交流E型環形標準缺陷樣件正確應用的探討

吳成蕓

（中航工業成都飛機工業（集團）有限責任公司，四川 成都 610092）

按照GJB2028A–2007《磁粉檢測》中相關條文中的規定，采用交流電進行磁粉檢測每天班前均應采用E型環形標準缺陷樣件檢查設備的正常、電表的精度和磁懸液等各項性能是否合理，方法是：采用符合JB/T6066的交流E型標準缺陷試塊進行綜合性能試驗，將交流E型標準缺陷試塊夾于磁粉探傷機的兩極間，采用連續法檢驗，將試塊上最接近表面的孔置于12 點鐘的位置，其它孔面向檢測人員，通以1 000A（峰值）或700A（有效值）的交流電對試塊進行磁化，澆上鑒定合格的磁懸液，在合適光照下觀察，交流E型標準缺陷試塊上應能清晰顯示出至少1個孔的磁痕，如果連1個孔都未顯示，說明磁懸液不合格或設備不正常，應全面檢查上述各項性能參數，交流E型環形標準缺陷試塊示意圖見如圖1。

在使用交流E型環形標準缺陷樣件的過程中，會出現有的通以700A（有效值）交流電1孔能顯示清晰，甚至連2孔、3孔也能顯示清晰，而有的通以700A（有效值）交流電時，3孔均不能顯示，則需通以1 200A～1 500A（有效值）交流電才得以顯示，同樣的交流E型環形標準缺陷樣件，為何有如此大的差異呢？為了解開這個謎，尋求正確使用交流E型環形標準缺陷樣件的科學方法，我們進行了下述試驗分析探討。

圖1 交流E 型環形標準缺陷試塊示意圖

1 檢查電源互感器是否正常

磁粉探傷機運行是否正常，主要考核指標是機上電源互感器是否正常，與其連接的電流表是否能準確無誤地反映通電試件或銅棒上的電流。磁粉探傷機主變壓器的次級與充磁夾頭兩極間的試件或銅棒一起形成閉合回路。互感器按圖2串聯在這個回路上。那么互感器是怎樣實現互感的呢？見圖3：當線圈中的電流Ⅰ1變化時，就有L1所產生的穿過線圈Ⅱ中每匝線圈的磁通量φ，在線圈Ⅱ中產生互感電流I2（二次電流）及互感電動勢E

（φ—磁通量，N2—線圈的匝數，M —線圈間的互感系數），正是這個互感電動勢驅動了線圈Ⅱ中I2的流動。將I1與I2按某種對應關系從電表刻度上顯示出來，就可以通過電流表讀出I2的數值。因此，檢查電源互感器是否正常，就應校驗磁粉探傷機上互感器表頭能否準確反映通電試件或銅棒上的電流值，以保持線圈互感電動勢正常運行。

圖2 互感器在主變壓器的位置

圖3 互感器上產生電流示意圖

2 檢查磁懸液是否合格及操作方法恰當

磁懸液的合格與否，主要指磁粉磁性、磁懸液濃度和流速是否合格，我們采用交流E型環形標準缺陷樣件，對試驗結果進行了比較，探討了主要影響因素。

2.1 操作不當對缺陷顯示的影響

比較缺陷的顯示靈敏度，發現每組檢查結果幾乎均有差異，這種差異不是由磁懸液濃度和流速所引起，而僅僅是由交流E型環形標準缺陷樣件上3個孔在磁粉探傷機夾頭兩極之間分別處于12點鐘位置所引起的（噴槍對著12點鐘位置孔的外表面澆注磁懸液），這說明，交流E型環形標準缺陷樣件上3個孔的顯示靈敏度與其所處的位置有關即與檢測人員的操作技巧有關，處于12點鐘位置的孔最易顯示，遠離12點鐘位置的孔最難顯示，交流E型環形標準缺陷樣件上距環周外表面2.5 mm的3號孔，埋藏深度最深，磁痕顯示難度最大，而1.5 mm的1號孔，埋藏深度最淺，由于交流電具有趨膚效應作用，對表面上的缺陷易于發現，磁痕顯示難度最小，所以使用交流E型環形標準缺陷樣件時，最好使交流E型環形標準缺陷樣件上1號孔置于磁粉探傷機夾頭兩極之間12點鐘位置。

2.2 磁懸液流速對缺陷顯示的影響

磁懸液從噴槍流出澆在樣件上的流速，磁懸液的流速愈大，缺陷顯示靈敏度小；流速愈小、缺陷顯示靈敏度高。由磁懸液流速產生的沖力大小，對顯示靈敏度影響甚大，若磁懸液流速沖力為F，缺陷處漏磁場吸引力為F′，則當F＞F′時，磁懸液中的磁粉粒子就隨懸浮液一起被帶走，不能被漏磁場吸引，故不能顯示出缺陷的磁痕；當F=F′時，一部分磁粉粒子被懸浮液帶走，一部分被漏磁場吸引，此時缺陷磁痕雖有顯示，但并不那么清晰；如果F＜F′時，大量磁粉粒子被漏磁場吸引，聚焦在缺陷表面處，從而清晰顯示出缺陷的位置和圖像，所以在使用交流E型環形標準缺陷樣件時，磁懸液流速一定要調解適當恒定速度，在日常的檢驗工作中也應當如此操作。

2.3 磁懸液濃度對缺陷顯示的影響

采用由3種不同濃度的磁懸液試驗得出，A組：≤1.0ml/100ml，B組：1.5ml/100ml～2.0ml/100ml，C組：2.0ml/100ml～2.5ml/100ml。很明顯：A組的顯示靈敏度低于B組，B組的顯示靈敏度又低于C組，A組的顯示結果由1.0ml/100ml濃度的磁懸液試驗得出，B組由1.5ml/100ml～2.0ml/100ml 濃度的磁懸液試驗得出，C組由2.0ml/100ml～ 2.5 ml/100ml濃度的磁懸液試驗得出。顯然，磁懸液濃度對缺陷顯示靈敏度影響顯著，比磁懸液的流速、操作方法影響都大。在A組里，沒有出現最佳試驗結果，而在B、C組里各出現了一個最佳試驗結果。比較得出，磁懸液為1.0ml/100ml時其濃度偏低，不能顯示交流E型環形標準缺陷樣件上3個孔的磁痕，而1.5ml/100ml～2.0ml/100ml濃度的磁懸液能有效顯示出3個孔的磁痕；故磁懸液濃度一般在1.5ml/100ml～2.0ml/100ml為宜，實際檢測工作中也證實了這一點。

3 結論

綜上試驗和論證分析所述，正確使用E型環形標準缺陷樣件的方法是：磁懸液濃度設在1.5ml/100ml～2.0ml/100ml 之間為宜；交流E 型環形標準缺陷樣件上距圓周外表面埋藏最淺的1.5mm橫孔即1 號孔，應置于磁粉探傷機夾頭兩極之間12點位置；磁懸液流速不應太快，應調解適當流速，以1 000 毫升/分（從噴槍每分鐘流出1 000毫升）的流速為宜； 交流E 型環形標準缺陷樣件上應通以交流電1 000A（峰值）或700（有效值）進行連續法檢查。

交流E型環形標準缺陷樣件是用來檢驗交流電磁化時設備、磁懸液性能是否合格的工具，也是檢驗操作人員在檢驗過程中操作技巧是否得當的手段。如果采用交流E型環形標準缺陷樣件試驗設備的綜合性能，在試塊上的 3孔中連1 孔都不能清晰顯示出來，則應從設備、磁懸液性能、操作技巧3個方面查找原因，首先應尋找操作技巧上的原因，因為這項查找工作較為簡單，其次查找磁懸液性能是否合格的原因，最后可對設備上互感器、電流表的校驗進行核查，如果找到了原因，就要及時糾正，排除影響因素，直到交流E型環形標準缺陷樣件上至少有1個孔能清晰顯示出來為止。