CN103335926B - 一种磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,同时还涉及相应的装置,属于材料缺陷探测技术领域。该方法包括标定磁悬液浓度的基准单元、与磁场相对运动获得基准标样、得到一组电磁感应测量值、建立二维坐标系的电磁感应测量值与磁悬液浓度变化关系曲线、获得沉积平整的待测试样、由变化关系曲线确定对应的磁悬液浓度值各步骤。本发明突破了现行工艺测量肉眼观察的常规,实现了利用仪表及标定曲线对磁悬液中磁粉含量进行科学的定量测量,具有准确、快速、操作简便等显著优点。

Description

一种磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法
技术领域
本发明涉及一种无损检测材料的测量方法,尤其是一种磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,同时还涉及相应的装置,属于材料缺陷探测技术领域。
背景技术
磁粉检测是利用磁现象检测铁磁性材料工件表面及近表面缺陷的一种无损检测方法。其基本原理是:当工件被磁化时,由于不连续性缺陷的存在,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,从而显示出不连续性缺陷的位置、大小、形状和严重程度。
磁粉检测方法根据检测过程中所用的载液或载体不同,可分为湿法检测和干法检测。湿法较干法检测,具有检测效率高、磁悬液可回收、对工件表面微小缺陷的检测灵敏度高等优点,应用更为广泛。而湿法检测中对磁悬液的评价很重要的一项指标是磁悬液浓度,该浓度对显示缺陷的灵敏度影响很大,浓度不同,磁粉探伤检查灵敏度也不同。浓度太低,影响漏磁场对磁粉的吸附量,磁痕显示不清晰从而导致漏检;浓度太高,会在工件表面滞留很多磁粉,形成过度背景,有可能导致掩盖缺陷磁痕显示。另外,对不同的工件进行湿法磁粉检测时,应根据工件的表面状态选择合适的磁悬液浓度。通常情况下,检测表面粗糙的铸件要比表面光洁的锻件选择浓度更高一些的磁悬液。因此,定期、快速、定量、准确掌握磁粉检测过程中磁悬液浓度的大小,对保证检测灵敏度和结果可靠性、避免误判、漏探十分重要。
现行磁粉探伤工艺控制磁悬液浓度的方法大多是以磁粉在梨形沉淀管(100ml)内沉淀的毫升数标定(即确定)磁悬液浓度的合格上下限范围。国内外相关磁粉探伤标准对合格磁液浓度的上下限范围规定见表1。
表1  相关标准规定的磁悬液浓度范围
观察浓度沉淀管(100ml)中磁粉沉淀毫升数的时间按照有关标准规定,油性载液磁悬液需要1小时沉淀后观察,水性载液磁悬液需要30分钟后观察。
实践中反映出存在如下问题:
1)观察磁悬液中的磁粉在浓度沉淀管中沉淀时间太长(油性载液1小时,水性载液30分钟),不利于保证生产的正常进行。
2)观察浓度沉淀管中磁粉沉淀的毫升数反映磁悬液中磁粉含量的浓度,很容易受磁悬液污染物(尘土、棉丝杂物、油污等)影响,检测精度较低,难以得到准确的检测结果。
发明内容
本发明的首要目的在于:针对上述现有技术存在的问题,提出一种可以快速准确得到检测结果的磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,同时给出相应的装置。
本发明进一步的目的在于:提出一种可以更为快速、准确得到检测结果的磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,同时给出相应的装置。
为了达到以上首要目的,本发明的磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法包括以下步骤:
步骤一、将至少三个预定质量(例如0.1克,0.2克,……)的磁粉分别放入对应数量的浓度沉淀管内,再在各浓度沉淀管内分别注入标定体积(按相关标准标定体积为100ml)的液体介质(油性载液或水性载液),作为标定磁悬液浓度的基准单元;
步骤二、将作为标定磁悬液浓度的基准单元放入预定强度的均匀磁场内作相对运动,使磁粉在浓度沉淀管内均匀沉降,获得沉积平整的基准标样;
步骤三、在预定时间内,将基准标样放入(逐个或同时)接有显示仪表的电磁感应线圈,得到一组电磁感应测量值;
步骤四、分别以电磁感应测量值和单位体积(可以与标定体积相等)内磁粉的质量为X、Y坐标,建立二维坐标系,形成电磁感应测量值与磁悬液浓度变化关系曲线;
步骤五、用浓度沉淀管采集标定体积同样液体介质的待测磁悬液,放入预定强度的均匀磁场内作相对运动,使磁粉在浓度沉淀管内均匀沉降,获得沉积平整的待测试样;
步骤六、在预定时间内,将待测试样放入接有显示仪表的电磁感应线圈,得到电磁感应测量值;并由上述电磁感应测量值与磁悬液浓度变化关系曲线确定对应的磁悬液浓度值。
为了达到进一步的目的,上述步骤二与步骤五中,使磁粉在浓度沉淀管内均匀沉降过程中,施加一个扰动磁场(其磁场强度变化),这样可以进一步加快磁粉沉降,并避免少量磁粉吸附在管壁上从而确保检测精度。
进一步,所述均匀磁场和扰动磁场均由水平环绕线圈形成,所述环绕线圈的径向与浓度沉淀管运动方向垂直。所述扰动磁场的磁场强度以正弦规律变化。浓度沉淀管放入预定强度的均匀磁场内作匀速相对运动。
本发明突破了现行磁粉探伤工艺中测量磁悬液浓度用肉眼观察的常规,通过标定曲线和快速平稳沉降磁粉的装置及结合电磁感应测量装置实现了对磁悬液中磁粉含量进行科学的定量测量,具有准确、快速,操作简便等显著优点。
附图说明
    下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的磁粉探伤用磁悬液浓度测量装置结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的磁粉探伤用磁悬液浓度测量装置如图1所示,机架1上安置有通电后形成均匀磁场的水平环绕线圈2,水平环绕线圈2的上方安置电机3通过传动机构驱动的垂直升降装置8。水平环绕线圈2的下方安置通电控制形成扰动磁场的扰动线圈9。即均匀磁场和扰动磁场均由水平环绕线圈形成,环绕线圈的径向与浓度沉淀管运动方向垂直。机架1两侧分别安置电磁感应测量装置6和显示仪表7。电磁感应测量装置6由底部的电磁感应线圈6-1和上部的支架6-2构成,电磁感应线圈6-1的信号输出端接显示仪7。机架1内作为电器元件安装位置。
进行磁粉探伤用磁悬液浓度测量时,按如下步骤进行:
步骤一、将用天平精确秤取的一组预定克数0.1,0.2,……0.6荧光磁粉分别放入一组浓度沉淀管4内,再将各浓度沉淀管内分别注入标定体积100ml的油性载液(水性载液亦可),作为标定磁悬液浓度的基准单元。所述油性载液可以是变压器油与煤油按一定比例配制的混合液或直接使用无味煤油 ,然后加入适量的磁粉,即为油性磁悬液。所述水性载液可以是水和分散剂、消泡剂、防锈剂等按一定比例配制混合液,加入适量磁粉后,即为水性磁悬液。
步骤二、将作为基准单元的浓度沉淀管4依次安置在升降装置8中,启动电机3,逐渐将其放入以电流控制预定强度的水平环绕线圈2中心的均匀磁场内,相对磁场匀速运动,同时借助扰动磁场作用,使磁粉在浓度沉淀管内迅速均匀沉降,获得沉积平整、磁粉松装比一致的基准标样。扰动磁场最好以正弦规律变化。
步骤三、在2-3min预定时间内,将基准标样逐个放到电磁感应测量装置6上,下端进入接有显示仪表7的电磁感应线圈6-2中,得到一组电磁感应测量值。
步骤四、分别以电磁感应测量值和100ml油性载液(水性载液亦可)所含的磁粉预定克数为X、Y坐标,建立二维坐标系,并根据各基准标样对应的电磁感应测量值和磁粉的预定克数在二维坐标系中描点,再将各点用光滑曲线连接,形成电磁感应测量值与磁悬液浓度变化关系曲线。
步骤五、在生产现场用浓度沉淀管采集100ml同样液体介质的待测磁悬液,安置在升降装置8中,启动电机3,逐渐将其放入以电流控制预定强度的水平环绕线圈2中心的均匀磁场内,相对磁场匀速运动,同时借助扰动磁场作用,使磁粉在浓度沉淀管内迅速均匀沉降,获得沉积平整的待测试样。
步骤六、在2-3min预定时间内,将待测试样放到电磁感应测量装置6上,下端进入接至显示仪表7的电磁感应线圈6-2中,得到电磁感应测量值,再由上述变化关系曲线确定对应的磁悬液浓度值。
本实施例建立了一套准确、快速的磁悬液浓度的测试方法和装置。可以直接定量测定浓度沉淀管内磁悬液的磁粉含量(mg/100ml),且不受磁悬液中非磁性污染物的影响,不仅提高了检测的精度,同时对现场工况下实时获得最佳磁悬液浓度范围,指导实际生产、提高缺陷的查准率具有重要作用。
实践证明,本发明的测量方法从取样到确定磁悬液浓度数值整个过程的时间仅需3-6分钟,检测速度和效率远远高于国内外现行标准规定,即油性载液沉淀1小时、水性载液沉淀30分钟后观察浓度沉淀管内磁粉沉淀容积(或高度)。该装置充分利用了均匀磁场、扰动磁场对磁粉快速沉降、磁粉平整度的调整及减少磁粉挂壁现象所起的作用,从而达到快速、平稳沉淀磁粉的技术效果。其中,均匀磁场主要起加速磁粉沉降、调节磁粉平整度作用;扰动磁场也有加速磁粉沉降作用,但其主要起减少磁粉挂壁现象。总之,本实施例测定磁悬液浓度的方法克服了现行磁粉探伤工艺中磁悬液浓度测量检测时间过长、操作复杂的不足,利用标定曲线和快速平稳沉降磁粉的装置,结合电磁检测装置实现了对磁悬液中磁粉含量的准确、快速测量,并且可以迅速给出具体工况下磁悬液浓度的最佳值,对优化现场探伤工艺,提高检测的准确率具有重要的指导作用。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。理论上,浓度沉淀管以非垂向的其它运动方向相对均匀磁场运动、扰动磁场与均匀磁场方向不一致,也是可行的。此外,理论上,形成均匀磁场的环绕线圈和形成扰动磁场的扰动线圈既可分别设置,也可合二为一。显然,本发明方法也适用于非荧光磁粉的磁悬液浓度的测量。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、将至少三个预定质量的磁粉分别放入对应数量的浓度沉淀管内,再在各浓度沉淀管内分别注入标定体积的液体介质,作为标定磁悬液浓度的基准单元;
步骤二、将作为标定磁悬液浓度的基准单元放入预定强度的均匀磁场内作相对运动,使磁粉在浓度沉淀管内均匀沉降,获得沉积平整的基准标样;
步骤三、在预定时间内,将基准标样放入接有显示仪表的电磁感应线圈,得到一组电磁感应测量值;
步骤四、分别以电磁感应测量值和单位体积内磁粉的质量为X、Y坐标,建立二维坐标系,形成电磁感应测量值与磁悬液浓度变化关系曲线;
步骤五、用浓度沉淀管采集标定体积同样液体介质的待测磁悬液,放入预定强度的均匀磁场内作相对运动,使磁粉在浓度沉淀管内均匀沉降,获得沉积平整的待测试样;
步骤六、在预定时间内,将待测试样放入接有显示仪表的电磁感应线圈,得到电磁感应测量值;并由上述电磁感应测量值与磁悬液浓度变化关系曲线确定对应的磁悬液浓度值。
2.根据权利要求1所述的磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,其特征在于:所述步骤二与步骤五中,使磁粉在浓度沉淀管内均匀沉降过程中,施加一个扰动磁场。
3.根据权利要求2所述的磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,其特征在于:所述步骤四中,根据各基准标样对应的电磁感应测量值和磁粉的预定克数在二维坐标系中描点,再将各点用光滑曲线连接成电磁感应测量值与磁悬液浓度变化关系曲线。
4.根据权利要求2或3所述的磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,其特征在于:所述均匀磁场和扰动磁场均由水平环绕线圈形成,所述环绕线圈的径向与浓度沉淀管运动方向垂直。
5.根据权利要求4所述的磁粉探伤用磁悬液浓度测量方法,其特征在于:所述扰动磁场的磁场强度以正弦规律变化,浓度沉淀管放入预定强度的均匀磁场内作匀速相对运动。
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