航空維修中磁粉檢測(cè)的磁痕分析

閔欣

摘 要：磁痕是對(duì)缺陷的放大顯示，而磁粉性能、磁化規(guī)范、磁懸液的濃度和粘度、工件表面情況、裂紋形狀等多種因素都會(huì)對(duì)影響磁痕形態(tài)和分布。在實(shí)際工作中掌握磁痕形成的成因，并結(jié)合磁痕特征正確分辨出缺陷磁痕，是磁粉探傷中關(guān)鍵一步。

關(guān)鍵詞：磁粉探傷；缺陷磁痕；航空維修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.219

0 引言

磁粉檢測(cè)是利用鐵磁性材料被磁化后，其表面和近表面的缺陷（或組織狀態(tài)變化）處在材料表面空間形成漏磁場(chǎng)吸附磁粉形成磁痕來(lái)直接顯示出缺陷的輪廓和它的形狀、位置。其具有缺陷顯示直觀，檢測(cè)靈敏度高，檢測(cè)效率高、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在航空維修中廣泛用于對(duì)鐵磁性材料工件的裂紋探查。在實(shí)際工作中磁痕的形成有多種原因，影響因素也有很多，本文主要結(jié)合航空維修使用較多的疲勞裂紋濕法檢測(cè)對(duì)磁痕形成的因素、磁痕特征進(jìn)行分析研究，以便準(zhǔn)確評(píng)定出缺陷。

1 磁痕顯示分類

在磁粉檢測(cè)中磁痕主要是由于缺陷漏磁場(chǎng)形成的，但也可能由其他原因形成磁粉聚集，因此磁粉檢測(cè)的關(guān)鍵就在于判明磁痕的成因。

根據(jù)形成原因不同，可以將磁痕顯示分為相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示和偽顯示。①由缺陷產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)吸附磁粉形成的磁痕顯示稱為相關(guān)顯示。②因工件截面變化、材料磁特性差異等產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)吸附磁粉形成的磁痕顯示稱為非相關(guān)顯示。③對(duì)于非因漏磁場(chǎng)而因粘附磁粉形成的磁痕顯示稱為偽顯示。

在航空維修中檢測(cè)的主要是疲勞裂紋所形成的缺陷，也就是要準(zhǔn)確判讀出相關(guān)顯示。而實(shí)際檢測(cè)中的工件形狀各異，相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示和偽顯示可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)相互重疊的現(xiàn)象。因此，如不能了解磁痕的具體成因和典型相關(guān)顯示特點(diǎn)，就可能出現(xiàn)誤判，輕者為造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，重者一旦漏檢可能會(huì)對(duì)航空裝備留下安全隱患。

2 磁痕顯示的影響因素

2.1 磁化方法和磁化規(guī)范

磁化方法和磁化規(guī)范對(duì)磁痕的影響主要是通過能否夠形成漏磁場(chǎng)以及漏磁場(chǎng)的大小其作用的。

①磁化方法。只有在磁力線與缺陷垂直時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)最大，如果磁力線與缺陷取向平行時(shí)，可能無(wú)法形成漏磁場(chǎng)。這就要求實(shí)際工作中，必須熟知被檢工件的主要受力形式，分析出可能存在的缺陷位置和方向，從而確定合理的磁化方法。

②磁化規(guī)范。要做到既不漏檢，又不影響對(duì)缺陷的判讀，必須確定合理的磁感應(yīng)強(qiáng)度。由電磁感應(yīng)原理可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度受磁化電流的影響。如果磁化電流過小，磁化不充分，零件表面的細(xì)小缺陷則不能清晰地顯示出來(lái)；磁化電流過強(qiáng)，則可能在工件沿著金屬流線方向形成漏磁場(chǎng)出現(xiàn)大面積的假象。

2.2 磁粉和磁懸液

磁懸液中的磁粉作為磁粉檢測(cè)中的檢驗(yàn)材料，其自身的性能對(duì)磁痕的形成有著較大的影響。不同表面狀況的材料對(duì)磁懸液的要求也略有不同。如表面粗糙度較大的鑄造工件檢測(cè)是應(yīng)使用濃度較低、流動(dòng)性好的磁懸液，而表面光潔的鍍件檢測(cè)時(shí)則應(yīng)使用濃度較流動(dòng)性稍差的磁懸液。因此選擇性能優(yōu)良對(duì)比度強(qiáng)的磁粉、濃度合適的磁懸液才能使清晰的磁痕。

2.3 零件表面狀況

磁粉在移動(dòng)過程中，不僅僅會(huì)被漏磁場(chǎng)吸附，還會(huì)受到工件的表面粗糙、凹凸不平、或者油污、銹斑等贓物的影響。工件表面的粗糙、銹斑、氧化皮以及覆蓋層斑駁處就可能會(huì)滯留磁粉；油污、纖維或其他贓物也會(huì)粘附磁粉。這些因素形成的假磁痕，通過仔細(xì)觀察，一般可以判別。

2.4 裂紋形狀

實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)其他條件不變時(shí)，如果裂紋的高度h與寬度a的比值h/a越大，則磁粉堆積越多，磁痕也就越清晰；反之，則難以形成清晰的磁痕。

3 航空維修中常見磁痕顯示及判別

3.1 相關(guān)顯示及判別

在實(shí)際運(yùn)用中，航空維修中的相關(guān)顯示主要為疲勞、磨損和腐蝕形成的缺陷形成的磁痕。

相關(guān)磁痕顯示都沿裂紋走向明顯的線狀，磁粉堆積濃密，磁痕中部稍粗、端部尖細(xì)，形成峰狀，并帶有尖銳尾巴，一般成不規(guī)則分布。在實(shí)際工作中先將磁粉擦掉，再施加磁懸液，若重復(fù)性良好，可以判斷為裂紋缺陷引起的相關(guān)顯示。

3.2 常見的偽顯示與非相關(guān)顯示判別及處理

3.2.1 常見偽顯示及判別、處理方法

（1）工件表面粗糙。這種偽顯示的磁痕與工件表面特征有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且堆積松散、輪廓不清，輕輕吹動(dòng)即可吹走磁粉。多見于工件表面劃痕以及焊縫等部位。

（2）污物和氧化皮。螺栓、軸類工件若在探傷前工件經(jīng)不適當(dāng)?shù)那逑从杏椭⒗w維殘留在表面，磁粉就會(huì)被粘附聚集。它的磁痕特征同樣是磁粉堆積松散，磁痕輪廓不清晰。在將工件清洗干凈后重新檢測(cè)不會(huì)再出現(xiàn)這些磁痕。

3.2.2 常見非相關(guān)磁痕顯示、判別及處理方法

（1）磁極附近。使用磁軛式的設(shè)備進(jìn)行探傷時(shí)易形成此類型的非相關(guān)顯示。在磁軛與工件連接處，磁力線離開工件表面和進(jìn)入工件表面都會(huì)溢出，形成漏磁場(chǎng)，吸附磁粉產(chǎn)生磁痕。這種情況下的磁痕磁粉多而松散，且容易形成過度背景、掩蓋相關(guān)顯示，在實(shí)際工作中注意要有一定的檢測(cè)重疊區(qū)。

（2）結(jié)構(gòu)磁痕。在磁化工件的截面突變部位，會(huì)有一個(gè)內(nèi)部磁通密度的增加，隨后產(chǎn)生局部外極性吸附磁粉形成磁痕。孔洞、齒條、鍵槽等部位都會(huì)引起這種磁痕。在螺桿類工件檢測(cè)中尤其要注意這類磁痕的特征是較寬且不清晰，與工件的形狀之間的關(guān)系明顯，是有規(guī)律地出現(xiàn)在同類工件的同一部位，結(jié)合工件的幾何形狀就可以做出判斷。

4 對(duì)策建議

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4.1 嚴(yán)格按照工藝規(guī)程操作

在磁化時(shí)，將零件磁化到飽和或者近飽和狀態(tài)，使零件達(dá)到充分磁化，可以得到較高的靈敏度。在實(shí)際工作中應(yīng)嚴(yán)格按照工藝規(guī)定的磁化方法和磁化規(guī)范進(jìn)行檢查，在沒有規(guī)定時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮工件的材料、磁特性、形狀、尺寸、熱處理狀態(tài)和檢測(cè)方式等因素用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定磁化電流，切勿為了提高檢測(cè)靈敏度而隨意提高電流大小。

4.2 控好磁懸液質(zhì)量

一是把好磁粉質(zhì)量關(guān)，配置磁懸液時(shí)應(yīng)選用符合國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)收合格的磁粉，遇有受潮結(jié)塊或超過保質(zhì)期嚴(yán)禁使用。二是把好濃度關(guān)，循環(huán)使用的磁懸液要定期測(cè)定測(cè)定磁懸液濃度。三是注重磁懸液清潔度比對(duì)和日常檢查，要根據(jù)氣候、工作量的變化和磁懸液清潔度的情況，及時(shí)更換磁懸液。

4.3 表面清洗

在預(yù)處理過程中，應(yīng)將工件表面的油脂、涂料以及鐵銹等去掉，使被檢面光潔、干燥、無(wú)油污及其他干擾檢測(cè)的情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)影響磁痕的相關(guān)因素進(jìn)行充分的認(rèn)識(shí)以及各種類型磁痕特征進(jìn)行分析，就可以分析出缺陷磁痕顯示。在實(shí)施磁粉檢測(cè)過程中， 要將缺陷經(jīng)磁化形成的磁痕顯示能被準(zhǔn)確地予以判斷，除了要具備相應(yīng)的理論知識(shí)，掌握方法外，還應(yīng)注重航空維修磁粉檢測(cè)工作的經(jīng)驗(yàn)積累，這樣才能做到檢測(cè)檢查的全面、有效，確保航空裝備質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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