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產品退磁後剩磁檢驗的推薦標準

2016-01-21 09:59:58      點擊:
1 磁強計與特斯拉計
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。其係利用力矩原理設計,尺寸約為Φ60×20mm。它內部有兩個永磁體,一個固定,用於調零;另一個是活動的,用於測量。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型每分度為0.1mT(1Gs),能準確測量,被推薦作退磁後測量使用。
《美國無損檢測手冊 磁粉卷》在有關退磁測量的內容中,詳細介紹了用於檢查工件的退磁情況的磁場指示器(大容量磁場測量儀)即上述袖珍式磁強計的構造、原理和使用。由於這種儀器的磁敏元件(動片)對磁場受感範圍比特斯拉計的霍爾元件大,對反映工件剩磁的力學效應(恰恰是需要退磁的原因)特別合適,因此目前國際上普遍采用這種儀器檢測工件退磁後的剩磁。
特斯拉計的測量原理基於霍爾效應。當電流垂直於外加磁場方向通過半導體時,在垂直於電流和磁場方向的半導體兩側產生電勢差,這種現象稱為霍爾效應。其磁敏元件是尺寸很小的半導體(霍爾片),對磁場的受感範圍極小。因為當其與被測磁場方向垂直時,霍爾電勢差最大,因此在測量時要轉動探頭,使儀器指示達到最大時讀數。在《美國無損檢測手冊磁粉卷》和我國HB/Z 72-1998等標準與文獻中,都被推薦作為試驗室儀器,工藝試驗中用於測量工件磁化時磁場情況與漏磁場。用此類儀器測弱磁場,需要仔細校零,否則誤差較大。另外在非均勻磁場中,由於磁強計的動片隻反映了受力的大小,其讀數與以霍爾元件測磁場的特斯拉計的指示值無對應關係(見全國磁探Ⅲ級教材)。
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,也因為:由於在零件上的剩磁磁場一般為非均勻場,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準。因形狀關係,在零件上可能有個別剩磁較大的奇點,這些點範圍極小,不會產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。
由於上述情況,目前普遍采用袖珍式磁場強度計檢測退磁後工件剩磁情況。我國的Ⅱ、Ⅲ級(中、高級)磁粉探傷教材也是以袖珍式磁強計作為工件退磁後的測量儀器。而以各項要求嚴格著稱的航空工業標準HB/Z 72-1998更是明確寫明:采用此類型袖珍式磁強計測定製件退磁後的剩磁強度。
2 相關資料摘錄
(1)《美國無損檢測手冊 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為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。其讀數明顯大於磁場指示器獲得的讀數。
2) P433:
過嚴的退磁規範,往往是產生問題的重要根源。不少規範都沒有寫明退磁處理後可否接受的具體界限以及檢驗。例如,磁場指示器讀數約為0.3mT (3GS)的試件,一般對下道機加或焊接,儀器的使用或它的最終使用,都沒有不利的影響。
隻有對少數退磁工作(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製。
為了消除分歧,規範應規定怎樣在霍爾效應計或規定的磁場指示器麵板上讀數。
(2) 航空工業標準HB/Z 72-1998中
1) 5.2.11 “應備有以下輔助設備”條中:
①毫特斯拉計 可采用CT-5型或其他類似的毫特斯拉計(注:霍爾效應計)測定磁粉檢驗時所施加的磁場強度及磁化方向。毫特斯拉計每年試驗一次。
②袖珍式磁強計 可采用XCJ型或其它類似的袖珍式磁強計快速測定製件退磁後剩磁的大小。袖珍式磁強計每年校驗一次。
2)6.4“退磁”條中:
6.4.5 製件退磁後, 一般可用XCJ型袖珍式磁強計對製件進行剩磁測定.製件任何部位的剩磁應不大於0.3mT (相當於240A/m)
(3)《無損檢測手冊》(機械工業出版社2002版)中
   “1.7 檢測後的退磁和清理” P471中:
經過退磁的試件,其剩磁值在試件的任何部位用磁場計測量,一般允許存在3×10-4~8×10-4T , 對精密配合件要求不大於3×10-4T, 用磁場強度計測量時不大於240A/m。
(4)《磁粉探傷 Ⅱ、Ⅲ級教材》(全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格鑒定考核委員會主編)
1)P65頁 4.5.2 袖珍式磁強計
該磁強計主要用於工件退磁後剩磁大小的快速直接測量, 也可用於鐵磁性材料工件在談傷、加工和使用過程中剩磁的快速測量. 使用時, 將磁強計靠近被測物體,並將外殼上的箭頭緊貼被測物體,指針的偏轉代表了被測部位的剩磁量。
在非均勻磁場中,磁強計的動片隻反映了受力的大小,與特斯拉計的指示值無對應關係。
XCJ-B每分度為0.1mT ( 1GS), 能準確測量, 故被推薦使用。
2)P92頁6.6.4.2 剩磁測量
退磁程度可用XCJ-B型袖珍式磁強計測量, 每格為1 GS (0.1mT).
不少規範都沒有寫明工件退磁後剩磁可以接受的界限,一般認為,剩磁不大於0.3mT(240A/m)的工件, 對後道加工、焊接和儀表的使用都沒有不利的影響。隻有極少數工件,尤其是特殊用途的工件,必須通過試驗製定更嚴格的退磁驗收標準。
(5)國家標準GB/T 15822.3-2005 / ISO 9934-3:2002《無損檢測 磁粉檢測 第3部分:設備》標準中的8.3 條即設備的退磁能力最低要求為:“若無其他協議,設備的退磁能力應達到規定水平(通常為0.4KA/m~1.0KA/m)。”    (注:該範圍即是0.5~1.25mT, 或5Gs~12.5 Gs這麽寬鬆的條件,估計也有考慮可能用霍爾式磁強計測剩磁的因素)。
 3 參考意見
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,允許的剩磁標準可以放寬到≤0.3mT(即≤3Gs)。