CJW-2000型微控鉤尾框磁粉探傷機磁化故障的常見原因及一般解決方法

張 偉，戴鴻緒

（1.鐵路貨車公司陜西分公司，陜西 榆林 719300；2.寧波機場物流集團機務分公司，浙江 寧波 315154）

磁粉濕法探傷在鐵路貨車檢修行業中是一種常見的探傷方式，因其探傷環境差，工作時工件移動、電極頻繁分離，實際應用中故障率較高，尤以磁化故障更甚。鑒于探傷工藝本身的特殊性，在鐵路貨車檢修中占據極其重要的地位，因此，做好磁粉類探傷機的檢修、維保，及時排除故障隱患，將有效保障企業安全生產。

1 微控磁粉探傷機簡介

CJW-2000型微控鉤尾框磁粉探傷機，主要用于鐵路貨車鉤緩裝置中13號、13A號、16號、17號鉤尾框的磁粉探傷。根據鉤尾框結構的特殊性，磁化原理采用了二路復合磁化技術，即直接通電法、磁軛線圈法，經一次性通電即可全方位復合磁化鉤尾框端軸的各探傷部位。

1.1 探傷機工作過程

圖1 CJW-2000型微控鉤尾框磁粉探傷機示意圖

如圖1所示，將探傷鉤尾框放在規定間距的傳送線⑧上，到達指定位置后，尾框被頂升，夾具⑥夾緊工件⑦，尾框平移④進入探傷位置，電極銅排③接觸形成周向磁化回路，工件轉動⑤，同時噴液，電極和磁軛線圈通電，完成工件磁化探傷過程（磁軛線圈圖中未畫出，位置在工件左右兩端，環繞尾框夾緊機構⑥）。

磁化能力不強、不夠時，一般會出現試片檢測磁痕看不見、不清晰，缺少縱或橫向磁痕的現象。

1.2 充磁電路工作原理

工作原理如圖2所示。

圖2 磁化電路原理圖

從圖2可看出，周向、縱向磁化電路原理相同。周向磁化電流有效值為0~2000 A，縱向磁化電流有效值為0~100A。周向磁化是用電流直接通過工件產生磁場，而縱向磁化使用多扎線圈，使得周向磁化工作電流非常大，達到1485A以上。

該設備充磁電路采用晶閘管，由觸發電路控制晶閘管的導通角，從而實現交變磁化電流的調整。

2 鉤尾框探傷機磁化故障典型案例分析

2.1 故障現象及檢修過程

故障現象：一是磁化試驗時標準試片有時出現磁痕圖形顯示不完整的情況（缺少縱向磁痕），尤其是鉤尾框中間位置。二是周向磁化電流偏小，調整最大時不足1000A（正常工藝要求電流>1485A）。

檢修過程：主要分為兩部分，即周向磁化檢查和縱向磁化檢查調整。

（1）周向磁化檢查及調整。

首先針對周向磁化電流偏小問題對設備進行檢查。

①三相電源；正常。

②氣源氣壓：P>0.45Mp，正常。

③檢查周向磁化電流大小可調，電氣控制電路正常。

④周向磁化主回路左、右端電極絕緣情況良好。

⑤周向電纜連接處，銅板有綠色銹蝕現象，經打磨處理，改善接觸狀況。

⑥左側電極下移接觸工件夾緊體時打火嚴重。發現左側電極與氣缸活塞桿連接處緊固螺釘有松動現象。重新用平頭螺釘緊固，打火現象好轉。

⑦右側工件夾緊盤電極接觸不良。

a.凹形環工件電極緊固螺釘突起，導致電極局部接觸。

處理方法：調整更換螺釘。

b.絕緣環狀態不良，不能保證彈性環節正常工作。存在彈簧被壓斷、壓縮變形、嵌入支撐盤孔內等現象。

處理方法：更換彈簧。

⑧左端電纜連接處電極與橫梁移動電極的兩銅板不平行，導致電極接通時接觸不良。

處理方法：調整左端電纜連接處銅板，保證與移動銅板平行。

經過對周向磁化部分的檢查及調整后，該設備在生產過程中運行正常，周向磁化電流不足的問題基本得到解決。

（2）縱向磁化檢查與調整

①檢查縱向磁化電流大小可調，且電流可達最大值，電氣控制電路正常。

②更換兩端新的磁化線圈。重新測試，工件兩端試片磁痕清晰，但磁化電流無論如何調整，工件中間位置標準試片依然無橫向磁痕。

③對調右側磁化線圈兩接線端（線圈反接）。重新測試，工件中間位置試片出現完整磁痕。

2.2 案例分析總結

此次檢修過程主要圍繞周向磁化主回路的各個電氣接點進行，檢查調整其接觸狀況，降低接觸電阻，增大磁化電流。發現問題如下：

（1）鉤尾框磁粉探傷設備工況惡劣，導致在工作區域有濺射狀的熒光磁粉液，容易引起設備的銹蝕和電氣接點接觸不良。

（2）周向磁化電氣控制主回路電流大，通常超過1500A。且由于工件需要做水平移動，左右兩側電極要頻繁通斷，兩側電極與工件夾緊體也要頻繁通斷，容易引起接觸不良。

（3）工件與夾緊體間的接觸狀況，直接影響周向磁化電流的大小。

（4）周向磁化主回路有多個電氣連接點。在有液體的工況下工作，易產生接觸不良現象，隨時間延長導致接觸電阻增大，溫度升高會加劇電氣接點氧化。

（5）右側盤式工件夾緊體設置了彈性環節，具有自位功能，用于夾緊工件時，保證夾緊體與鉤尾框球面端有良好接觸。

（6）個別鉤尾框工件端部形狀不規則，會出現周向磁化電流下降的現象。

2.3 關于縱向線圈磁化問題

為保證縱向磁化磁場強度，接線時要使兩只線圈產生的磁場方向一致（兩線圈產生的磁場強度相疊加，反之磁場強度削弱）。

2.4 關于縱向、周向電流

實際中，維修人員很容易將縱向、周向電流混淆。根據安培定則判斷產生環繞工件方向的磁場，即周向磁化方向，標準試片顯示縱向磁痕。

3 微控磁粉探傷機磁化故障的原因及故障排查

3.1 設備水、電、風等動力供應不夠或設備外觀存在明顯缺陷

檢查三相電源、保險絲、接觸器、觸發板；檢查氣壓；工件位置是否到位，限位開關作用良好；磁化時是否已通電；電極有無丟失或與工件明顯接觸不良；磁化線路有無明顯的斷路。

3.2 磁化主回路內電氣接點接觸不良，即電極接觸不良

電極接觸不良的表現形式通常是正常狀態下的面接觸變為故障時的點接觸、線接觸。磁懸液本身對電極有一定的腐蝕作用，電極有時打火造成電極局部燒損，部分工件不規整，夾緊操作不規范，電極夾緊不牢靠，都是造成電極接觸不良的原因。且接觸不良導致接觸電阻增大，在磁化電流作用下發熱，溫度升高又會加劇電氣接點氧化，再次增大接觸電阻，使接觸不良狀況進一步惡化。

3.3 磁化線圈故障

磁化線圈故障在實際生產中發 生率較低，其正常壽命周期取決于制造質量。一般出現故障的原因為有雜物進入，如磁懸液等將線圈漆皮損壞，導致短路；線圈有積塵，工作環境高溫，設備長時間高密度運轉，導致線圈內部高溫氧化嚴重，磁化能力減弱。實際檢修過程中，還應注意兩端磁軛線圈的接法必須一致，保證兩線圈所產生的磁場方向一致。

4 結語

因鉤尾框微控磁粉探傷機工況惡劣，周向磁化電流大，應對周向磁化主回路各固定式電氣接點給予重視。設備除使用外，日常維保將極大的影響探傷機的故障率。維保人員應在充分掌握探傷機原理的基礎上，要做好設備點巡檢、潤滑保養，只有這樣才能保證設備運轉，延長設備有效使用壽命。