頭和工件的基礎(chǔ)狀況以及磁化范圍和角度,有助于工件表面缺陷經(jīng)磁化形成的磁痕清晰地顯示出來而且能被準(zhǔn)確地判斷,提高表面缺陷檢測準(zhǔn)確性。

(1)改進(jìn)的探頭沿用原探頭材質(zhì)制作,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊,穩(wěn)定性好,保持原有探頭通電磁化效果。

(2)探頭改進(jìn)思路:A和D型均有探頭未能適應(yīng)復(fù)雜工件表面的情況,主要是探頭接觸面的固定化,使探頭與工件接觸時(shí)只能通過扳動(dòng)探頭活動(dòng)節(jié)和調(diào)整整機(jī)使用角度來適應(yīng)不同的工件表面。

1)改進(jìn)參考了萬能套筒的結(jié)構(gòu)方式,如圖3所示。

圖3萬能套筒的結(jié)構(gòu)

將探頭與工件接觸關(guān)節(jié)進(jìn)行改進(jìn),主要是改變探頭的金屬組成部分,由原來的若干片狀或塊狀金屬固定組成的探頭改為由若干可自由伸縮的方柱形(或圓柱形)金屬組成,當(dāng)探頭前端與工件接觸時(shí),通過可自由伸縮的金屬體自行伸縮調(diào)節(jié)到合適位置,使探頭與工件復(fù)雜表面緊密接觸,達(dá)到良好的磁化效果。該部位結(jié)構(gòu)示意圖如圖4內(nèi)A套筒式探頭關(guān)節(jié)所示。

2)除了與工件接觸面的改進(jìn)外,探頭活動(dòng)關(guān)節(jié)的改進(jìn)也影響著探頭的靈活性和適應(yīng)性。本探頭改進(jìn)的思路是將現(xiàn)有的螺栓硬性連接改為可任意調(diào)節(jié)的軟性金屬連接段。該部位結(jié)構(gòu)示意圖如圖4內(nèi)B軟性金屬探頭關(guān)節(jié)所示,由前后端有螺栓卡位的節(jié)頭和中間可任意調(diào)節(jié)角度的軟性金屬段組成。

當(dāng)需要長時(shí)間應(yīng)用新型探頭的時(shí)候,由A關(guān)節(jié)和B關(guān)節(jié)通過螺栓組合在一起,代替現(xiàn)有的A型和D型探頭的最前端關(guān)節(jié)。當(dāng)需要臨時(shí)應(yīng)用新型探頭的時(shí)候,以關(guān)節(jié)ABA這樣的形式組合在一起,利用可自由伸縮的金屬柱和固定螺栓直接臨時(shí)套在現(xiàn)有A型或D型探頭上使用,達(dá)到快速方便轉(zhuǎn)換的目的。

3結(jié)語

本項(xiàng)目對(duì)便攜式磁粉探傷機(jī)探頭進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),主要是改變了探頭的金屬組成部分,由原來的若干片狀或塊狀金屬固定組成的探頭,改為由若干可自由伸縮的方柱形(圓形)金屬組成,并可通過套頭套在原有A、D型探頭上使用,使探頭能更加貼合被檢測物件表面,通過連接軟性金屬關(guān)節(jié),適應(yīng)復(fù)雜外形物件的無損檢測需求,減少更換不同類型探頭的磁粉機(jī)的麻煩,減少檢測單位對(duì)檢測設(shè)備的存量,降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。