理论教育 如何编制检测规程及其包括的内容?

如何编制检测规程及其包括的内容?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:检测规程须结合产品具体检测要求进行,内容应满足相关标准,并能够检测出验收要求中规定的不允许存在的最小缺陷。应当推测出有效的检测范围。检测规程至少应包括以下内容:1)总则:适用范围、所用标准的名称代号和对检验人员的要求。4)工序安排和检测比例。在检测规程和工艺卡中,应正确选择工件磁化时的检验方法、磁化方法、磁化电流和通电时间等试验条件。这不仅是为了提高检验效率,同时也为了减少磁痕的杂乱显示。

如何编制检测规程及其包括的内容?

检测规程须结合产品具体检测要求进行,内容应满足相关标准,并能够检测出验收要求中规定的不允许存在的最小缺陷。制定时,要根据验收的技术条件及相关标准对被检测的工件进行认真分析,了解被检查工件的整个加工过程,确定缺陷可能产生的原因及大致方向,分析被检查工件磁化时磁通的流向与缺陷方向的关系,决定工件检测的时机。然后根据工件的磁特性、形状、尺寸、表面状态、缺陷性质以及所选用磁化装置的特点来确定其被检验的方法、磁化方式、磁化电流的种类和磁化规范。应当推测出有效的检测范围。对一些比较复杂或有特殊要求的工件,需要先进行工艺性试验以确定其检测所用的工作参数。

检测规程至少应包括以下内容:

1)总则:适用范围、所用标准的名称代号和对检验人员的要求。

2)被检工件:工件材质、形状、尺寸、表面状况、热处理状态和关键部位的检测。

3)设备和器材:设备的名称和规格,磁粉和磁悬液的种类。

4)工序安排和检测比例。

5)检验方法:采用湿法、干法、连续法还是剩磁法。

6)磁化方法:通电法、线圈法、中心导体法、触头法,磁轭法或交叉磁轭法。

7)磁化规范:磁化电流、磁场强度或提升力。

8)灵敏度控制:试片类型和规格。

9)磁粉探伤操作:从预处理到后处理,每一步的主要要求。

10)磁痕评定及质量验收标准。

下面结合GJB 2028A—2007《磁粉检验》对几项主要内容叙述如下:

1.磁粉检测的工序安排

磁粉检测的工序安排即磁粉检测进行的时机。一般选择在有利于工件检测时进行。标准中列出了四种情形:一般应安排在如锻造、铸造、热处理、冷成形、电镀、焊接、磨削、机加工、校正和载荷试验等可能产生表面或近表面缺陷的工序之后进行;凡覆盖有机涂层、发蓝、磷化、电镀和喷丸强化的零件,应在这些处理之前进行;对某些热处理后要进行电镀的重要零件,电镀前后都应进行磁粉检验;对于一些产生延迟缺陷的工序(如焊接、磨削等),应在缺陷产生的时限后进行磁粉检测。除以上情况外,组合件容易产生影响磁痕判断的伪缺陷,检测工序一般应安排在零件组合前。

2.磁化参数的选择

工件磁化是磁粉检测中最关键的一道工序。在检测规程和工艺卡中,应正确选择工件磁化时的检验方法、磁化方法、磁化电流和通电时间等试验条件。

(1)检验方法的选择 选择检验方法主要应根据工件材料的顽磁性。连续法适用于所有的铁磁性材料和零件的磁粉检查。凡经过热处理(淬火、回火、渗碳、渗氮及局部正火等)的高碳钢和合金结构钢,矫顽力在800A/m,剩余磁感应强度在0.8T以上者,均可用剩磁法检验。剩磁法还可用于因零件几何形状限制用连续法难以检验的部位(如螺纹根部和筒形零件内表面),以及用于辅助评定连续法检测出的结果。对于剩磁较小的工件,只能采用连续法检测;而对于有足够剩磁且有一定批量的工件,能够采用剩磁法检测的,可以采用剩磁法。这不仅是为了提高检验效率,同时也为了减少磁痕的杂乱显示。但当某些大型零件设备功率不足以进行剩磁法检验,或退磁因子大以及表面覆盖层厚的零件则应进行连续法检验。剩磁法的采用,必须得到Ⅲ级人员或主管工程师的批准,并应确保能检出缺陷样件上的自然缺陷或人工缺陷,缺陷样件应与实际受检件具有相同的材料、相同的加工工艺和相似的几何形状。

对于有一定批量且要求较高的工件,常采用湿法检查。对表面有一定防锈要求的工件,一般使用油磁悬液;若磁悬液是一次性使用或检查要求允许时,也可采用水磁悬液。对于一些表面粗糙的大型铸锻件,采用干粉法进行检查可能获得较好的效果,但使用干粉法需经定货方批准。

(2)磁化电流类型的确定 最常用的磁化电流是交流电和整流电。由于交流电磁化配合湿法检验对表面有较高的检测灵敏度,而且退磁也较容易,因而在大多数场合下磁化电流采用交流电。但交流电集肤效应明显,对近表面的缺陷检测灵敏度较低,因此在对工件近表面缺陷(如铸钢件、焊接件表层内的孔和夹杂物等)有检测要求时,也常采用三相整流电进行磁化。交流电在工件剩磁检测中缺乏稳定性,可能产生漏检。因此,未加装相位断电装置的交流磁化电源是不能用于剩磁检测的,但可作为退磁电源使用。

(3)磁化方法的选择 选择磁化方法是为了确定工件在磁化时磁路中磁通的方向。GJB 2028中指出:当不连续性的方向与磁力线垂直时,检测灵敏度最高,两者夹角小于45°时,不连续性很难检测出来。首先应考虑的是磁化磁场的方向应与被检工件上预测的缺陷方向之间尽可能垂直,以便在有缺陷的部位能产生足够的漏磁场。如果缺陷方向不能预测,应至少对零件在两个垂直方向上磁化两次。

选择磁化方法还要考虑被检工件的形状、大小、被检区域及加工工艺等情况。有些工件可用多种方法磁化实现检查,这时就应从检查的效率及可靠性经济性上加以考虑。如薄壁钢管外表面纵向缺陷的检查可用通电法也可用中心导体法,但对表面不允许烧蚀及提高检查效率时最好采用中心导体方法磁化,而检查钢管内壁纵向缺陷时则只能采用中心导体法。又如采用触头法及磁轭法都可对钢板实现局部检测,但对抛光工件及不允许产生电火花的地方则只能采用磁轭法检查。采用线圈法或磁轭法进行纵向磁化时,要考虑工件的长径比或工件长度对磁化效果的影响等。

选择磁化方法时还应考虑提高检查的效率。对于大批量生产的单一产品,应该采用半自动化检查方式。这不仅可以提高工作效率,还能对工作参数进行固定,减少人为因素的影响。

(4)磁化规范的制定 磁化规范主要是确定工作磁路上磁通的大小,也就是要确定工件检查部位的磁感应强度的大小。通常是通过选择不同磁化方式时产生磁场的磁化电流数值来实现的。

对于磁化时所需的磁场强度,GJB 2028作了如下的规定:决定所需磁场强度的因素有零件的尺寸、形状、磁导率、磁化技术、施加磁粉的方法、所需探测不连续性的类型及位置等。当用连续法检查时,施加在零件上任何部位的磁场强度切向分量应达到2.4~4.8kA/m,剩磁法检验时应达到8kA/m。对零件磁化时达不到2.4kA/m磁场强度的部位,应作标志并用磁轭法进行补充检验。(www.daowen.com)

产生磁场的磁化电流值的选择一般是根据磁化规范提供的经验数据及公式来确定的。若采用交流电进行磁化,其电流值采用有效值计算。若采用直流电,电流值采用平均值计算。

磁化规范有标准灵敏度(标准磁化规范)、高灵敏度(严格磁化规范)和低灵敏度(放宽磁化规范)之分。但应注意的是,磁化规范的选取不是灵敏度越高越好。灵敏度过高时,电流过大,可能产生伪缺陷及把允许缺陷当成危害性缺陷而误判。一般情况下以标准灵敏度为宜。实际中,最好根据材料的磁特性进行选取,在磁化规范允许范围内电流值稍大一点即可。

周向磁化一般不会形成磁极,故通常采用周向磁化电流公式进行计算。这里值得注意的是经验公式中所选取的磁场强度值的适用范围,通常为(8~15)DD为工件直径)。对于一般的中低碳钢和中低合金钢,这个公式是适用的。但是,一些高强度钢和超高强度钢,由于热处理引起的磁性变化,在不同热处理状态时磁性会发生较大的差异,这时就不能一般地采用经验公式,而应该根据材料的磁特性曲线进行选取。只有这样,才能保证工件材料得到充分的磁化。另外,在周向磁化中,还会遇到变直径问题,即一个工件有多个不同大小的直径。对于直径差异不大的工件,可以选取一个中间值进行计算,因为磁化电流一般允许有±10%的范围。但如果工件间直径差异很大,就只有进行分段计算、分段磁化了。对一些非圆工件计算,通常采用当量直径。但应注意在其边棱角处可能会产生磁化不足现象,这时可以采用试片试验,或适当增加磁化电流值。对于板材或焊缝的通电法检测,可以参照标准推荐的磁化电流数值进行磁化,但应充分做好磁化效果的试验。

纵向磁化影响因素较多。由于磁化多在线圈或磁轭中进行,工件又多有磁极产生,故不能简单地采用磁场公式计算。影响纵向磁化效果的因素主要来自以下方面:工件材料的磁性;工件形状产生的退磁因子(不同截面引起的长径比变化);不同线圈形状(长、短、大小、交直流等)所具有的磁场参数的不一致;工件在线圈中的充填因素;不同磁轭的磁路材料与结构;磁路磁化时工件在磁路中的位置及空气间隙的大小等。由于以上原因,纵向磁化时多采用经验公式进行计算或用试片以及磁化背景方法进行磁化效果验证。

在工件磁化时,还应注意磁化的时间。一般磁化的时间在1~2s即可,有时可以进行几次。磁化时间过长(特别是在通电法磁化中)将使工件发热,过短则磁化尚不充分。同时,磁化时间还应注意所用的检验方法是连续法还是剩磁法,两者磁化时间的要求是不同的。

3.磁化设备和器材的选择

磁粉检测工艺图表中应对磁粉检测设备、仪器和器材进行选择和规定。磁粉检测设备有固定式(通用与专用型、手动与半自动型)、移动式和便携式三大类,在选择设备时,主要应考虑的是:检测设备应能适合检验对象和被检缺陷类型的要求。检验对象指需要检查的工件的大小(尺寸、重量及体积)、检验部位、批量和检验场所。如大型铸锻件、压力容器焊缝等多用移动式或便携式设备进行局部检查,一是因为这些工件的重量或体积过大,一般的固定式探伤机难于进行检查,二是这些大型工件数量一般不会太多,用局部逐步检查的方法可以取得很好的效果。若采用大型设备,提高了检验成本,而且检验效率也不高。但对于一般的中小型工件,如齿轮轴承传动轴、连杆等零件,由于生产批量大,要求提高检验效率和降低检验成本,这时多采用固定式磁粉探伤机,特别是半自动化的专用磁粉探伤机。同样,检验设备应能满足被检缺陷类型的要求。不同的缺陷需要用不同的磁化方式才能检查。横向裂纹需要用纵向磁化,纵向缺陷需要用周向磁化,不定向的缺陷需要用多向磁化。而每一种磁化的装置是不同的。应该根据工件需要发现的缺陷的要求来选择磁化装置。在选择装置时,还应考虑装置能产生的最大磁场强度。有时,一个工件可以有多种设备可供选择,这时就要从最方便的和最经济的角度进行选择。比如齿圈零件可以用通电法、感应法和感应电流法等多种方法进行检测,但在大批量生产时,就要考虑采用半自动的中心导体加感应电流合成的多向磁场的方法进行检查最为经济可靠。

磁粉和磁悬液的规定也应适合被检对象和缺陷,磁粉和载液的性能应该符合标准。对于检测灵敏度要求较高的工件,多采用粒度较小的磁粉和荧光磁悬液,而检查一些表面比较粗糙的工件及要求较低的检测灵敏度时,多采用粒度较粗的磁粉或干粉。磁悬液浓度也是一样,对细小缺陷的检查时浓度较高,而粗大裂纹缺陷一般浓度可适当放低。

工艺规程中应规定对检测设备和器材进行检测前的检查和综合性能测定,保证设备使用的可靠性。设备应符合检测技术需要,辅助器件要与工艺配套。使用荧光磁粉时还应对黑光灯发光强度进行检查。整个检测场地要清洁,方便检测操作。

检测前还应对磁粉和磁悬液的质量进行检查:磁粉质量要符合有关的标准:磁悬液浓度要达到规定的要求:油磁悬液和水磁悬液、普通磁悬液和荧光磁悬液不能混用;长期使用的磁悬液还应当检查其污染情况,若污染超过规定值时应予以更换。

4.操作程序的规定

(1)预处理 工件的预处理是为了保证工件有一个良好的磁化环境。必须根据工件的情况对需要检测的工作面进行清洁处理。GJB 2028A—2007中对此作了详细的规定。

(2)磁化操作 磁化操作有剩磁法和连续法及周向磁化与纵向磁化、多向磁化的不同。应该规定工件磁化对夹持方式的要求。对一些有特殊要求的地方,甚至要规定对工件夹持的压力和接触间隙的大小(如旋转磁轭磁头与工件面的间隙、极间磁轭接触板与工件间的非磁物厚度等)。在半自动化检测中,工件的置入方式、磁场的施加都应有明确的规定。

磁化电流的调节方法也应该进行规定。对变截面工件,一般是由小到大进行检查。

在每班磁化操作前,应用试块或试片对检测系统进行综合性能检查。

(3)磁悬液施加 磁悬液施加有喷淋、浇洒、浸渍和刷涂等多种方式。工艺中应根据产品特点和磁化方法明确施加方式。对大件进行局部检测检查,多用浇洒和刷涂方式;固定式工件整体磁化多用喷淋方式;小工件剩磁检测常用浸渍方式。值得注意的是半自动化检测时磁悬液常采用多喷头施加方式,这时应注意调整各喷头的角度,使得工件的各个检查面上都能有磁悬液的覆盖。

(4)观察与记录 磁粉检测的观察与记录应由专业人员进行。观察条件(如照明器材)应在工艺中进行规定。必要时,对缺陷的观察与记录方式也应作规定。对一些典型缺陷,除了文字笔录外,还应该拓取磁痕样品。其规定及方法也应该在检验规程中列出。

(5)缺陷评价 缺陷评价应由Ⅱ级及以上磁粉检验人员进行。按照验收标准并结合缺陷的磁痕显示进行评定。对于不确定的缺陷显示,可加大电流进行磁化观察,必要时可借助其他手段进行分析。

(6)退磁 退磁设备和方式应在检测工艺条件中进行规定。退磁磁场应该大于磁化时的磁场。GJB 2028对零件退磁作了一定的要求。规定零件退磁后,用毫特斯拉计在零件任何部位上所测得的剩磁,除非另有规定,不得大于0.3mT。

(7)后处理 检测退磁后的工件要进行后处理。需要清洗的工件要规定清洗要求。对检测后的不合格工件工艺规程要明确标记和存放办法。

5.其他条件的规定

(1)人员 在工艺规程中应明确规定检测的人员资格。磁粉检测人员必须是取得磁粉检测技术资格的人员。按照GJB 9712的规定,Ⅰ级人员只能在Ⅱ级或Ⅲ级人员的监督下从事检测操作与记录,不负责检测方法或检测技术的选择。Ⅱ级人员才有资格按所制定的或经认可的无损检测规程,执行和指导无损检测,才能进行缺陷评判和出具检验报告。Ⅲ级人员除具有Ⅰ、Ⅱ级人员的所有能力外,还能够组织并实施无损检测的全部技术工作,编制、审核和批准无损检测规程等。

(2)环境和安全 磁粉检测的环境和安全应在工艺规程中进行规定,如照明、通风等。在一些有特殊要求的地方,如火工产品区域、野外高空等场所,应明确环境安全的要求。

(3)质量控制 质量控制应贯穿在整个工艺规程中。但对一些特殊的要求,如设备的综合性能检查、专用试块的设定、磁悬液使用时间的控制与浓度检查等,都应该在规程中反映出来。

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