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産品退磁後剩磁檢驗的推薦標准

2016-01-21 09:59:58??????点击:
1 磁强计与特斯拉计
袖珍式磁強計是國內外最通用的檢測退磁後工件剩磁狀態的檢測儀器。其系利用力矩原理設計,尺寸約爲Φ60×20mm。它內部有兩個永磁體,一個固定,用于調零;另一個是活動的,用于測量。活動永磁體在外磁場和回零永磁體的雙重磁場力作用下將發生偏轉,帶動指針停留在一定位置,指針偏轉角度的大小表示了外磁場的大小。袖珍式磁強計有A、B、C三種規格,其中B型每分度爲0.1mT(1Gs),能准確測量,被推薦作退磁後測量使用。
《美国无损检测手册 磁粉卷》在有关退磁测量的内容中,详细介绍了用于检查工件的退磁情况的磁场指示器(大容量磁场测量仪)即上述袖珍式磁强计的构造、原理和使用。由于这种仪器的磁敏元件(动片)对磁场受感范围比特斯拉计的霍尔元件大,对反映工件剩磁的力学效应(恰恰是需要退磁的原因)特别合适,因此目前国际上普遍采用这种仪器检测工件退磁后的剩磁。
特斯拉计的测量原理基于霍尔效应。当电流垂直于外加磁场方向通过半导体时,在垂直于电流和磁场方向的半导体两侧产生电势差,这种现象称为霍尔效应。其磁敏元件是尺寸很小的半导体(霍尔片),对磁场的受感范围极小。因为当其与被测磁场方向垂直时,霍尔电势差最大,因此在测量时要转动探头,使仪器指示达到最大时读数。在《美国无损检测手册磁粉卷》和我国HB/Z 72-1998等标准与文献中,都被推荐作为试验室仪器,工艺试验中用于测量工件磁化时磁场情况与漏磁场。用此类仪器测弱磁场,需要仔细校零,否则误差较大。另外在非均匀磁场中,由于磁强计的动片只反映了受力的大小,其读数与以霍尔元件测磁场的特斯拉计的指示值无对应关系(见全国磁探Ⅲ级教材)。
用特斯拉計來測退磁後工件的剩磁,不但不方便,還存在測量值偏大的問題,這裏有未經零磁場校零因而在低量程檔誤差大的因素,也因爲:由于在零件上的剩磁磁場一般爲非均勻場,霍爾探頭稍變一點角度,讀數變化即很大,既不容易測更不容易測准。因形狀關系,在零件上可能有個別剩磁較大的奇點,這些點範圍極小,不會産生影響零件加工與使用的力學效應,用袖珍式磁強計也測不出,但卻能被特斯拉計檢出。
由于上述情况,目前普遍采用袖珍式磁场强度计检测退磁后工件剩磁情况。我国的Ⅱ、Ⅲ级(中、高级)磁粉探伤教材也是以袖珍式磁强计作为工件退磁后的测量仪器。而以各项要求严格著称的航空工业标准HB/Z 72-1998更是明确写明:采用此类型袖珍式磁强计测定制件退磁后的剩磁强度。
2 相关资料摘录
(1)《美国无损检测手册 磁粉卷》
 1)P430:
磁場指示器(即袖珍指針式磁強計)的作用:要求的退磁程度通常規定爲某種磁場指示器讀數的最大值(以單位特斯拉或高斯指示)。磁場指示器是工業上監控退磁工藝有效性的最普遍使用的儀器,它方便、容易操作、價廉。
霍爾效應高斯計是普遍使用的定量測量泄漏磁場強度的實驗室儀器。其讀數明顯大于磁場指示器獲得的讀數。
2) P433:
过严的退磁规范,往往是产生问题的重要根源。不少规范都没有写明退磁处理后可否接受的具体界限以及检验。例如,磁场指示器读数约为0.3mT (3GS)的试件,一般对下道机加或焊接,仪器的使用或它的最终使用,都没有不利的影响。
只有對少數退磁工作(尤其是特殊用途的試件)才根據實踐經驗或實驗室數據實施嚴格的退磁限制。
爲了消除分歧,規範應規定怎樣在霍爾效應計或規定的磁場指示器面板上讀數。
(2) 航空工业标准HB/Z 72-1998中
1) 5.2.11 “应备有以下辅助设备”条中:
①毫特斯拉计 可采用CT-5型或其他类似的毫特斯拉计(注:霍尔效应计)测定磁粉检验时所施加的磁场强度及磁化方向。毫特斯拉计每年试验一次。
②袖珍式磁强计 可采用XCJ型或其它类似的袖珍式磁强计快速测定制件退磁后剩磁的大小。袖珍式磁强计每年校验一次。
2)6.4“退磁”條中:
6.4.5 制件退磁后, 一般可用XCJ型袖珍式磁强计对制件进行剩磁测定.制件任何部位的剩磁应不大于0.3mT (相当于240A/m)
(3)《無損檢測手冊》(機械工業出版社2002版)中
   “1.7 检测后的退磁和清理” P471中:
经过退磁的试件,其剩磁值在试件的任何部位用磁场计测量,一般允许存在3×10-4~8×10-4T , 对精密配合件要求不大于3×10-4T, 用磁场强度计测量时不大于240A/m。
(4)《磁粉探伤 Ⅱ、Ⅲ级教材》(全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员会主编)
1)P65页 4.5.2 袖珍式磁强计
该磁强计主要用于工件退磁后剩磁大小的快速直接测量, 也可用于铁磁性材料工件在谈伤、加工和使用过程中剩磁的快速测量. 使用时, 将磁强计靠近被测物体,并将外壳上的箭头紧贴被测物体,指针的偏转代表了被测部位的剩磁量。
在非均勻磁場中,磁強計的動片只反映了受力的大小,與特斯拉計的指示值無對應關系。
XCJ-B每分度为0.1mT ( 1GS), 能准确测量, 故被推荐使用。
2)P92页6.6.4.2 剩磁测量
退磁程度可用XCJ-B型袖珍式磁强计测量, 每格为1 GS (0.1mT).
不少规范都没有写明工件退磁后剩磁可以接受的界限,一般认为,剩磁不大于0.3mT(240A/m)的工件, 对后道加工、焊接和仪表的使用都没有不利的影响。只有极少数工件,尤其是特殊用途的工件,必须通过试验制定更严格的退磁验收标准。
(5)国家标准GB/T 15822.3-2005 / ISO 9934-3:2002《无损检测 磁粉检测 第3部分:设备》标准中的8.3 条即设备的退磁能力最低要求为:“若无其他协议,设备的退磁能力应达到规定水平(通常为0.4KA/m~1.0KA/m)。”    (注:该范围即是0.5~1.25mT, 或5Gs~12.5 Gs这么宽松的条件,估计也有考虑可能用霍尔式磁强计测剩磁的因素)。
 3 参考意见
根據以上信息,在對工件進行磁探並作退磁後,宜用指針式剩磁強度(磁場指示器)計檢查工件退磁效果;如無明確規定,允許的剩磁標准可以放寬到≤0.3mT(即≤3Gs)。