平移開合式線圈在磁粉探傷中的應用

徐昌華+李功璞

摘 要：鹽城市電子設備廠開發研制的平移式開合線圈技術已大量運用在鹽城市電子設備廠生產的磁粉探傷機（如輪對磁粉探傷機、車軸磁粉探傷機、桿類磁粉探傷機等）中，使用良好，得到使用方良好的評價。運用此技術后大大的提高了經濟效益，適合推廣使用。

關鍵詞：平移式開合線圈；磁粉探傷；經濟效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.075

磁粉探傷利用工件缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，它利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發紋等）磁導率和鋼鐵磁導率的差異，磁化后這些材料不連續處的磁場將發生畸變，形成部分磁通泄漏處工件表面產生了漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，漏磁場的寬度要比缺陷寬度大數倍，因此缺陷處堆積的磁痕比缺陷大更容易被發現，在適當的光照條件下，磁痕顯現出缺陷位置和形狀，對這些磁粉的堆積磁痕加以觀察和解釋，就實現了磁粉探傷。因為磁化具有方向性，即磁場方向和缺陷方向垂直或近垂直時，產生的漏磁場最強，缺陷顯示最清晰。所以為發現各方向缺陷，開發了多種磁化方式（1），周向磁化、縱向磁化及復合磁化法。

磁粉探傷目前在鐵路車輛的在役和新造零部件檢修過程中使用較多，如輪對，車軸，制動梁、抗側滾扭桿等。它們的質量會直接影響列車的安全運行。為了保障鐵路車輛零部件的良好技術狀態和提供數據支持，通過探傷機其對進行探傷檢測，以確定被檢測的零部件是否出現缺陷。

目前在磁粉探傷應用中由于鐵路大提速對很多工件的探傷提出了更高的要求，探傷的磁場強度、檢測點都做出相應的變化。以往對于輪對、車軸、齒輪軸、制動梁和抗側滾扭桿等長工件的探傷，周向技術相對穩定采用直接通電法。縱向缺陷多采用異形線圈或開合線圈來檢測，例如對對輪對的探傷包括車軸和車輪輪輞區域。探傷機對被檢測輪軸進行縱向的磁化時，縱向磁化線圈采用的是一種開合式線圈（圖1（a））。該線圈包括沿相互垂直方向進行圍合，左線圈和右線圈之間的頭部均通過夾緊裝置連接，且線圈之間根部均分別設置有集流環，集流環分別與其相應的開合裝置相連接。線圈的匝數較多，連接復雜，且安裝在下方，在實際使用中，噴淋的磁懸液直接淋到根部轉動連接處，長期使用磁粉雜質堆集，造成電流斷路，不能形成有效的縱向磁場，工作可靠性差。同時由于上述開合式線圈不能移動，對于工件尺寸的兼容性差，如輪對，因輪餅直徑尺寸范圍較大，輪對車軸所在高度不一致，如采用上述開合式線圈，檢測范圍較小，難以滿足多種輪對的檢測，適應性差。對抗側滾扭桿、制動梁等工件進行縱向的磁化時，縱向磁化線圈采用的是異形線圈。該線圈型狀為對近L型線圈組合（圖1（b））。在實際應用中工件長度不超過2米時情況較好，工件長度再加長后，兩端有較好的磁場強度，中間段磁場強度就有一定的減弱，超過一定數值后，中間段檢測到的磁場強度就達不到現規定的檢測磁場強度要求值。

新型平移式開合線圈結構新穎，可用于輪對，車軸、齒輪軸、抗側滾扭桿、制動梁、長桿狀工件。解決了舊有設備探傷應用中的一些不足，適應新的探傷要求。對于上述的工件都有較好的探傷效果。

1 平移式開合線圈結構

平移式開合線圈結構（圖2）。由多組縱向線圈單元、線圈回路棒，支撐架和線圈閉合氣缸等部件組成。使用過程中回路棒的另一端能夠插在或脫離倒U形線圈下端部的接線座上，相鄰兩個線圈之間通過軟導線相連，使之構成一整體連續線圈，每組線圈可左右調整，以適應多種工件；整體線圈組可上下移動方便工件上下料及觀察磁痕。

2 開合線圈與異形線圈測試數據

用鹽城市電子設備廠有限公司的平移開合線圈和異形線圈進行測試，帶工件和不帶工件時軸心線長度l=0-240cm范圍內縱向磁場強度測試數值列與表1和表2中，安匝數為12000。由表可見平移式開合線圈磁場強度均勻穩定，異形線圈對長工件中間效果較弱。

注：H1---------平移式開合線圈，H2---------異形線圈。

3 平移式開合線圈實用價值

a、懸吊在上方，運動機構、連接點在磁化過程中不接觸磁懸液，不易弄臟運動部件，增加設備的使用壽命。

b、可上下升降，適應不同中心高度的工件且方便配合在線式流水線工作，適應現代自動化生產，節約時間成本；左右可自由調整位置，適應同類多樣性工件探傷，尤其是整體輪對探傷（可避開制動盤、車輪等部件）。

c、磁場分布均勻，探傷范圍內磁場強度亦均勻穩定，磁粉探傷效果好，提高檢測靈敏度，杜絕不合格工件漏檢的風險。

d、磁化效率高，能量利用率高，節能、環保，附和現代先進生產理念，節約生產成本。

e、自動化成度高，控制精準，操作及后期維護保養，方便快捷。

f、針對性強，對于輪對、車軸、長桿類柱狀工件都有很好的探傷效果。

4 結束語

平移式開合線圈，以節能環保、自動化等現代化生產理念為研制核心，經過多次實驗，參考了大量的磁粉探傷實用數據，并以實驗和數據為基礎，由鹽城市電子設備廠最終開發研制出成品。目前，該技術已大量運用在鹽城市電子設備廠生產的磁粉探傷機（如輪對磁粉探傷機、車軸磁粉探傷機、桿類磁粉探傷機等）中，使用良好，得到使用方良好的評價。運用此技術后大大的提高了經濟效益，適合推廣使用。

參考文獻：

[1]美國無損檢測學會編，美國無損檢測手冊評審委員會譯.美國無損檢測手冊.磁粉卷[M].世界圖書出版公司，1998.

[2]（日）無損檢測學會.編周榮斌譯.磁性探傷與滲透探傷[M].航空無損檢測人員資格鑒定委員會，1983.

[3]任吉林.電磁無損檢測[M].航空工業出版社，1989.endprint