一、磁粉检测综合性能试验
1.试验目的
1）掌握使用自然缺陷样件、交流试块、直流试块和标准试片测试综合性能的方法。
2）了解和比较使用交流电和整流电磁粉探伤的探测深度。
2.实验设备和器材
1）交流磁粉探伤仪（机）一台。
2）直流（或整流电）磁粉探伤仪（机）一台。
3）交流试块和直流试块各一个。
4）带有自然缺陷（如发纹、磨裂、淬火裂纹及皮下裂纹等）的试样若干，标准试片（A型）一套。
5）标准铜棒一根。
6）磁悬液一瓶。
3.实验原理
磁粉探伤的综合灵敏度是指在选定的条件下进行探伤检查时，通过自然缺陷和人工缺陷的磁痕显示情况来评价和确定磁粉探伤设备、磁粉及磁悬液和探伤方法的综合性能。通过对交流和直流试块孔的深度磁痕显示，了解和比较使用交流电和整流电磁粉探伤的探测深度。
4.实验方法
1）将带有自然裂纹的样件按规定的磁化规范进行磁化，用湿连续法检验，观察磁痕显示情况。
2）将交流试块穿在标准铜棒上，夹在两磁化夹头之间，用700A（有效值）或1000A（峰值）交流电磁化，并依次将第一、二、三孔放在12点钟位置。用湿连续法检验，观察在试块环圆周上有磁痕显示的孔数。
3）将直流试块穿在标准铜棒上，夹在两磁化夹头之间，分别用表1中所列的磁化规范，用直流电（或整流电）和交流电分别磁化，并用湿连续法检验，观察在试块圆周上有磁痕显示的孔数。
4）分别将标准试块用透明胶纸贴在交流试块、直流试块及自然缺陷样件上（贴时不要掩盖试片缺陷），用湿连续法检验，观察磁痕显示。
5.实验报告要求
1）记录带有自然缺陷样件的实验结果。
2）记录交流标准试块的实验结果。
3）将交流电和直流电（或整流电）磁化直流标准试块的实验结果填入表A-1中。
表A-1 标准试块的实验结果
4）根据要求填写试验报告。
5）实验讨论
①比较直流磁化和交流磁化的探伤深度。
②比较荧光磁悬液和非荧光磁悬液的探伤灵敏度。
③讨论电流种类和大小对自然缺陷探伤灵敏度的影响。
二、磁粉的粒度测定（酒精沉淀法）
1.实验目的
1）掌握酒精沉淀法测量磁粉粒度的方法。
2）根据磁粉的悬浮性判定磁粉的质量。
2.实验设备和器材
1）测量装置见图1。一个长为40cm的玻璃管，其内径为ϕ（10±1）mm，可在支座上用夹子垂直夹紧。管子上有两处刻度，一处在下塞端部水平线上，另一处在前一刻度30cm处，支座上竖有刻度尺，其刻度为0～30cm。
2）工业天平（0～2kg）一架。
3）磁粉试样20g。
4）无水乙醇1kg。
3.实验原理
磁粉的粒度，即磁粉的颗粒大小，对磁粉探伤灵敏度影响很大。磁粉的粒度大小，决定了其在液体中的悬浮性。由于酒精对磁粉的润湿性能好，所以可用酒精作为分散剂，测量磁粉在酒精中的悬浮情况来表示磁粉粒度大小和均匀性。一般规定酒精磁粉悬浮液在静止3min后磁粉沉淀高度不低于180mm为合格。
4.实验方法和步骤
1）用天平称出3g未经磁化的磁粉试样。
2）将玻璃管的一端堵上塞子，并向管内倒入150mm高的酒精。
3）将称好的磁粉试样倒入管内，用力摇晃到均匀混合。
4）再向管内倒进酒精至300mm高。
5）将玻璃管上端堵上塞子，反复倒置玻璃管，使酒精和磁粉充分混合。
6）停止摇晃后即开始计时并迅速平稳地将玻璃管固定于支座夹子上，使管子上端刻度对准支座上的刻度尺300mm处。
7）静置3min。测量酒精和磁粉明显分界处的磁粉柱的高度。
8）按上述步骤试验三次，每次更换新的磁粉和酒精，取三次测量结果的平均值，并做好记录。
图A-1 酒精沉淀磁粉悬浮情况
9）检验过程中，还应仔细观察磁粉悬浮的情况，图A-1所示为磁粉在酒精中悬浮的状态。
5.实验报告要求
1）将实验结果填入表A-2中。
表A-2 磁粉粒度试验记录
2）填写实验记录和报告，内容包括磁粉规格型号，实验方法和条件，磁粉柱高度和磁粉悬浮液均匀性等。
3）实验讨论。
①本实验为什么能测定磁粉的粒度？
②影响测量结果的因素有哪些？
三、磁悬液浓度及磁悬液污染检查
1.实验目的
1）掌握磁悬液浓度的测量方法。
2）熟悉磁悬液浓度范围。
3）掌握磁悬液污染的试验方法。
4）了解磁悬液污染的特征。
2.实验设备和器材
1）磁粉沉淀管2只。
2）已知浓度的标准磁悬液。
荧光磁悬液按1g/L、2g/L和3g/L配制，非荧光磁悬液按10g/L、20g/L和30g/L配制，各取样品500mL。
3）待测磁悬液样品为500mL，该样品的配制方法和成分应和标准磁悬液相同。
4）200mL量筒2只。
5）白光灯和紫外灯各一台。
3.实验原理
磁悬液在平静状态时，磁粉将发生沉淀，根据沉淀的多少可以确定磁悬液的磁粉浓度。磁粉沉淀量是随时间增加而增多，当达到一定时间后，将完成全部沉淀。磁粉沉淀管中的磁粉沉淀层高度与磁悬液浓度呈线性关系。
若磁悬液发生了污染，在磁粉沉淀过程中沉淀物将出现明显的分层。当上层污染物体积超过下层磁粉体积的30%时为污染。
4.实验方法
（1）磁粉浓度曲线制作
1）将装有标准磁悬液容器晃动不少于5min，然后取100mL磁悬液倒入磁粉测定管中，静置放置。煤油磁悬液和水磁悬液放置60min，变压器油磁悬液放置24h。
2）静置放置到一定时间后读出磁粉沉淀高度。三种待测样品可得到三个沉淀高度数据h1、h2和h3。(www.daowen.com)
3）磁悬液标准含量（X1、X2和X3）及对应的磁粉沉淀高度（h1、h2和h3）分别对应横坐标和纵坐标，可得到磁粉浓度的关系曲线，如图A-2所示。
（2）待测样品的浓度测试
1）浓度测试按标准磁悬液的试验方法读出待测磁悬液的磁粉沉淀高度。
2）待测样品的浓度评价。
①直接按沉淀高度评价。一般规定磁粉沉淀高度（读数为沉淀容积，单位为mL）荧光磁粉为0.1～0.5mL，非荧光磁粉为1.2～2.5mL。
②测量磁悬液的浓度含量（即每升磁粉克数）。
图A-2 标准磁悬液沉淀高度图
a.图示法。在图2中的纵坐标上查到待测样品的沉淀高度，根据浓度和高度的关系直线，查出其在横坐标上的对应值，即为磁悬液实际浓度值。
b.计算法。待测样品的浓度值设为c，则有下式：
c=c0h/h0
式中 c0——标准样品的浓度值；
h——待测样品的沉淀高度；
h0——准样品的沉淀高度。
（3）待测样品的污染检查 观察梨形管中的沉淀物是否有分层出现，若有且上层污染物体积超过下层磁粉体积的30%时为污染。
5.实验报告要求
（1）实验记录和报告 应对每次新配的磁悬液进行浓度测定，其值作为标准并详细记录，并留少量样品。磁悬液使用中应定期进行浓度测定和污染检查，填写测定记录和测定报告，并应和标准样品值及规定值对照评价。
（2）实验讨论
1）磁悬液浓度测定应掌握好哪些因素？
2）试分析磁粉沉淀量和时间的关系。
3）磁悬液产生污染有哪些原因？
四、磁悬液润湿性测定
1.实验目的
1）了解水磁悬液润湿性的水断法试验方法。
2）了解水磁悬液润湿性能的意义。
2.实验设备和器材
1）水磁悬液样品适量。
2）量杯（500mL）1只。
3）碳结钢试棒（ϕ40mm×80mm）2个。要求试棒表面光滑，不允许上面有油污。
4）清洗剂（SP-1型或其他类型）适量。
5）添加剂、消泡剂、防锈剂和乳化剂等适量。
3.实验原理
使用水磁悬液时，如果工件表面有油污或者水磁悬液本身润湿性能差，则该磁悬液不能均匀地浸润到工件的整个表面，出现磁悬液覆盖层的破断，在探伤时容易造成缺陷的漏检。因此对于用水磁悬液的工件应先用清洗剂进行去油污处理，然后对水磁悬液进行润湿性能试验，即水断试验。当将水磁悬液喷洒在工件表面上时，如果磁悬液在整个工件表面上是连续均匀的，则说明磁悬液中已含有足够的润湿剂。如果磁悬液覆盖层在工件表面上断开，出现工件表面部分裸露，或者形成水悬液的液珠，则可以认为该表面为水断表面，说明在该磁悬液中缺少润湿剂。
4.实验方法
1）在每升干净的自来水中，加入5%的清洗剂（SP-1），搅拌均匀，配制时水温为40℃。
2）将试棒放入清洗剂中清洗。两试棒可采用不同的清洗剂和清洗时间。
3）将清洗过的试棒浸入含有润湿剂、防锈剂和消泡剂的水磁悬液中，取出后观察工件表面的水磁悬液薄膜是连续的还是断开的或是破损的。
5.实验报告要求
1）对实验结果作记录。说明选择的水磁悬液的种类、配方、清晰情况和水断试验结果。
2）实验讨论。
①实验前清洗工件表面的目的是什么？
②润湿剂的作用是什么？
五、退磁及剩磁测量实验
1.实验目的
1）了解各种退磁技术的操作方法和应用范围。
2）熟悉各种剩磁测量仪器的使用方法。
3）了解工件上允许剩磁大小的标准。
2.实验设备与器材
1）交直流磁粉探伤机1台。
2）便携式磁粉探伤机1台。
3）退磁机1台。
4）XCJ型磁强计1台。
5）CT3型特斯拉计1台。
6）试件2个，分别用低碳钢和高碳钢经退火处理制作。其形状和尺寸见图A-3。试件上纵向刻槽从一端开始长50mm，深和宽均为2mm。
图A-3 退磁试验用试件
3.实验原理
工件中的剩磁在外加交变磁场作用下，其剩磁也不断地改变方向。当外加交变磁场逐渐减少至零时，工件中的剩磁也逐渐衰减直至趋近于零。不同成分的钢件退磁效果不一样。可以依靠磁场测量仪器测量出工件的剩磁，以确定退磁效果。不同用途的零件其要求的剩磁标准也是不同的。如航空零件的剩磁要求不大于0.3mT（毫特斯拉）。
4.实验方法
（1）周向磁化剩磁的退磁
1）周向磁场退磁法 在试件中通以不断减少直至零的交流电或不断改变方向且逐渐减少至零的直流电，注意退磁时的初始电流应大于该试件的充磁电流值。
2）纵向磁场退磁法 在试件中纵向施加一个强大磁场，然后逐渐改变磁场方向并逐渐减少至零，便可退掉周向剩磁。注意开始施加的磁场一般不小于20000A/m。
3）剩磁测量方法 试件周向退磁后，将剩磁测量仪器的测头靠近试件刻槽并沿刻槽边移动，测量周向剩磁的大小。
（2）纵向磁化剩磁的退磁
1）工件穿过线圈法。将试件从通以交流电线圈的一侧移近并通过线圈到另一侧，至离开线圈1.5m以上即达到退磁目的。注意试件在移动时应平稳，其轴线和线圈轴线一致，同时要求线圈中心磁场强度不小于20000A/m。
2）纵向磁场衰减法。试件置于线圈中心，两轴线重合。若线圈通以交流电，则使交流电逐渐减少并降至零；如线圈通以直流电，则在不断改变方向的同时逐渐使电流减少并降至零，便可达到退磁的目的。注意开始退磁时，线圈中心磁场强度应大于试件充磁的磁场强度，一般要求不低于20000A/m。
3）工件翻动退磁法。利用直流磁化线圈进行纵向退磁，可将试件从线圈穿过并水平移出，同时每移动50mm，试件头尾翻一次，直至试件离开线圈1.5m以外。此种退磁方法也要求线圈的退磁磁场强度应不小于工件充磁时的磁场强度。
4）剩磁测量方法。试件纵向退磁后，将剩磁测量仪器的测头靠近试件两端，不断移动或翻动测头，找出仪器最大的剩磁指示值。
（3）工件磁化区域的局部分段退磁 用便携式电磁轭磁粉探伤仪，直接放置到需要退磁的工件被磁化部位，将电磁轭探伤仪垂直于工件表面慢慢提起并脱离工件，至工件表面1m以外后停止电磁轭的供电，便可以达到局部退磁的效果。此种办法可用于大型制件的磁化区域的部分退磁，也适用于小型工件单件纵横向退磁。
利用本实验的试件进行退磁试验时，将试件夹于电磁轭两极间，将电磁轭慢慢提起至1m以外停电即可退磁。
局部退磁的剩磁测量对于大型工件只能进行相对测量，如工件有断面部分或有沟槽，可将剩磁测量仪器的测头放在断面或沟槽部位测量剩磁。本实验中试件退磁测量和上述内容相同。
5.实验报告要求
（1）将实验结果填入表A-3。
表A-3 各种退磁方法的剩磁测量结果
（2）实验讨论
1）比较各种退磁方法的优缺点。
2）简述各种剩磁测量仪器的特点和使用性能。
3）使工件退磁的基本条件是什么？
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