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退磁后工件剩磁測量?jì)x器的選擇及剩磁標準
 
更新時(shí)間:2012.05.16 瀏覽次數:
 
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后工件剩磁狀態(tài)的檢測儀器。其系利用力矩原理設計,尺寸約為Φ60×20mm。它內部有兩個(gè)永磁體,一個(gè)固定,用于調零;另一個(gè)是活動(dòng)的,用于測量。活動(dòng)永磁體在外磁場(chǎng)和回零永磁體的雙重磁場(chǎng)力作用下將發(fā)生偏轉,帶動(dòng)指針停留在一定位置,指針偏轉角度的大小表示了外磁場(chǎng)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,被推薦作退磁后測量使用。
《美國無(wú)損檢測手冊 磁粉卷》在有關(guān)退磁測量的內容中,詳細介紹了用于檢查工件的退磁情況的磁場(chǎng)指示器(大容量磁場(chǎng)測量?jì)x)即上述袖珍式磁強計的構造、原理和使用。由于這種儀器的磁敏元件(動(dòng)片)對磁場(chǎng)受感范圍比特斯拉計的霍爾元件大,對反映工件剩磁的力學(xué)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后的剩磁。
特斯拉計的測量原理基于霍爾效應。當電流垂直于外加磁場(chǎng)方向通過(guò)半導體時(shí),在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的半導體兩側產(chǎn)生電勢差,這種現象稱(chēng)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(chǎng)的受感范圍極小。因為當其與被測磁場(chǎng)方向垂直時(shí),霍爾電勢差最大,因此在測量時(shí)要轉動(dòng)探頭,使儀器指示達到最大時(shí)讀數。在《美國無(wú)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,工藝試驗中用于測量工件磁化時(shí)磁場(chǎng)情況與漏磁場(chǎng)。用此類(lèi)儀器測弱磁場(chǎng),需要仔細校零,否則誤差較大。另外在非均勻磁場(chǎng)中,由于磁強計的動(dòng)片只反映了受力的大小,其讀數與以霍爾元件測磁場(chǎng)的特斯拉計的指示值無(wú)對應關(guān)系(見(jiàn)全國磁探Ⅲ級教材)。
用特斯拉計來(lái)測退磁后工件的剩磁,不但不方便,還存在測量值偏大的問(wèn)題,這里有未經(jīng)零磁場(chǎng)校零因而在低量程檔誤差大的因素,也因為:由于在零件上的剩磁磁場(chǎng)一般為非均勻場(chǎng),霍爾探頭稍變一點(diǎn)角度,讀數變化即很大,既不容易測更不容易測準。因形狀關(guān)系,在零件上可能有個(gè)別剩磁較大的奇點(diǎn),這些點(diǎn)范圍極小,不會(huì )產(chǎn)生影響零件加工與使用的力學(xué)效應,用袖珍式磁強計也測不出,但卻能被特斯拉計檢出。
由于上述情況,目前普遍采用袖珍式磁場(chǎng)強度計檢測退磁后工件剩磁情況。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后的測量?jì)x器。而以各項要求嚴格著(zhù)稱(chēng)的航空工業(yè)標準HB/Z 72-1998更是明確寫(xiě)明:采用此類(lèi)型袖珍式磁強計測定制件退磁后的剩磁強度。
2 相關(guān)資料摘錄
(1)《美國無(wú)損檢測手冊 磁粉卷》
 1)P430:
磁場(chǎng)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(chǎng)指示器讀數的最大值(以單位特斯拉或高斯指示)。磁場(chǎng)指示器是工業(yè)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(jià)廉。
霍爾效應高斯計是普遍使用的定量測量泄漏磁場(chǎng)強度的實(shí)驗室儀器。其讀數明顯大于磁場(chǎng)指示器獲得的讀數。
2) P433:
過(guò)嚴的退磁規范,往往是產(chǎn)生問(wèn)題的重要根源。不少規范都沒(méi)有寫(xiě)明退磁處理后可否接受的具體界限以及檢驗。例如,磁場(chǎng)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(méi)有不利的影響。
只有對少數退磁工作(尤其是特殊用途的試件)才根據實(shí)踐經(jīng)驗或實(shí)驗室數據實(shí)施嚴格的退磁限制。
為了消除分歧,規范應規定怎樣在霍爾效應計或規定的磁場(chǎng)指示器面板上讀數。
(2) 航空工業(yè)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(lèi)似的毫特斯拉計(注:霍爾效應計)測定磁粉檢驗時(shí)所施加的磁場(chǎng)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(lèi)似的袖珍式磁強計快速測定制件退磁后剩磁的大小。袖珍式磁強計每年校驗一次。
2)6.4“退磁”條中:
6.4.5 制件退磁后, 一般可用XCJ型袖珍式磁強計對制件進(jìn)行剩磁測定.制件任何部位的剩磁應不大于0.3mT (相當于240A/m)
(3)《無(wú)損檢測手冊》(機械工業(yè)出版社2002版)中
   “1.7 檢測后的退磁和清理” P471中:
經(jīng)過(guò)退磁的試件,其剩磁值在試件的任何部位用磁場(chǎng)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于3×10-4T, 用磁場(chǎng)強度計測量時(shí)不大于240A/m。
(4)《磁粉探傷 Ⅱ、Ⅲ級教材》(全國鍋爐壓力容器無(wú)損檢測人員資格鑒定考核委員會(huì )主編)
1)P65頁(yè) 4.5.2 袖珍式磁強計
該磁強計主要用于工件退磁后剩磁大小的快速直接測量, 也可用于鐵磁性材料工件在談傷、加工和使用過(guò)程中剩磁的快速測量. 使用時(shí), 將磁強計靠近被測物體,并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(chǎng)中,磁強計的動(dòng)片只反映了受力的大小,與特斯拉計的指示值無(wú)對應關(guān)系。
XCJ-B每分度為0.1mT ( 1GS), 能準確測量, 故被推薦使用。
2)P92頁(yè)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).
不少規范都沒(méi)有寫(xiě)明工件退磁后剩磁可以接受的界限,一般認為,剩磁不大于0.3mT(240A/m)的工件, 對后道加工、焊接和儀表的使用都沒(méi)有不利的影響。只有極少數工件,尤其是特殊用途的工件,必須通過(guò)試驗制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(wú)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(wú)其他協(xié)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:該范圍即是0.5~1.25mT, 或5Gs~12.5 Gs這么寬松的條件,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(jiàn)
根據以上信息,在對工件進(jìn)行磁探并作退磁后,宜用指針式剩磁強度(磁場(chǎng)指示器)計檢查工件退磁效果;如無(wú)明確規定,允許的剩磁標準可以放寬到≤0.3mT(即≤3Gs)。
 
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