磁粉探伤技术在游乐设施零部件检测中的应用

磁粉探伤技术在游乐设施零部件检测中的应用

李农

浙江省特种设备科学研究院浙江310000

摘要：加强游乐设施零部件的检测，有助于及时找到设施存在的问题与安全隐患，从而保证人们的安全。磁粉检测法在大型游乐设施观览车轿厢架压盖焊接缺陷检测中的应用，提出避免伪显示和非相关显示误判的注意事项。

关键词：磁粉探伤；特种设备；游乐设施；零部件检测

引言：

大型游乐设施主体结构一般采用Q345等一类低碳合金钢作为主要材料，它具有综合性好，低温性能优越，冷冲压性能、焊接性能和可切削性能好等特点。因此，磁粉检测技术作为各种游乐设施的表面检测手段被广泛应用。磁粉检测技术早期用于航空、航海、汽车和铁路等部门，用来检测发动机，汽轮轴和其他高应力部件的疲劳裂纹。利用磁粉检测技术检测大型游乐设施中观览车类轿厢架压盖焊缝表面是否存在裂纹，分析缺陷对设备的危害和补救措施。

1磁粉探伤技术内涵概述

磁粉探伤技术的使用原理便是利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉相互作用，能够有效的探测钢铁制品表面的缺陷、裂痕、夹渣、发纹等缺陷。充分的利用磁导率和钢铁磁导率差异的特点，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄露处工件表面产生漏磁场，以便于吸引磁粉形成缺陷出的磁粉堆积磁痕。在适当的光照条件之下，显现出缺陷位置的实际形状以及实际缺陷，通过详细观察磁粉堆的堆积现象，以便于对缺陷位置的实际残缺位置进行详细的分析。其实际原理便是当零件被磁化之后，若在工件的表面或者近表面的位置存在裂纹以及冷隔缺陷，变能够在损伤部位形成不同情况的漏磁场，通过对漏磁场详细全面的分析，将吸引、聚集探伤的过程当中添加磁粉，详细的分析出游乐设施零部件的表面缺陷、内部缺陷、接近表面的缺陷等详细内容。

2磁粉探伤在游乐设施零部件检测中的运用意义

游乐设施从内在结构和内在体系上来看，是一种复杂并且庞大的系统工程，参照工程以及损害情况来确定游乐设施的功能单元以及关键零部件的质量是游乐设施维修的主要手段。积极的利用磁粉探伤技术开展汽车检查与维修，能够有效对游乐设施维修细小部分零件实际质量和情况开展有效的探测，最大程度上避免了安全隐患的出现，切实有效的保障了游乐设施维修的实际质量。

3磁粉检测方法要点

铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕。利用磁粉探伤技术能发现焊缝中的缺陷，保证检验质量和达到设计要求。磁粉检测表面缺陷，不仅灵敏度高、可靠、设备简单，而且方便于现场检测。大型焊接结构不同于机械零件，其尺寸、重量都很大，只能用便携式设备分段检测。磁轭法是特种设备焊缝检测中常用的方法之一,为了检出各个方向的缺陷，同一部位至少做2次相互垂直的检测。观览车设备长期暴露在室外气候条件下，压盖在检测前应清除焊缝被检区及相邻25mm范围内的锈蚀，焊渣及其他粘附磁粉的物质。先使用灵敏度试片在被检工件上验证系统灵敏度和水断试验检验润湿性能，再用磁悬液润湿压盖表面后，通电磁化1～3s，通电同时施加磁悬液，磁轭间距L≥75mm，检测有效区域为两级连线两侧各1/4极距范围内，停施磁悬液至少1s后方可停止磁化。发现磁痕后立即观察，并用草图、照片等方式记录缺陷的性质、形状、尺寸及部位。观览车压盖是表面粗糙的焊接件，由于工作表面凹凸不平，或者由于磁痕颜色与工件表面颜色对比度很低时，磁粉探伤时，缺陷难于被发现，容易造成漏检。为了提高缺陷磁痕与工件表面颜色的对比度，探伤前可在工件表面上先涂一层白色薄膜，厚度（25～45）μm。然后磁化工件、喷洒黑磁粉，缺陷部位的表面磁粉就可以清晰可见，该方法省时、省工、操作方便、检验结果更加可靠，反差增强剂特别适合此类粗糙焊接件的检测。最后根据记录缺陷的性质、数量等，判定该焊缝的质量等级。

4避免伪显示和非相关显示误判

磁粉检测时磁痕分析意义重大，正确的磁痕分析可以避免误判。如果把非相关显示和伪显示误判为相关显示，会把合格的设备和工件报废，造成不必要的经济损失。伪显示通常出现在工件表面粗糙或工件表面有油污或不清洁所产生的磁痕显示。观览车压盖在户外使用时，其表面不可避免地会产生氧化皮和油漆斑点等，其边缘上容易滞留磁粉形成磁痕显示，通常仔细观察磁痕或漂洗工件即可辨别出是伪显示。另外，压盖焊缝熔合区之间凹陷处容易造成磁粉沉积，检测时时常被误认为相关显示，需要仔细观察辨认[1]。非相关显示虽然是由漏磁场吸附磁粉产生的磁痕，但其产生原因并非来源于缺陷。观览车压盖法兰板螺孔离焊缝较近，该部位的截面缩小，使一部分磁感应线离开和进入工件表面，形成漏磁场，吸附磁粉后形成非相关显示的磁痕，它和相关显示容易混淆，检测时需要加以识别。

5返修

焊缝缺陷在返修工艺工序过程中，对于形状缺陷的焊缝，可用打磨的方法去除，若打磨超过允许限度应进行补焊[2]。目前，大多数观览车轿厢架压盖产生的焊缝缺陷通常首先考虑打磨的方法，即能快速有效去除缺陷，又能满足焊缝形状达到规定要求。返修后应采取原磁粉检测方案再次检验，同一位置返修次数不宜超过2次。

6具体应用要点

6.1工件预处理

在实际开展零件预处理的过程中，主要是针对游乐设施表面的油污、涂料、铁锈、毛刺以及氧化皮等内容进行分解配装工作，以便于切实的保障工件磁粉探伤的检测效果。

6.2工件磁化

在工件磁化的过程中，应该切实有效的确保工件磁化各个环节的状态，并结合实际需求将被检测工件的实际状况，确定检验方法之后，选择合适的工件磁化方式以及工件磁化电流条件等。工件在进行磁化的过程中，主要的磁化方法有以下几种。（1）周向磁化。所谓周向磁化方法便是指磁化后的工件获得与周垂直的磁感应线，这样在实际开展磁检测的过程中，便可以发现游乐设施零部件当中的纵向缺陷。（2）纵向磁化。纵向磁化手段是一种相对比较常用的磁化方式，其主要的内容便是指在磁化之后工件获得与轴向平行的磁感应线，这样在实际开展磁粉探伤之后，便可以发现工件的横向缺陷。纵向磁化的方法主要有线圈法、磁轭法、感应电流法等手段[3]。（3）复合磁化。所谓复合磁化就是对工件施加两个或者两个以上的磁化方向。这样，便可以在实际开展磁粉探伤的过程中，及时发现游乐设施工件当中不同方向的缺陷。

6.3磁粉施加

（1）干粉法。所谓的干粉法便是确认检测面和磁粉已经完全干燥之后，再添加磁粉，施加磁粉的手段可以是手动添加也可以是电动喷磁粉的形式进行。可与结合游乐设施探伤的实际情况，合理的选择磁粉施加方式，并且将磁粉均匀的洒在工件的表面上。（2）湿粉法。针对湿粉法来说，应该确认检测面被磁悬液良好的湿润后再开展磁化[4]。磁悬液的施加可以采用喷、浇、浸等诸多手段实施。施加磁粉的过程中，值得注意的是应该下连续法当中，磁粉或者磁悬液的施加手段应该在磁化过程当中完成。在剩磁法运用的过程中，磁粉或者磁悬液的施加过程中，必须要在磁化结束后进行。

结语：

观览车轿厢架压盖的磁粉检验过程和磁痕的判断方法及后续返修工作，阐述无损探伤技术能有效并可靠解决大型游乐设施等特种设备的检验和验收问题。希望能给从事大型游乐设施等特种设施的检验人员提供帮助和借鉴。

参考文献：

[1]李小珊,白星,刘文贞,张世亮.基于磁记忆检测技术的滑行车类游乐设施重要销轴使用寿命评估[J].中国设备工程,2018(11):100-101.

[2]张兴玲.磁粉探伤技术在铁道车辆零部件检修中的应用[J].科技展望,2016,26(17):144.

[3]吴桂荣.球罐定期检验磁粉探伤磁化技术与磁化设备的应用[J].企业技术开发,2016,35(08):52-53.

[4]张静,杨薛涛,王姮,卜燕,梁峰.荧光磁粉探伤智能图像识别技术研究[J].西南科技大学学报,2014,29(02):82-86.