JB4730-4—2005 磁粉檢測宣貫講稿for print

1、JB4730-2005承壓設備無損檢測標準修訂情況介紹（磁粉檢測部分）湖南省特種設備檢測中心周志偉前 言JB4730-94壓力容器無損檢測標準是壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程及有關的產品標準和GB150鋼制壓力容器等的配套標準，由全國壓力容器標準化技術委員會提出，全國壓力容器標準化技術委員會制造分會歸口，原機械部、化工部、勞動部和中國石油化工總公司聯(lián)合發(fā)布的強制性行業(yè)標準。該標準94年1月29日正式發(fā)布，94年5月1日實施。1995年2月原勞動部下達1995年第65號文“關于貫徹執(zhí)行JB4730-94壓力容器無損檢測標準的通知”，要求壓力容器行業(yè)的設計、選材、制造、安裝、使用、檢驗和修理等一律執(zhí)行J

2、B4730-94標準。JB4730-94標準貫徹執(zhí)行近10年來，對規(guī)范壓力容器的管理，保障壓力容器產品質量，提高壓力容器行業(yè)設計、選材、制造、使用、檢驗水平，減少爆炸事故等方面起到了積極的作用。但是在貫徹執(zhí)行中也發(fā)現(xiàn)了不少問題，如有些容規(guī)中包括的有色金屬材料制壓力容器的檢測方法在標準中尚沒有反映；壓力管道的檢測內容缺口比較大；與鍋爐行業(yè)的關系不夠明確；射線檢測部分尚有一些條款不盡完善，此外在用鍋爐、壓力容器及壓力管道的無損檢測內容尚無標準規(guī)范可循等等。上述問題有的通過標準修改單和標準宣貫進行了修改和說明，有的則尚未解決。2000年全國質量技術監(jiān)督總局鍋爐局及全國鍋容標委決定對JB4730-94

3、標準進行修訂，現(xiàn)將磁粉檢測部分的主要修訂內容給大家作一個匯報。第一章 范圍1檢測范圍JB4730-94標準（磁粉篇）檢測范圍僅限于鐵磁性材料制成的壓力容器及其零件。JB4730-2005標準將檢測范圍擴大到鍋爐、壓力容器及壓力管道等承壓設備。與承壓設備有關的支承件和結構件，如有要求也可參照本標準進行磁粉檢測。2標準編制依據(jù)在60年代，國內不少單位對壓力容器進行磁粉檢測是采用蘇聯(lián)50年代的操作規(guī)范，有的是按1964年機械部無損探傷技術條件要求進行檢測。到80年代，執(zhí)行JB741-80鋼制焊接壓力容器技術條件的附錄4（焊縫磁粉檢測）和附錄6（螺栓件磁粉檢測）。JB3965-85鋼制壓力容器磁粉探傷

4、（參照ASME SE-709磁粉檢驗推薦操作方法）和JB4248-86壓力容器鍛件磁粉探傷（參照ASME SE-275鍛鋼件磁粉檢驗方法）制訂完成后，國內鍋爐、壓力容器行業(yè)的磁粉檢測工作，基本上按照這兩個標準執(zhí)行。JB4730-94壓力容器無損檢測是參照ASME SE-709和JIS G0565、JB3965-85、JB4248-86等標準起草的，在壓力容器行業(yè)普遍使用。JB4730-2005標準磁粉檢測部分主要參考了下列內容起草：(A) ASME SE-709（2001版）（等同于ASTM E709-95）磁粉檢測標準。(B) JIS G0565鋼鐵材料的磁粉探傷檢驗方法及缺陷磁痕的等級分類

5、。(C) ASME第8篇（2001年版）。(D) 歐洲標準EN1290：1998（等同于英國標準）焊縫無損檢測焊縫磁粉檢測。(E) JB4730-94標準(F) 本標準中規(guī)范性引用文件。(G) 行業(yè)上的一些建議。第二章 規(guī)范性引用文件由于GB/T16673無損檢測引用黑光源（UV-A）輻射的測量標準已發(fā)布，因此不再用過去GB5097黑光源的間接評定方法。增加了國內最新相關標準，如JB/T6065-2004無損檢測 磁粉檢測用試片、JB/T6066-2004無損檢測 磁粉檢測用環(huán)形試塊、JB/T8290-1998磁粉探傷機。GB/T-國家標準，JB/T-機械行業(yè)標準，“T”表示推薦性標準。在我國

6、，影響較大的國外無損檢測標準主要是：美國材料試驗學會標準（ASTM）、美國機械工程師標準（ASME）美國軍用標準 （MIL）、歐洲標準（EN）英國標準 （BS）日本工業(yè)標準（JIS）國際標準化組織標準（ISO）德國標準（DIN）第三章 一般要求1對磁粉檢測人員的要求磁粉檢測人員應符合本標準第一部分中“通用要求”中的要求，但要強調的是：磁粉檢測人員未經矯正或經矯正的近（距）視力和遠（距）視力應不低于5.0（小數(shù)記錄值為1.0），測試方法應符合GB11533標準對數(shù)視力的規(guī)定。并一年檢查一次，不得有色盲，這是因為有相當一部分探傷人員未能做到這一點。醫(yī)學上對色盲和色弱是這樣定義的：色盲是指全部或部分

7、失去對顏色的分辨能力；色弱是指對顏色能正確認出，但表現(xiàn)出識別困難或辨認的時間較長。由于磁粉有多種顏色，并且熒光磁粉檢測時，在紫外線的照射下，熒光磁粉的磁痕顯黃綠色熒光，所以要求從事磁粉檢測工作的人員，不能是色盲，由于色弱者具備對簡單的顏色辨認能力，因此本標準不再象JB4730-94那樣強調“不得有色弱”。2磁粉檢測設備必須符合JB/T8290磁粉探傷機的規(guī)定。 JB4730-94標準規(guī)定的磁軛提升力指標反映了磁化規(guī)范的要求，規(guī)定磁感應強度峰值Bm必須達到一定的大小，對于恒穩(wěn)直流電或工頻交流電通?？捎么跑椘骄Ρ磉_，其原理為：對于一定的設備與工件，磁軛平均吸力與鐵素體鋼板的磁導率、磁極間距、磁

8、極間隙及運動狀態(tài)等有關，當上述因素不變時，磁感應強度峰值Bm與磁軛平均吸力有一定的對應關系。但如磁極間距變化，將使磁感應強度B、磁場強度H和相對磁導率變化，因此，提升力指標中應注明磁極間距在2004年8月的最終統(tǒng)稿中對磁粉檢測設備的提升力作出如下要求，“當電磁軛極間距為200mm時，交流電磁軛至少應有44N的提升力，交叉磁軛至少有118N的提升力（間隙為0.5mm）。直流電磁軛間距小于100mm時至少有135N提升力，間距大于100mm，小于等于150mm時，至少有225N提升力”。本標準關于提升力的要求與JB4730-94中的規(guī)定出入較大，其中對直流電磁軛的要求是參照ASME SE-709（

9、2001版）（見表1）。交叉磁軛的提升力在國內某些標準或文獻中為88N，理由是交叉磁軛是由兩個交流電磁軛組成，但兩個交流電磁軛提升力的合力是矢量和，而不是向量和，為此，2003年8月磁粉標準修改組做了交叉磁軛提升力試驗，在間隙為0.51mm且不考慮行走速度的情況下，要達到A1-7/50探傷靈敏度交叉磁軛至少應有118N的提升力（注意此處間隙大小和磁軛行走速度對提升力的影響至關重要）。表1磁軛的最小提升力電流類型磁軛極兩腿間距 50100mm 100150mm ACDC45N -135N 225N2005年3月在JB4730標準定稿會上，專家們指出以上對直流電磁軛提升力的要求是參照了ASME S

10、E-709（2001版）的B分篇，這只是一個推薦性操作方法，而A分篇（強制性）中對提升力的要求是：當使用磁軛最大間距時，每個交流電磁軛至少應有101b（4.5kgf）的提升力；每個直流或永久磁鐵磁軛至少應有401b（18.1kgf）的提升力。所以標準最終稿對提升力作出如下定義：當使用磁軛最大間距時，交流電磁軛至少應有45N的提升力，直流電磁軛至少應有177N的提升力，交叉磁軛至少應有118N的提升力（磁極與試件表面間隙為0.5mn）。ASME SE-709（2001版）要求的紫外線波長為330390nm，但目前國內生產的紫外線燈波長范圍為320400nm。經協(xié)商JB4730-2005標準中對熒

11、光法檢測選用UV-A（波長320400nm）的紫外線。JB4730-94標準中規(guī)定“工件退磁后表面磁場強度小于160A/m”這個要求太高了，ASME SE-709規(guī)定“在退磁后，試片任何一點處的剩磁不超過3G（240Am-1）（絕對值）”，GB/T15822-1995標準也作出同樣規(guī)定，所以標準最終定為剩磁不超過240A/m（0.3mT），與ASME規(guī)范一致。3磁粉、載液及磁懸液JB4730-94標準僅規(guī)定濕法采用煤油或水作為分散媒介，沒有將其它多種低粘度油基載液考慮進來，因此本標準規(guī)定采用水或低粘度油基載液作為分散媒介。 在一定的溫度范圍內，油的粘度小，在重力作用下，磁懸液流動性好，探傷靈敏

12、度高，所以國內、外標準都是用運動粘度。國內有關標準對粘度及其計算公式作了如下定義：GB4016-83石油產品術語2-115 粘度液體流動時內摩擦力的量度。粘度值隨溫度的升高而降低。2-116 動力粘度表示液體在一定剪切應力下流動時內摩擦力的量度，其值為所加于流動液體的剪切應力和剪切速度率之比，在國際單位制（SI）中以帕·秒（pa·s）表示。習慣用厘帕（cpa）為單位。1厘帕=10-3帕·秒=1毫帕·秒。2-117 運動粘度表示液體在重力作用下流動時摩擦力的量度，其值為相同溫度下液體的動力粘度與其密度之比，在國際單位制中以米2/秒表示。習慣用厘斯（cSt）

13、為單位。1厘斯=10-6米2/秒=1毫米2/秒（mm2/s）。GB265-88石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法在溫度t時，試樣的運動粘度Vt（mm2/s）按Vt=C·t公式計算。式中：C粘度計常數(shù)，mm2/S2t試樣的平均流動時間，S在溫度t時，試樣的動力粘度t（mPa·s）按t= Vt·t公式計算。式中：Vt在溫度t時，試樣的運動粘度，mm2/St在溫度t時，試樣的密度，g/cm3。ASME SE-709規(guī)定，“為了不妨礙磁粉的流動性，油應有低的粘度，在100°F（38）溫度下，粘度3.0cst（3.0mm2/s，3厘斯），在最低可能使用溫度，不

14、大于5.0cst（5.0 mm2/s，5厘斯）；為了減少著火的危險，油應具有最低不低于200°F（98）的閃點；無嗅、不為使用者所厭惡；若使用熒光磁粉的顯示，油載液應有低的固有熒光性，不應明顯干擾熒光磁粉的顯示；無活性，亦即不應使懸浮磁粉變質?！币陨蟽热莸拇蟛糠譃楸緲藴首罱K稿所采用，此處粘度為運動粘度，GB/T15822亦采用運動粘度方式表示。JB4730-94標準中粘度控制在500020000Pa.S（25）為動力粘度單位，概念有不妥之處，本次修訂時，根據(jù)行內意見，將其改為運度粘度單位。現(xiàn)在，國外標準中對油基載液性能指標的要求不斷提高，要求使用低粘度、高閃點、無熒光、無臭味的油基載

15、液。對粘度指標主要是考慮在較低溫度下載液應有較好的流動性，以保證探傷靈敏度。高閃點指標主要是考慮安全性問題，無熒光是為了保證熒光磁粉探傷時不致干擾正常顯示。磁懸液法濃度對顯示缺陷的靈敏度影響很大，濃度不同，檢測靈敏度也不同。濃度太低，影響漏磁場對磁粉的吸附量，磁痕不清晰會使缺陷漏檢；濃度太高，會在工件表面滯留很多磁粉，形成過度背景，甚至會掩蓋相關顯示，所以國內外標準都對磁懸液濃度進行控制（見表2）。磁懸液濃度應根據(jù)磁粉種類、粒度、施加方法和被檢工件表面狀態(tài)等因素來確定。在JB3965-85和JB4248-86標準中磁懸液濃度采用體積沉淀法來確定。這對循環(huán)使用的磁懸液濃度測定較為方便，但在壓力容

16、器磁粉檢測中，絕大部分磁懸液均是一次性使用，若用體積沉淀法來確定磁懸液濃度則相當麻煩。同時，由于磁粉用量不明確，配制磁懸液往往要耗費很長時間才能達到標準要求。配制濃度采用g/L單位使配制變得簡單方便。本標準配制濃度是在參考了JISG0565和國內壓力容器行業(yè)多年來使用經驗后確定的。沉淀濃度采用ml/100ml單位，使得日常工作中對材料的質量進行控制時利用梨形沉淀管測定磁懸液濃度變得簡捷可行。表2 磁懸液濃度磁粉類型配制濃度（g/L）沉淀濃度（含固體量：ml/100ml）JB4730-2005JB4730-94JB/T6061ASME SE-709ASTME1444-01JB4730-2005J

17、B4730-94JB/T6061ASME SE-709ASTME1444-01非熒光磁粉1025102010251.22.41.22.41.22.41.22.4熒光磁粉0.5313120.10.40.10.50.10.40.10.44標準試件 幾何形狀復雜的零件磁化時各部位的磁場強度很難用公式進行計算，而且方向也難以估計，因此采用傳統(tǒng)的磁化方法顯然對某些部位檢測不合適，磁場會出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。使用標準靈敏度試片可以了解被檢工件各部位表面有效磁場強度和方向，有效檢測區(qū)以及磁化方法是否正確，具有使用簡單、直觀、方便等優(yōu)點。JB4730-94標準中使用的標準試片（塊）為A型試片、C型試片和磁場指示器（

18、八角試塊）。A試片只有A-15/100、A-30/100、A-60/100三種試片，適用于平的探傷面，現(xiàn)增加A-7/50、A-15/50、A-30/50三種試片是適用于有曲率的探傷面，它們是由日本無損檢測學會頒布的。根據(jù)JB/T6065-2004無損檢測 磁粉檢測用試片（2004.6.17發(fā)布，2004.11.1實施）介紹，試片分類有三種方法：a)按產品類型分：A型、B型、C型；b）按熱處理狀態(tài)分：經退火處理、未經退火處理；c）按靈敏度分：高、中、低。注1：按靈敏度等級分類，僅適宜于相同熱處理狀態(tài)的試片；注2：同一類型和靈敏度等級試片，未經退火處理的比經退火處理的靈敏度約高1倍。由于不退火材料

19、制成試片的磁導率低，所以它必須比退火材料制成試片具有更大的有效磁場才能顯示同一類型和靈敏度等級試片磁痕。而注2中是從另外一種角度敘述的：對同一類型和靈敏度等級試片，未退火材料必須比退火材料施加的外加磁場更大才能顯示磁痕，由于外加磁場大，所以它對自然缺陷顯示的靈敏度就高。JB/T6065-2004規(guī)定，每件試片上應刻有永久性標準化項目標記：試片類型符號和熱處理狀態(tài)符號人工槽深/試片厚度。試片號：A、B、C、D；熱處理：經退火為1或空缺；未經退火為2；人工槽深，試片厚度（略）。另外，C型試片分割線為9條（即10小片試片），而JB/T6065-1992中分割線為4條（即5小片試片）。A型標準試片是用

20、來檢查探傷裝置、磁粉、磁懸液的性能以及連續(xù)法中試件表面有效磁場的強度及方向、有效檢測范圍、檢測操作是否正確等。由日本無損檢測學會304小委員會進行連續(xù)法檢測時A型標準試片磁痕顯示與磁場強度對應關系的試驗。其結果表明，用連續(xù)法探出的A型標準試片的磁痕，幾乎不受被檢材質的影響，而僅與被檢物表面的磁場強度有關。用剩磁法時，A型試片顯示磁痕與被檢件的剩磁通密有關，但由于后者與試件的材質、A型試片與探傷面的接觸狀態(tài)以及試件產生的磁極有著較大的影響，故不能利用A型試片直接測試試件的剩磁通。所以A型試片僅適用于連續(xù)法，不適用于剩磁法。據(jù)有關資料介紹，A型靈敏度試片上的磁痕顯示與磁化電流和磁場強度有如下大致的

21、對應關系：A-15/100 顯示時， I=（1012）D H=32003800A/mA-30/100 顯示時， I=（ 68 ）D H=19202560A/mA-60/100 顯示時， I=（ 24 ）D H= 6401280A/m因此本標準中（即對鍋爐、壓力容器及壓力管道MT時）應選用A-30/100試片，靈敏度要求高時，可選用A-15/100。這與后面3.9磁化規(guī)范中規(guī)定連續(xù)法時，工件表面場線磁場強度應達2.44.8KA/m就一致了。（因為2.4KA/m2560A/m，A30/100顯示）。C型標準試片也是由日本無損檢測學會頒布的。C型標準試片用于焊接坡口等狹小部位，即因尺寸關系，使用A型

22、標準試片有困難時，用C型標準試片來代替A型標準試片。C-8/50的靈敏度相當于A-7/50，C-15/50的靈敏度相當于A-15/50。JIS G0565規(guī)定：“使用時為使具有人工缺陷面緊貼試件探傷面上，可用適當?shù)碾p面粘帶粘貼，此時粘帶厚度應在100m以下”。同樣，C型標準試片分C1和C2，C1為退火材料制成，C2為不作熱處理的冷軋材料。對C型標準試片施加磁粉時，應采用連續(xù)法，試片的原始形狀、尺寸、磁特性發(fā)生變化時，不得繼續(xù)使用。M1型多功能試片是鐵道科學研究院金化所生產的，它是將三個不同刻槽深度而間隔相等的人工刻槽以同心圓方式做在同一試片上，其三種槽深分別與A1型試片的三種型號相同，這種試片

23、可一片多用，觀察磁痕顯示差異直觀，能更準確地推斷出被檢工件表面的磁化狀態(tài)。磁場指示器（八角試塊）最早是在美國標準中應用，由于它使用方便，在JB3965-85標準中就開始采用。磁場指示器僅用于了解工件表面的磁場方向和有效磁化范圍，而不能作為磁場強度和磁場分布的定量測試，但比標準試片經久耐用，操作簡便。八角試塊是由八塊低碳鋼經銅焊拼焊而成，他的人工缺陷為銅焊縫，其寬度在0.1mm數(shù)量級范圍，試塊總厚3.7mm左右，由于試塊剛性大，不可能與工件表面（曲面）很好貼合，同時其厚度為3.7mm，這些都使得八角試塊無法摸擬出工件表面狀況，所以，八角試塊顯現(xiàn)磁痕與工件表面的磁場強度無嚴格對應關系，因此，八角試

24、塊只能作為工件表面磁場方向是否正確的一種粗略校驗工具，而不能作為工件表面磁場強度及其分布的定量指示。使用磁場指示器時，當磁場指示器上沒有形成磁痕或沒有在所需方向形成磁痕時，應改變或校正磁化方法。國內大多是個體生產，質量不一定能很好保證，磁場強度不足時，也能顯示*型，嚴重妨礙它的使用，這需要采取一定的措施。ASME SE709（2001版）規(guī)定：磁場指示器應放置在被檢工作表面上，且使鍍銅的一面遠離被檢表面。該標準磁場指示器圖上只標注一面為厚度0.25±0.025mm銅皮，而JB4730-2005標準的送審稿上的磁場指示器圖上標注為二面銅皮，標準最終稿修改為一面銅皮，與ASME標準一致。

25、B型標準試塊是美國ASME SE709推薦的環(huán)形試塊，它是用于中心導體法時估判磁化檢測技術的全面性能及靈敏度的一種工具，它適用于直流電（DC）和三相全波整流電（FWDC），通電并施加磁粉時，形成的環(huán)外沿上的磁痕顯示數(shù)量將指出所使用的系統(tǒng)的相對靈敏度，如果所述的顯示數(shù)量不能探測到，則磁粉、磁懸液、磁化方法、磁化設備及其組合都必須進行檢查和修正。B型標準試塊已被JB/T6066-2004無損檢測 磁粉檢測用環(huán)形試塊引用。E型標準試塊適用于交流電（AC）和單相半波整流電，也是用于中心導體磁化方法中，它與英國BS標準試件和日本B型試塊接近，E型標準試塊也被JB/T6066-2004無損檢測 磁粉檢測用

26、環(huán)形試塊引用。B型和E型標準試塊原都在送審稿的附錄A中作了詳細介紹，在2005年3月的定稿會上，專家們認為中心導體法在鍋爐壓力容器行業(yè)使用不太多，所以刪去了送審稿中附錄A“標準試塊的類型、圖形、尺寸及使用方法”，但在本標準正文3.5.3節(jié)中強調了中心導體磁化方法標準試塊應符合JB/T6066-2004無損檢測 磁粉檢測用環(huán)形試塊。由于制作統(tǒng)一的標準缺陷樣件極其困難，各單位自行收集、制作的樣件又有差異，這會帶來質量異議，因此本標準不提倡采用標準缺陷樣件。5磁化規(guī)范 磁粉檢測應有適當?shù)拇艌鰪姸?，為了使磁痕顯示的一致性，磁場強度必須控制在合理的范圍內，通常是±25%，影響磁場強度的因素是工

27、件的尺寸、形狀、材質以及磁化技術等，這些因素的變動范圍廣泛，所以很難制定嚴格的磁場強度規(guī)則以適用于每種工件。標準中介紹了四種方法來確定磁場強度：a) 用磁化電流表征的磁場強度按3.9.23.9.6所給出的公式計算；b) 利用材料的磁特性曲線，確定合適的磁場強度；c) 用磁場強度計測量施加在工件表面的切線磁場強度，連續(xù)法為2.44.8KA/m，剩磁法為14.4 KA/m；d) 用標準試片（塊）來確定磁場強度是否合適。 ASME SE-709（2001版）中規(guī)定：“磁場強度計與霍爾效應切向場探頭用于測量切向場峰值，探頭應放在被測表面上能確定最大場強處。施加磁化力同時，測量的磁場強度大小在3060G

28、S范圍內時（2.44.8KA/m），指示的為恰當?shù)拇艌鰪姸?。”這與本標準中的四種方法之一“用磁場強度計測量施加在工件表面的切線磁場強度，連續(xù)法檢測時應達到2.44.8KA/m”是一致的。通電法和中心導體法a) 空心件用直接通電法不能檢查內表面不連續(xù)性，因為內表面磁場強度為零。用中心導體法能檢測工件內外表面與電流平行的縱向缺陷和端面的徑向缺陷，外表面檢測時應盡量使用直流電或整流電。中心導體法用交流電進行外表面檢測時，會在筒形工件內產生渦電流ie，因此工件的磁場是芯棒中的傳感電流It 和工件內的渦電流ie產生的磁場的疊加，由于渦電流有趨膚效應，由此導致工件內外表面的檢測靈敏度相差很大，對磁化規(guī)范確

29、定帶來困難。國內有資料介紹：對一內徑為80mm，厚2mm鋼管通交直流電磁化，為達到管內、外表面相同大小的磁場，通直流電時二者相差不大，而通交流電時，檢查外表時的電流值將是檢查內表面時電流值的2.7倍。因此用中心導體法進行外表面檢測時，一般不用交流電而盡量使用直流電和整流電。b) 使用中心導體法時如果電流不能滿足檢測要求時可用偏置芯棒法，JB4730-94標準規(guī)定芯棒偏心放置時，芯棒與工件內表面的間距為1015mm，實際操作時此間距很難控制且沒有必要，檢測時芯棒靠近內壁放置不僅靈敏度高，而且操作方便，因此JB4730-2005標準將原JB4730-94標準中棒與內壁間距1015mm以及按空心工件

30、厚度來確定磁化電流值的表11-4刪去，芯棒靠近內壁放置時，導體與內壁接觸時應采取絕緣措施。此外，本標準中表3通電法和中心導體法磁化規(guī)范同樣適應于偏置芯棒法。不同的是通電法和中心導體法磁化電流計算公式中D為工件橫截面上最大尺寸，而偏置芯棒法時D為芯棒直徑加兩倍工件壁厚。c) 在軸向通電法中，選擇直流電（整流電）連續(xù)法：I=（1232）D，這與ASME SE-709（2001版）一致，JB4730-94中為I=（1220）D，不適合有特殊要求的工件檢驗，因此選擇的磁化電流范圍擴大了，在交流電連續(xù)法中，JB4730-94標準中I=（610）D，同樣不適用于有特殊要求的工件檢驗，為此將選擇的磁化電流范

31、圍擴大，上限擴大到15D，即本標準規(guī)定I=（815）D。觸頭法JB4730-94標準中觸頭法選擇的磁化電流是：T20mm時，I=（34）倍觸頭間距，T20mm時，I=（45）倍觸頭間距，在ASME標準中規(guī)定：T19mm時，I=（3.54.3）倍觸頭間距，但國內已習慣使用I=（3.54.5）倍觸頭間距，這樣的數(shù)值便于記憶，同時也在磁化電流的誤差范圍之中，因此本標準也規(guī)定，T19mm時，I=（3.54.5）倍觸頭間距。另外，ASME規(guī)定T19mm時，I=（3.94.9）倍觸頭間距，國內已習慣使用I=（45）倍觸頭間距，而且誤差不大，本標準采用了后者。磁軛法JB4730-94標準中磁軛的磁極間距控制

32、在50200mm之間，由于磁極附近會產生漏磁場吸附磁粉形成非相關顯示，為排除漏磁場干擾，所以JB4730-2005標準將最小磁極間距擴大到75mm，這一規(guī)定與ASME規(guī)范一致。交流電磁場具有趨膚效應，因此對表面缺陷有較高的靈敏度。此外，由于交流電方向不斷的變化，使得交流電磁軛的磁場方向也不斷變化，這種方向變化可攪動磁粉，有助于磁粉的遷移，從而提高靈敏度。而直流電磁軛由于其磁場深入工件表面較深，有助于發(fā)現(xiàn)較深層的缺陷。也正是由于這一點，在同樣的磁通量情況下，磁場深度大，磁力線可穿過面積也大，所以單位面積上的磁感應強度就低，從而降低了檢測靈敏度。有資料表明，直流電磁軛在大于6mm的鋼板上進行磁粉檢

33、測時，盡管電磁軛的提升力滿足標準要求（177N），但用A型靈敏度試片測試，表面磁場強度往往達不到要求。一般來說，承壓設備表面及近表面缺陷的危害程度較內部缺陷要大。如果表面和近表面缺陷的檢出率高，對于承壓設備的安全則比較有利，所以對鍋爐、壓力容器的焊縫進行磁粉檢測時以采用交流電磁軛為好。而對薄壁壓力管道來說，采用直流電磁軛由于其磁場深入工件表面較深，有助于發(fā)現(xiàn)較深層的缺陷，可以彌補內部缺陷的檢測真空，因此這種方法較交流電磁軛為好。平行電纜法角焊縫由于其結構原因，進行磁粉檢測較為麻煩。角焊縫檢測一般采用觸頭法、磁軛法等。JB4730-94標準把平行電纜法作為一種磁探傷方法引入，實際檢測時應是將電纜

34、纏繞在接管上進行，實質上還是線圈法。但是JB4730-94標準中圖11-6平行電纜法示意圖容易使人產生這樣一種印象，采用這種方法檢測時磁力線的一部份在空氣中，被檢工件中的磁場被大大減弱，扭曲和分布不均勻，并且檢測角焊縫中的縱向缺陷如縱向裂紋時，裂紋與大部分磁力線不切割故探傷靈敏度低，因而檢測不可靠。因此本標準在修訂時刪去平行電纜法檢測角焊縫的內容。應該注意的是無論采用何種方法檢測角焊縫，均應使用A型或C型靈敏度試片來檢測靈敏度，以確保檢測效果。線圈法（A）JB4730-94標準規(guī)定：線圈法的有效磁化區(qū)在線圈端部0.5倍線圈直徑的范圍內。（B）ASTM E1444-94a規(guī)定對于低充填因數(shù)線圈法

35、，有效磁化區(qū)在線圈中心向兩側延伸0.5倍線圈直徑范圍，對高充填因數(shù)線圈法，磁化有效區(qū)是從線圈中心向兩側分別延伸200mm。（C）美國ASME規(guī)范第卷第7章“磁粉檢驗”中T-774.2中規(guī)定：如果線圈磁化范圍擴大到超過線圈任一邊6in.（152.4mm）時，其適當?shù)拇艌鰬蒚-753的磁場指示器來確定。（D）國內有單位對兩種不同規(guī)格工件（90×760；52×400）；材質為35CrMo；采用濕連續(xù)法油磁懸液；電纜與工件緊密纏繞（高充填因數(shù)）；中檔靈敏度試片C1-15/50作了一系列試驗。試驗結果表明：試片無論是放在電纜中還是放在距電纜端部200mm處，C1-15/50靈敏度試

36、片上人工缺陷均能清晰顯示。根據(jù)試驗結果，本標準從保守角度考慮采用了ASME規(guī)范中的規(guī)定：線圈法有效磁化區(qū)是從線圈端部向外延伸到150mm范圍內。由于線圈法的參量多，假設條件也多，造成計算結果的誤差也較大。因此，對超過150mm以外區(qū)域的磁場強度應采用標準試片確定。（E）線圈法在原送審稿中采用的是ASME SE-709（2001版）的內容，現(xiàn)有四點要說明。 a）ASTM E 1444-01中對低充填因數(shù)線圈縱向磁化的條件是：線圈的橫截面積是被檢零件橫截面積的10倍或更多倍時，即Y10使用公式。而ASME SE-709（2001版）中規(guī)定的條件為：線圈的內徑大大超過零件的內徑尺寸（工件的直徑小于1

37、0%的線圈內徑），即Y100。本標準的2004年8月送審稿中采用了后者。在2005年3月標準定稿會上，根據(jù)國內不少單位的一致要求，希望低、中、高充填因數(shù)全部定義為線圈橫截面積與工件橫截面積比，所以在本標準最終稿中，對低充填因數(shù)線圈縱向磁化的條件采用了ASTM E1444-01的規(guī)定，即Y10，這樣就對所有不同直徑工件和線圈所采用的低、中、高充填因數(shù)磁化條件進行了復蓋。 b）中充填因數(shù)線圈的磁化電流值，在ASME SE-709中列出是： 國內專家們有二種意見，一是中充填因數(shù)線圈的情況暫時不列入標準中，等全國壓力容器標準化委員會與美國ASME總部聯(lián)系后的結果再決定（中充填因數(shù)線圈公式不使用不妨礙產

38、品出廠），第二種意見是把公式列入標準中，直接使用，因為國外標準都采用了中充填因數(shù)線圈公式，本標準采納第二種意見。c）JB4730-94標準沒有空心工件有效直徑參數(shù)的要求，該規(guī)定與95版ASME的規(guī)定相一致。在2001版ASME中增加了空心工件有效直徑參數(shù)要求，本標準按2001版ASME的要求，增加了空心工件有效直徑的規(guī)定。在低、高充填因數(shù)線圈應用公式中的L/D，當計算空心工件時，工件直徑應由有效直徑Deff代替。對圓筒形工件：D0圓筒外直徑Di圓筒內直徑對非圓筒形工件： At零件總的橫截面積Ah零件中空腔橫截面積以上兩個公式摘自ASME SE-709。d）周向磁化時，磁化電流的大小是按工件直徑

39、或橫截面上最大尺寸D來計算的。而在進行線圈法縱向磁化時，磁化電流是按工件的長徑比L/D來選擇，這是線圈法縱向磁化的一個特點。其原因在于：鐵磁性材料磁化時，由于材料中磁極所產生的磁場稱為退磁場，它對外磁場有削弱作用，用符號H表示。H=N（式中H退磁場；J磁極化強度；0真空磁導率；N退磁因子）。磁極化強度J是與工件截面的單位面積上的磁極強度有關的物理量，退磁因子N是與工件的L/D值有關的系數(shù)。L/D值大，工件磁極外部的磁力線通過空氣的路程長，磁阻大，工件形成的退磁場H就小。反之，L/D值小，工件磁極外部的磁力線通過空氣的路程短，磁阻小，磁力線易閉合，工件形成的退磁場H值就大。在進行縱向磁化時，L/

40、D值對工件的磁化效果影響極大。因此，在制定線圈法縱向磁化規(guī)范時，必須根據(jù)工件L/D值的大小來選擇克服了退磁場H影響之后的有效磁場，使之達到規(guī)定的數(shù)值，以確保檢測靈敏度。JB4730-94標準所給經驗公式是考慮到上述因素而制定的。由于在L/D15時，退磁因子N已很?。↙/D=10時，N=0.215），對工件磁化場影響較小，L/D數(shù)值再增大，N更小，影響更弱（L/D=20時，N=0.0775）。而當L/D3時，退磁場影響很大，工件磁化需要很大的外加磁場強度，才足以克服退磁場的影響，對工件進行有效地磁化。因此JB4730-94標準中規(guī)定，線圈法的計算公式不適于（L/D）3的工件，此時若要使用線圈法，

41、可采用磁極加長塊來提高長徑比的有效值或采用標準試片實測來決定電流值。對于（L/D）10的工件，公式中（L/D）取10，這樣既能保證磁化效果，又便于計算。前已述及，JB4730-94標準對低充填因數(shù)線圈縱向磁化條件是參照ASME SE-709（2001版）規(guī)定為Y100，而本標準規(guī)定的Y10是參照ASTME 1444-01，為了保證引用內容的一致性，參照ASTME1444-01，本標準中規(guī)定線圈法的計算公式不適應于L/D2的工件，當（L/D）15時?。↙/D）為15。e) 本行業(yè)中剩磁法很少使用，也不用（或很少使用）線圈法對工件作剩磁法檢驗，因此這部分內容就不列入。質量控制質量控制內容是參照AS

42、ME SE-709和JIS G0565的要求而制訂的，國內有些單位在這方面做得不夠，因此在標準中專門列一節(jié)強調這個問題。表3為ASME SE-709中建議的設備保養(yǎng)和校驗時間間隔。項目兩次標定間的最長時間照明a、可見光強度1周b、黑光強度1周c、本底可見光強度1周系統(tǒng)性能a、濕磁粉濃度8小時或每次換班時b、濕磁粉污染情況1周c、斷水試驗1天設備校定/校核a、安培表精度6個月b、定時器控制6個月c、快速斷路6個月d、自重校驗6個月e、光度計校驗6個月安全防護安全防護是參照ASME SE-709和國內無損檢測安全防護的實際情況而制訂的。被檢工件表面準備被檢工件表面，特別是焊縫表面少量凹凸一般可不打

43、磨，涂層厚度不超過0.05mm時，可以帶涂層進行磁粉檢測，但工件和電極接觸部分必須清除干凈。ASME SE-709（2001版）規(guī)定：“薄的非導電涂層（數(shù)量級約為0.020.05mm）一般可能不會干擾顯示的形成，檢測區(qū)及附近非導電涂層或復蓋層大于0.05mm時，必須驗證證明對最厚涂層處亦能探測出不連續(xù)性”國內有資料介紹，當涂層厚度為0.5mm時，亦能發(fā)現(xiàn)A-30/100靈敏度試片上的人工缺陷顯示。本標準送審稿中原有“如果涂層更厚，必須證明整個存在最厚涂層的地方能夠不妨礙磁粉檢測，否則應該去除”，為保守起見在標準的最終稿中將此段話刪去。被檢工件表面如需打磨，根據(jù)實際情況，標準工作組成員建議表面粗

44、糙度由原JB4730-94標準中Ra12.5m放寬到Ra25m，本標準采用了。為了增加對比度，提高磁粉檢測靈敏度，允許使用反差增強劑。檢測時機常用的低合金高強鋼屬于易淬火鋼一類。在焊接過程中，若因措施不當使得焊縫中存在淬硬組織，或未嚴格按工藝要求進行焊接使焊縫金屬中有較高的氫含量，或有較大的焊接殘余應力，則焊縫容易產生冷裂紋。其中延遲裂紋是一種常見形式。它不是焊后立即產生，而是在焊后幾小時至十幾小時或幾天后才出現(xiàn)。若磁粉檢測安排在焊后立即進行，就有可能使容易產生延遲裂紋材料的焊縫檢測變得毫無意義。因此JB4730-94標準規(guī)定，對于那些有可能產生延遲裂紋的材料，其磁粉檢測應安排在焊后24小時進

45、行。應注意的是，焊后24小時是容規(guī)的最低要求，對于某些產品來說有可能采用更長的時間，這時應按較嚴格的要求執(zhí)行。如GB12337鋼制球形儲罐就明確規(guī)定對有可能產生延遲裂紋的材料，其磁粉檢測應安排在焊后36小時進行。此外對有再熱裂紋傾向的材料在熱處理后還應增加一次無損檢測（主要指的是磁粉檢測）。第四章 檢測方法1磁粉檢測方法磁粉檢測方法分很多種，詳見表4，過去的磁粉探傷標準在適用范圍內只提干磁粉法、濕磁粉法、熒光和非熒光法，例如JB3965-85鋼制壓力容器磁粉探傷、JB4248-86壓力容器鍛件探傷、JB4730-94壓力容器無損檢測，也有的磁粉探傷標準，在適用范圍內不提具體的探傷方法，例如ZB

46、J04006-87鋼鐵材料的磁粉探傷方法、HB/Z72-83航空零件磁粉探傷說明書、國家軍用標準GJB2028-94磁粉檢驗。在GB/T15822-1995磁粉探傷方法的主題內容與適用范圍中籠統(tǒng)地提到“磁粉探傷的一般方法和交叉磁軛探傷方法”。在征求意見時，少數(shù)單位提出要增加連續(xù)法、剩磁法。也有的要求增加周向磁化、縱向磁化、復合磁化法。為了平衡這些意見，標準工作組把這些磁粉檢測方法分類列入標準中（該分類方法是參照日本JIS G0565標準，并考慮到承壓設備的特點制定的）。表4 磁粉檢測方法分類分類條件磁粉檢測方法名稱施加磁粉的載體干法（熒光、非熒光）、濕法（熒光、非熒光）施加磁粉的時機連續(xù)法、剩

47、磁法磁化方法軸向通電法、觸頭法、線圈法、磁軛法、穿棒法、交叉磁軛法、感應電流法2剩磁法在鍋爐、壓力容器及壓力管道行業(yè)中較少使用剩磁法，為了保證檢測靈敏度，參照ASME和國內使用剩磁法的經驗，當采用剩磁法進行磁粉檢測的工件其剩磁應在0.8T以上，剩磁法的通電時間與JIS G5065是一致的。3交叉磁軛式旋轉磁場方法所謂旋轉磁場是在工件兩個相互垂直的方向上同時施加兩個交流分磁場：Hx（t）和Hy（t）；若設磁場幅值為H0，則H0x=H0y=H0；且頻率相同；存在一個相位差。兩個交流分磁場為：Hx= H0cos（t+1）（4-1）Hy= H0cos（t+1）+（4-2）根據(jù)磁場矢量疊加原理，其大小為

48、：合成矢量角為：=tan-1cossintan（t+1）也就是說，合成磁場的指向在一個平面內作旋轉運動，旋轉磁場因此得名。當=/2時，H=H0，=（t+1），即合成磁場的幅值為常量，其軌跡按順時針方向作圓周運動。也就是說，此時它在工件各方向上的檢測靈敏度相同。目前市售磁軛式旋轉磁場探傷儀，就是依據(jù)這個原理制成的。中冶集團建筑研究總院近些年來對交叉磁軛式旋轉磁場的基礎理論作了大量的研究工作，其研究成果將于2006年在國內權威無損檢測雜志上發(fā)表。交叉磁軛法由于一次可以檢測一個區(qū)域各個方向的缺陷，因此在本行業(yè)得到廣泛使用。但是在使用交叉磁軛式旋轉磁場探傷儀時容易產生的一些誤區(qū)必須引起人們足夠的重視。

49、（1）使用交叉磁軛式旋轉磁場磁粉探傷儀進行檢測時,不能采用步進式分段探傷從交叉磁軛式旋轉磁場磁粉探傷儀的磁場分布情況不難看出，在磁極所在平面不同部位的磁場強度大小和方向差別極大。很顯然，處在不同部位的缺陷檢出靈敏度也必然有高有低。因此，若采用步進式分段探傷，對不同部位某些方向的缺陷將會造成漏檢。如果采用連續(xù)移動式的探傷，使任何方向的缺陷在大小和方向變化著的磁場作用下就很容易形成磁痕從而被檢出。這就是不能采用步進式分段探傷的根本原因。（2）使用交叉磁軛式旋轉磁場磁粉探傷儀進行檢測時,要限制行走速度對連續(xù)法探傷，磁化時間一般要求13秒，目的是使缺陷有足夠的時間形成磁痕。同樣道理，如果交叉磁軛的行走

50、速度過快，就等于缺陷磁痕的形成時間短了，還沒來得及形成缺陷磁痕交叉磁軛已經離開了缺陷位置，從而造成漏檢。本標準推薦探傷儀行走速度不應大于4m/min。（3）旋轉磁場磁粉探傷儀不能用于剩磁法用剩磁法檢測的首要條件是能夠獲得足夠的剩磁。因此，當采用交流設備磁化工件時必須配有斷電相位控制器。因為交流電產生的磁場強度在不斷的變化，如果不采用斷電相位控制，讓它能在達到最大剩磁的時限內停止磁化，就不能確保獲得最大的剩磁。而旋轉磁場磁粉探傷儀是由兩相正弦交變磁場形成的旋轉磁場，不僅其磁場的大小在不停的變化，而且其方向也在360°范圍內在不斷的改變。所以，無論在什么時候斷電，磁場的大小和方向都是未知

51、的，更無法保證獲得穩(wěn)定的最大剩磁。因此，旋轉磁場磁粉探傷儀只能用于連續(xù)法，而不能用于剩磁法。（4）當采用交叉磁軛式旋轉磁場磁粉探傷儀進行檢測時,對間隙要加以限制磁軛式磁粉探傷儀(包括交流磁軛和交叉磁軛)的工作原理是通過磁軛把磁通導入被檢測工件來達到磁化工件的目的。而磁極與工件之間的間隙越大，等于磁阻越大，從而降低了有效磁通。當然也就會降低工件的磁化程度，結果必然造成檢測靈敏度的下降。此外由于間隙的存在，將會在磁極附近產生漏磁場，間隙越大所產生的漏磁場就越嚴重。由于間隙漏磁場會干擾磁極附近由缺陷產生的漏磁場，有可能無法形成缺陷磁痕，即使形成磁痕也會被破壞掉。因此，為了確保檢測靈敏度和有效檢測范圍

52、必須限制間隙，而且越小越好。 對于承壓設備，由于其結構特點，當被檢工件表面為一曲面時，它的四個磁極不能很好地與工件表面相接觸，會產生某一磁極懸空（在球面上時），或產生四個磁極以線接觸方式與工件表面相接觸（在柱面上時），這樣就在某一對磁極間產生很大的磁阻，其表現(xiàn)為很強的噪聲，從而降低了某些方向上的檢測靈敏度。因此，在進行承壓設備磁粉檢測時，使用交叉磁軛式旋轉磁場探傷儀應隨時注意各磁極與工件表面之間的接觸是否良好，當接觸不良時應停止使用，以避免產生漏檢。本標準規(guī)定最大間隙不應超過1.5mm。（5）在交叉磁軛外側可以進行磁粉檢測外側的旋轉磁場盡管較弱，而且距磁軛越遠磁場越弱，但畢竟有個可以檢出缺陷的

53、有效磁化場范圍。在利用外側磁化場檢測時，必須用試片試驗有效磁化場范圍。如右圖所示，利用交叉磁軛外側磁化場檢測T形接頭角焊縫時，把交叉磁軛放在翼板上，而試片貼在角焊縫另一側的腹板上。只要按標準要求的試片能清晰顯示，就表明該角焊縫（包括熱影響區(qū)）都能達到檢測靈敏度的要求。（6）采用交叉磁軛式旋轉磁場磁粉探傷儀進行檢測時，噴灑磁懸液的注意事項用交流磁軛探傷時，必須先停止噴灑磁懸液，然后斷電。為的是避免已經形成的缺陷磁痕被流動的磁懸液破壞掉。當采用旋轉磁場磁粉探傷儀進行檢測時，是邊移動磁化邊噴灑磁懸液，就更應該避免由于磁懸液的流動破壞已經形成的缺陷磁痕。這就需要掌握磁懸液的噴灑應在保證有效磁化場被全部

54、潤濕的情況下，與交叉磁軛的移動速度良好地配合，才能把微細的缺陷磁痕顯現(xiàn)出來，對這種配合的要求是：在移動的有效磁化場范圍內，有可供缺陷漏磁場吸引的磁粉，同時又不允許因磁懸液的流動而破壞已經形成了的缺陷磁痕，如果配合不好，即使有缺陷磁痕形成，也會遭到破壞，因此，使用交叉磁軛最難掌握的環(huán)節(jié)是噴灑磁懸液，需要根據(jù)交叉磁軛的移動速度，被檢部位的空間位置等情況來調整噴灑手法。旋轉磁化探傷時最好選用能形成霧狀磁懸液的噴壺，但是壓力不要太高。為了提高磁粉的附著力，可在水磁懸液中加入少量的水溶性膠水，用以保護已經形成的缺陷磁痕，經試驗證明效果很好。目前，復合磁化技術在國內、外的應用已非常廣泛，而采用交叉磁軛形成

55、的旋轉磁場進行磁粉探傷，雖然國內應用很廣，但在國外應用并不多，估計其主要原因就是用交叉磁軛檢測時，其操作手法必須十分嚴格，否則檢測就容易造成漏檢。尤其是有埋藏深度的較小缺陷，漏檢機率會更高。（7）當采用交叉磁軛進行檢測時，試驗系統(tǒng)靈敏度的注意事項既然試驗的是系統(tǒng)靈敏度，就應該按照既定的工藝條件（尤其是移動速度）把試片貼在焊縫的熱影響區(qū)進行試驗。操作時要避免磁極把試片損傷。有人是在靜止的狀態(tài)下把試片貼在四個磁極的中心位置試驗靈敏度，這是不規(guī)范的。因為靜止狀態(tài)不包含由于交叉磁軛的移動對檢測靈敏度的影響。第五章 磁痕顯示的分類和記錄1磁痕顯示的分類參照ASME SE-709，把磁痕顯示分為相關相示、

56、非相關顯示、偽顯示；本標準第一部分通用要求3術語和定義對三種顯示作了明確定義：相關顯示磁粉檢測時由于缺陷（裂紋、未熔合、氣孔、夾渣等）產生的漏磁場吸附磁粉形成的磁痕顯示，一般也叫缺陷顯示；非相關顯示電磁路截面突變以及材料磁導率差異等原因產生的漏磁場吸附磁粉形成的磁痕顯示；偽顯示不是由漏磁場吸附磁粉形成的磁痕顯示，也叫假顯示。2不計尺寸缺陷規(guī)定不計尺寸缺陷長度實際上是規(guī)定了承壓設備磁粉檢測的缺陷分辨率。所謂分辨率，它包含兩層含意：（1）能檢測出的最小缺陷；（2）對檢測出的最小缺陷能完整地描述。換句話說，若能完整地描述出檢測到的最小缺陷，那么這個最小缺陷的尺寸就是此時的分辨率。國外有文獻介紹：磁粉

57、檢測可以發(fā)現(xiàn)0.01mm的模擬缺陷。但由于受觀察者視力和磁粉顆粒度的影響，一般磁粉檢測所能檢出的缺陷極限尺寸為0.25mm。通常在實驗室中做出的結果，在生產檢測中將是其2倍，而在維修檢測中則是其3倍。又有文章介紹：在對大量的文獻數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析后，得出實際磁粉檢測中，人眼通常所能分辨出的缺陷磁痕長度在0.5mm左右的結論。另外，由于在實際檢測過程中，對缺陷磁痕計量所用的工具為鋼直尺，不可能采用諸如顯微鏡等工具，而鋼直尺的最小刻度單位為0.5mm，小于0.5mm的尺寸則只能目視估計。因此，能定量描述出的缺陷磁痕尺寸為0.5mm。同時，由于缺陷磁痕較之實際缺陷尺寸上有一個放大。即0.5mm的磁痕顯示所代表的缺陷長度要小于0.5mm。故本標準規(guī)定：長度小于0.5mm的磁痕不計。3相鄰缺陷迭加在實際