钢焊缝磁粉探伤实施细则

一、编制依据

（1）《钢结构工程质量施工验收规范》GB 50205 （2）《磁粉探伤机》GB/T 3721 （3）《承压设备无损检测》JB/T 4730

（4）《铸钢件磁粉探伤及质量评级方法》GB/T 9444 （5）《黑光源的间接评定方法》GB/T 5097 （6）《钢板材料的磁粉探伤方法》ZB J04006 二、编制目的

为正确使用磁粉探伤机检测钢结构焊缝的表面缺陷，保证检测精度，制定本细则。 三、适用范围

本细则适用于钢构件和焊缝表面缺陷的磁粉探伤。

用磁粉探伤机检测钢结构焊缝表面缺陷时，除应遵守本细则外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 四、操作人员

凡使用磁粉探伤机进行检测的人员，均应经专门培训方可进行测试。 五、磁粉探伤设备和磁粉

1、设备

1.1 磁粉探伤设备必须符合GB/T 3721的规定。

1.2当采用剩磁法检测时，交流探伤机必须配务断电相位控制器。 1.3当采用荧光法检测时，所使用的紫外线灯在工件表面的紫外线强度应不

低于1000μW/cm2,紫外线的波长应在0.32~0.40μm的范围内。

1.4退磁装置应能保证工作退磁后表面磁场强度小于160A/m。 1.5为保证磁粉探伤设备的可靠性，应进行下列校验： ①电流表在正常情况下，至少半年校验一次；

②当电磁轭极间距为200mm时，交流电磁轭至少应有44N的提升力，直流电磁轭至少应有177N的提升力；

③紫外线灯的照度应按GB 5097的要求，每年进行一次测定。 1.6为保证磁粉检测工作的顺利进行，应备有下列辅助设备： ①磁场强度计；

① 磁场指示器（八角试块），A型试片和C型试片； ② 磁悬液浓度测定管； ③ 2~10倍放大镜； ④ 光照度计； ⑤ 紫外线灯； ⑥ 紫外线灯强度计。 2、磁粉及磁悬液

2.1磁粉应具有高导磁率和低剩磁性质，磁粉之间不应相互吸引。 2.2磁粉粒度应均匀。湿法用磁粉的平均粒度为2~10μm，最大粒度应不大于45μm。干法用磁粉的平均粒度不大于90μm，最大粒度应不大于180μm。

2.3磁粉的颜色与被检工件表面相比应有较高的对比度。

2.4湿粉法应用煤油或水作为分散媒介。若以水为煤介时，应加入适当的防锈剂和表面活性剂。磁悬液的粘度应控制在5000~20000Pa.s（25℃）。

2.5磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度以及施加方法、时间来确定。一般情况下，新配制的非荧光磁粉浓度为10~20g./l，荧光磁粉浓度为1~3g/l。

2.6对于循环使用的磁悬液，应定期对磁悬液浓度进行测定。一般情况下，每100ml磁悬液中，非荧光磁粉沉淀体积为1.2~2.4ml，荧光磁粉沉淀体积为0.1~0.5ml。测定前应通过循环系统对磁悬液进行充分的搅拌，搅拌时间不少于30min。 六、检测技术

1、必备资料和抽样方式 1.1检测前宜具有下列资料：

（1）工程名称及建设单位、设计单位、施工单位和工程监理单位名称； （2）待检焊缝的部件名称、规范、材质、焊接工艺、坡口型式等； （3）必要的设计图纸和施工记录；

（4）检测原因或结构或构件存在的质量问题。 1.2 抽样方式

一、二级焊缝按焊缝处随机抽检3％，且不少于3处。 2、磁化方法 2.1纵向磁化

测定前应通过循环系统对磁检测与工件轴线方向垂直或夹角大于45°的缺陷时，应使用纵向磁化方法。纵向磁化可用下列方法获得：

（1） 线圈法； （2） 磁轭法； 2.2周向磁化

检测与工件轴线方向平行或夹角小于45°的缺陷时，应使用周向磁化方法。周向磁化可用下列方法获得：

（1） 轴向通电法； （2） 触头法； （3） 中心导体法； （4） 平行电缆法。 2.3通电方式

工件磁化通电方式可分为连续法和剩磁法。

（1）采用连续法时，磁粉或磁悬液必须在通电时间内施加完毕，通电时间为1~3s。为保证磁化效果应至少反复磁化二次，停施磁悬液至少1s后才可停止磁化。

（2）采用剩磁法时，磁粉应在通电结束后再施加，一般通电时间为1/4~1s，当采用冲击电流时，通电时间应不少于0.01s，且至少反复磁化三次。

（3）采用交流磁化法时，应配备断电相位控制器以确保工件的磁化效果。 2.4磁化方向

被检工件的每一被检区哉至少应进行两次的检测，两次检测的磁力线方向应大致相互垂直。条件允许时，可使用旋转磁场以及交直流复合磁化方法。

3、电流类型及其选用

3.1磁粉检测中磁化工件常用的电流类型有：交流、单相半波整流、全波整流和直流。

3.2交流电磁化法由于“集肤效应”，对于表面开口缺陷有较高的检测灵敏度，且退磁方便。

3.3对于近表面及埋藏缺陷，直流、全波整流、半波整流磁化法有较高的检测灵敏度，但退磁时要有专门的退磁装置。

4、表面准备

4.1被检工件的表面粗糙度Ra不大于12.5μm。 4.2被检工件表面不得有油脂或其它粘附磁粉的物质。

4.3被检工件上的孔隙在检测后难于清除磁粉时，则应在检测前用无害物质堵塞。

4.4为了防止电弧烧伤工件表面和提高导电性能，必须将工件和电极接触部分清除干净，必要时应在电极上安装接触垫。

5、检测时机

焊缝的磁粉检测应安排在焊接工序完成之后进行。对于有延迟裂纹倾向的材料，磁粉检测应安排在焊后24h进行。

6磁化规范 6.1灵敏度试片 （1）A型灵敏度试片

A型灵敏度试片仅适用于连续法，用于被检工件表面有效磁场强度和方向、有效检测区以及磁化方法是否正确的测定。磁化电流应能使试片上显示清晰的磁痕。

A型灵敏度试片的灵敏度分高、中、低三档，其型号及槽深见表C.1。

表C.1 A型灵敏度试片

型号 A－15/100 相对槽深 15/100 灵敏度 高 材质 超高纯低碳纯铁，CA－30/100 A－60/100 30/100 60/100 中 低 ＜0.03%，H0＜80A/m，经退火处理 注：试片相对糟深表达式中，分子为人工槽深度，分母为试片厚度。 （2）C型灵敏度试片

当检测焊缝坡口等狭小部位，由于尺寸关系，A型灵敏度试片使用不便时，可用C型灵敏度试片。C型灵敏度试片的型号及槽深见表C.2。

表C.2 C型灵敏度试片（mm）

型号 厚度 人工缺陷深度 材质 超高纯低碳纯铁，C＜0.03%，C 50 8 H0＜80A/m，经退火处理 （3）磁场指示器（八角试块）

磁场指示器是一种用于表示被检工件表面磁场方向、有效检测区以及磁化方法是否正确的一种粗略的校验工具，但不能作为磁场强度及其分布的定量指示。它有着使用方便、易于保养的优点。

（4）灵敏度试片使用方法

①使用A型或C型灵敏度试片时，应将试片无人工缺陷的面朝外。为使试片与被检面接触良好，可用透明胶带将其平整粘贴在被检面上，并注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷。测试时，应使用连续磁化法。

②使用磁场指示器时，应在用连续法对工件磁化的同时，将其平放在被检面上，并对其表面施加磁悬液，以是否出现“*”形磁痕来判定工件磁化适当与否。

6.2轴向通电法

轴向通电磁化时，磁化电流可按下式进行计算： 直流电（整流电）连续法：Ⅰ＝（12~20）D 直流电（整流电）剩磁法：Ⅰ＝（25~45）D 交流电连续法：Ⅰ＝（6~10）D

式中：

Ⅰ－电流值，A；

D－工件横截面上最大尺寸，mm。

6.3触头法

（1）当采用触头法局部磁化大工件时，磁化规范见表C.3。

表C.3 触头法磁化电流值

工件厚度T （mm） T＜20 T≥20 电流值Ⅰ （A） （3－4）倍触头间距 （4－5）倍触头间距 （2）采用触头法时，电极间距应控制在75~200mm之间。通电时间不应太长，电极与工件之间的接触应保持良好，以免烧伤工件。

6.4中心导体法

（1）空心或有孔零件内表面的磁化应尽量采用中心导体法。芯棒的材料以铀质为好，芯棒的直径应尽可能的大，芯棒可以正中放置也可偏心放置。偏心放置时，芯棒与工件内表面的间距为10~15mm，每次的有效检测区约为4倍芯棒的直径且应有一定的重叠区，重叠区长度应不小于0.4d。

（2）芯棒直径为50mm时的磁化电流值见表C.4。

表C.4 中心导体法磁化电流值

空心工件厚度≥3~6 （mm） 电流值（A） 1000 1250 1500 1750 ＞6~9 ＞9~12 ＞12~15 注：（1）当壁厚大于15mm时，厚度每增加3mm，电流增加250A；厚度增加不足3mm时，电流按比例增加； （2）当芯棒直径比规定值每增加或减小12.5mm时，则电流相应增加或减少250A。 6.5平行电缆法

1）检测角焊缝纵向缺陷时，可采用平行电缆法。使用时，电缆应紧贴工件。但应注意不要遮盖焊缝，以免影响施加磁粉和观察。

2）检测时，磁化电流应根据灵敏度试片实测结果来确定。 6.6磁轭法

（1）采用磁轭磁化工件时，其磁化电流大小应根据灵敏度试片或提升力校验来确定。

（2）磁轭的磁极间距应控制在50~200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有15mm的重叠。

6.7线圈法

（1）低充填因数线圈

当采用低充填因数线圈对工件进行纵向磁化时，工件的直径（或相当于直径的横向尺寸）应不大于固定环状线圈内径的10%。工件可偏心放置在线圈中。 偏心放置时，线圈的磁化电流按下式计算： I＝ 45000/N(L/D)

正中放置时，线圈的磁化电流按下式计算：

I＝1720R/N[6(L/D)-5]

式中：

I－电流值，A； N－线圈匝数，t； L－工作长度，mm；

D－工件直径或横截面上最大尺寸，mm； R－线圈半径，mm。

（1）对于不适宜用固定线圈检测的大型工件，可采用电缆缠绕式线圈进行检测。磁化时，可按下式计算磁化电流：

I＝35000/N[(L/D)+2]

式中各符号意义同上式。

（1） 上述公式不适用于长径比（L/D）小于3的工件。对于（L/D）小于3的工件， 要使用线圈法时，可利用磁极加长块来提高长径比的有效值或采用灵敏度试片实测来决定I值。对于（L/D）≥10的工件，公式中（L/D）取10。

（2） 线圈法的有效磁化区在线圈端部0.5倍线圈直径的范围内。 （3） 当被检工件太长时，应进行分段磁化，且应有一定的重叠区。重叠区应不小于分段检测长度的10%。

7、磁粉的施加 7.1干法

（1）采用干粉法时，应确认检测面和磁粉已安全干燥后，再施加磁粉。

（2）干磁粉的施加可采用手动或电动喷粉器以及其它合适的工具来进行。磁粉应均匀地拔苗助长在工件被检面上。磁粉不应施加过多，以免掩盖缺陷磁痕。在吹去多余磁粉时不应干扰缺陷磁痕。

7.2湿粉法

（1） 采用湿粉法时，应确认整个检测面能被磁悬液良好地湿润后，再施加

磁悬液。

（2） 磁悬液的施加可采用喷、浇、浸等方法，不可采用刷涂法，无论采用

哪种方法，均不应使检测面上磁悬液的流速过快。

7.3注意事项

（1）在连续法中，磁粉或磁悬液的施加必须在磁化过程中完成。必须注意，已形成的截痕不要被流动着的悬浮液所破坏。

（2）在剩磁法中，磁粉或磁悬液的施加必须在磁化结束后进行。必须注意，施加磁粉或磁悬液之前任何磁性物体不得接触被检工件的检测面。

7.4退磁

（1）当有要求时，工件在检查后应进行退磁。

（2）退磁一般是将工件放入等于或大于磁化工件磁场强度的磁场中，然后不断改变磁场方向，同时逐渐减小磁场强度使其趋于零。

（3）交流退磁法

将需退磁的工件从通电的磁化线圈中缓慢抽出，直至工件离开线圈1ml以上时，再切断电流。或将工件放入通电的磁化线圈内，将线圈中的电流逐渐减小至零。

（4）直流退磁法

将需退磁的工件放入直流电磁场中，不断改变电流方向，并逐渐减小电流至零。

（5）大型工件退磁

大型工件可使用交流电磁轭进行局部退磁或采用缠绕电缆线圈分段退磁。 7.5周向磁化的零件如无特殊要求或检测后尚需进行热处理时，一般可不进行退磁。

7.6工件的退磁效果一般可用剩磁检查仪或磁强计测定。 8、磁痕的评定与记录

8.1除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当 造成的之外，其它一切磁痕显示均作为缺陷磁痕处理。

8.2长度与宽度之比大于3的缺陷磁痕，按线性缺陷处理，长度与宽度之比小于或等于3的缺陷磁痕，按圆形缺陷处理。

8.3缺陷磁痕长轴方向与工件轴线或母线的夹角大于或等于30°时，作为横向缺陷处理，其它按纵向缺陷处理。

8.4两条或两条以上缺陷磁痕在同一直线上且间距小于或等于2mm时，按一条缺陷处理，其长度为两条缺陷之和加间距。

8.5长度小于0.5mm的缺陷磁痕不计。

8.6所有磁痕的尺寸、数量和产生部位均应记录，并图示。

8.7磁痕的永久性记录可采用胶带法、照相法以及其它适当的方法。 8.8非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行，工件被检面处可见光照度应不小于500lx。荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在暗室内进行，暗室内可见光照度应不大于20lx，工件被检面处的紫外线强度应不小于1000μ

W/cm2。

8.9当辨认细小缺陷磁痕时，应用2~10倍放大镜进行观察， 七、缺陷等级评定

1、下列缺陷不允许存在： （1）任何裂纹和白点； （2）任何横向缺陷显示；

（3）焊缝及紧固件上任何长度大于1.5mm的线性缺陷显示； （4）锻件上任何长度大于2mm的线性缺陷显示； （5）单个尺寸大于或等于4mm的圆形缺陷显示。 2、缺陷显示累积长度的等级评定按表C.5进行。

表C.5 缺陷显示累积长度的等级评定

35×100 评定区尺寸 用于焊缝及高压紧固年 Ⅰ Ⅱ 等 Ⅲ Ⅳ 级 Ⅴ 3、复验

3.1当出现下列情况之一时，应进行复验：

1）检测结束时，用灵敏度试片验证检测灵敏度不符合要求； 2）发现检测过程中操作方法有误；

大于Ⅳ级者 ≤8 ≤18 ≤4 ≤9 ≤2 ≤3 ＜0.5 用于各类锻件 ＜0.5 100×100 3）供需双方有争议或认为有其它需要时； 4）经返修后的部位。

3.2复验应按以上有关条文进行。