車軸磁粉探傷

呂少石

【摘要】本文對車軸磁粉探傷工藝及磁痕分析進行了闡述。

【關鍵詞】磁粉探傷? 磁痕分析? 相關磁痕? 非相關磁痕

一、提出問題

車軸是機車車輛轉向架的關鍵承載部位，影響行車安全的重要部位。其疲勞破壞直接危及運輸安全，如果出現車軸疲勞傷并且擴展，就會因斷軸造成列車脫軌，帶來災難性的后果。因此，在輪對交付前和使用中須進行磁粉探傷。

磁粉檢測工藝，主要包括探傷準備、探傷操作、缺陷磁痕分析評價和后處理四個步驟。①探傷準備，主要是為了完成對探傷系統的檢查、調整和確認工作，它包括對磁粉檢測工件的預處理，探傷設備狀態的全面檢查， 調整并測試磁懸液濃度，調整磁化電流，進行系統綜合靈敏度試驗，及對探傷部位的狀態進行檢查等相關內容。②探傷操作，在探傷操作過程中探傷人員應密切關注磁化規范及噴液狀態，確保每個工件都能得到有效磁化，且磁懸液能充分潤濕全部探傷面，尤其要注意是否有沖刷磁痕及探傷部位磁懸液積存現象的存在。③缺陷磁痕分析，指在進行磁痕評定時應注意觀察探傷面的外觀狀態及磁痕形態，當磁痕難于鑒別時，應對探傷面進行打磨，再重新探查。對于缺陷磁痕，應用特種鉛筆在缺陷部位作出明顯標記，以指示返修。退磁并且認真填寫磁粉探傷記錄。④后處理是指完成磁粉檢測過程后，為不影響工件的后續加工和使用，在檢驗后度工件進行清洗等處理，和工件的標記等。

二、問題產生的原因分析

一般磁粉檢測是通過磁痕來顯示缺陷。然而，缺陷不是產生漏磁場的唯一原因，也不是形成磁痕的唯一原因。缺陷磁痕和非缺陷磁痕二者雖然都是磁痕顯示，但還是有以下幾點區別：①相關顯示與非相關顯示是由漏磁場吸附磁粉形成的，而偽顯示不是由漏磁場吸附磁粉形成的;②形成相關顯示的漏磁場是由缺陷產生的，引起非相關顯示的漏磁場卻是由工件截面突變和材料磁導率差異產生的;③只有缺陷顯示的磁痕（相關顯示）影響工件的使用性能，而非缺陷磁痕顯示（非相關顯示和偽顯示）都不影響工件的使用性能。

三、解決問題的方案或措施

（一）車軸鍛造缺陷磁痕顯示特征及分析

（1）鍛造裂紋。其磁痕特征為：鍛造裂紋，一般呈現沒有規則的直線或彎曲線狀。顯示強烈，磁粉附著好，具有尖銳的根部或邊緣，輪廓清晰。抹掉磁粉，一般肉眼可見。多出現在鍛造比大和截面突變的部位或邊緣。

（2）鍛造折疊。其磁痕特征為：折疊具有尖銳的根部，會造成應力集中。折疊表面形狀與裂紋相似，多發生在鍛件內圓角或尖角處，磁痕呈縱向直線狀，并與表面呈一定夾角，但有時也有圓弧狀，一般肉眼可見。顯示松散寬大，磁粉附著程度隨折疊的深淺和夾角大小而異。鍛造折疊缺陷磁痕一般不濃密清晰，但在對表面打磨后，磁痕往往更加清晰。

（3）白點。其磁痕特征為：成不規則的短線條。顯示強烈，磁粉附著好，輪廓清晰。一般成群出現在機械加工過的表面上。

（4）鍛造夾雜。其磁痕特征為：成不規則的線條狀。顯示比較強烈，磁粉附著較好，輪廓比較清晰。一般成群出現在機械加工過的表面上。

（二）原材料和軋制件缺陷磁痕顯示特征及分析

（1）發紋。其磁痕特征為：沿金屬纖維方向，呈發絲一樣連續或斷續的細直的線狀，長短不等，長者可達數十毫米。仔細觀察可發現線條粗細比較均勻，兩端不尖呈圓角，磁痕清晰而不濃密，抹去磁粉，一般肉眼不可見。

（2）分層。其磁痕特征為：與原材料表面成平行，呈連續或斷續的細直線狀。磁粉附著好，輪廓清晰。多發現于板材零部件的斷面上。

（3）劃痕。其磁痕特征為：劃痕呈直線溝狀，肉眼可見到溝底，分布于鋼材的局部或全長。寬而淺的拉痕磁粉探傷時不吸附磁粉，但較深者會吸附磁粉。

（4）原材料裂紋及夾雜。其磁痕特征為：原材料裂紋，呈線狀。顯示強烈，磁粉附著好，輪廓清晰。多與金屬材料纖維方向一致。

（三）機加工缺陷磁痕顯示特征及分析

（1）磨削裂紋磁痕特征為：常見磨削裂紋一般呈網狀、魚鱗狀;由滲碳表面產生的磨削裂紋多為龜裂狀;由熱處理不當產生的磨削裂紋有的與磨削方向平行。

（2）矯正裂紋磁痕特征為：裂紋中間粗，兩頭尖，呈直線形或微彎曲，一般單個出現，磁痕濃密清晰。

（四）在役缺陷磁痕顯示特征及分析

（1）疲勞裂紋磁痕特征為：疲勞裂紋一般都產生在應力集中部位，其方向與受力方向垂直，并以疲勞源為起點向兩側發展，中間粗，兩頭尖且呈對稱延伸的曲線，磁痕濃密清晰。

（2）應力腐蝕裂紋磁痕特征為：應力腐蝕裂紋與應力方向垂直，磁粉檢測時，對腐蝕表面要清理好，磁痕顯示濃密清晰。

（五）非缺陷磁痕顯示特征及分析

（1）偽顯示：偽顯示（也叫假缺陷顯示）的產生原因很多、各自的磁痕特征也有所不同。一般情況下，磁粉堆集松散，磁痕輪廓不清晰。

（2）表面油污：工件表面存在油污或不清潔，也會粘附磁粉形成磁痕顯示，尤其在干法探傷中最常見。其磁痕特征為：磁粉堆集松散，清洗并干燥工件后重新檢驗，該顯示不再出現。

（3）棉線：濕法探傷過程中，如果磁懸液或工件表面有纖維物線頭、頭發絲等，則粘附磁粉滯留在工件表面，容易誤認為磁痕顯示。其磁痕特征比較明顯，只要仔細觀察即可辨認。

（4）氧化皮或油漆斑點：如果工件表面有氧化皮、油漆斑點等，則會在其邊緣上滯留磁粉形成磁痕顯示。其磁痕特征為：磁痕比較松散、零亂，通過仔細觀察或漂洗工件即可鑒別。

（5）磁懸液濃度過高：磁懸液濃度過高，或施加不當會形成過度背景。其磁痕特征為：磁粉堆集多而松散，磁痕輪廓不清晰，漂洗后磁痕不再出現。

（六）非相關顯示

非相關顯示雖然不是來源于缺陷，但卻是由漏磁場產生的。其形成原因非常復雜，一般與工件材料、外形結構、制造工藝和采用的磁化規范等因素有關。非相關顯示對工件的強度和使用性能并無影響，對工件不構成危害，但是它與相關顯示容易混淆，也不像偽顯示那樣容易識別，因此，實際探傷中，應對其產生原因、磁痕特征進行認真分析，并采用合理的方法進行鑒別。

四、取得成效

本文通過對車軸磁粉探傷發現的磁痕的分析和判斷的論述，會對提高車軸磁粉探傷中判探傷的準確性，做到不誤判，不漏探，進一步提高探傷質量具有一定的幫助作用。