磁粉探伤技术在铁路大型养路机械设备检修中的应用

磁粉探伤技术在铁路大型养路机械设备检修中的应用

臧学辉

哈尔滨铁路局哈尔滨工务机械段黑龙江150000

摘要：磁粉探伤技术的发展已经有近100年的历史了，现在我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，磁粉检测设备已取得较大的进展，应用领域越来越广，但在铁路大型养路机械设备检修中的应用还处于起步阶段。

关键词：大型养路机械；磁粉；磁痕分析

铁路大型养路机械包括抄平起拨道捣固车、全断面枕底清筛车、配碴整形车、动力稳定车、道岔捣固车、钢轨打磨车、钢轨探伤车等。铁路养路机械化是适应铁路快速、重载以及轨道结构重型化的技术发展要求，实现铁路维修养护现代化、保证铁路不间断运输和行车安全的重要技术手段。随着大型养路机械的不断应用，对其维修方面的要求也日益提高。近几年来，磁粉探伤技术逐渐应用到铁路大型养路机械设备的检修工作中，而且也发挥了重要的作用。

磁粉探伤又称MT（MagneticParticleTesting），适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤的检测方法。利用铁磁性材料被磁化后，由于不连续的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。磁粉探伤可检出铁磁性材料中裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物等缺陷，具有很高的检测灵敏度，且能直观的显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度，检查缺陷的重复性好。在管材、棒材、型材、焊接件、锻件探伤中得到了广泛的应用。[1]

一、磁粉探伤的操作过程

1、预处理

待探伤工件表面如果有油脂、涂料、锈或其他异物附着的情况下，不仅会妨碍磁粉吸附在伤痕上，而且还会出现磁粉吸附在伤痕之外的部分形成疑似图像的情况。因此在磁化之前，要采用物理或者化学处理，对制动梁、销轴等待检工件表面的油污、油泥、铁锈、毛刺、氧化皮、焊接飞溅物、油漆等保护涂层、金属屑和沙粒等进行处理，工件表面应干净和干燥。

探伤前，应对磁粉探伤仪进行性能校验。使用Ala15/50型试片对仪器参数进行设定。

2、磁化方法的选择

根据工件的几何形状、尺寸大小和欲发现缺陷的方向而在工件上建立的磁场方向，选择适当的磁化方法：周向磁化、纵向磁化和多向磁化。

周向磁化法能有效的检出与工件轴线平行或近似平行的缺陷即与轴线夹角小于45度的轴向缺陷（纵向缺陷）或圆盘工件的径向缺陷。对大多数工件，周向磁化比较容易控制。

纵向磁化法用于检查轴向或长度方向垂直的横向缺陷。

多向磁化能发现工件上所有方向的缺陷。

将待检工件适当磁化是非常重要的。通常，采用与伤痕方向与磁力线方向垂直的磁化方式。

使用环型线圈探伤仪时，线圈内径面距探测表面高度不得大于50mm。使用便携式交流磁轭进行局部磁化时，须将交流便携式磁轭横跨探伤区域进行磁化，边磁化边喷洒磁悬液，每次磁化时间不得少于3秒，为保证各个方向的缺陷均能正常检出，应在同一区域相互垂直的两个方向分别进行磁化。

3、施加磁粉或磁悬液

磁悬液浓度对显示缺陷的灵敏度影响很大，浓度不同，检测灵敏度也不同。浓度太低，影响漏磁场对磁粉的吸附量，磁痕不清晰会使缺陷漏检；浓度太高，会在工件表面滞留很多磁粉，形成过度背景，甚至会相关显示。应按照使用说明书进行，浓度应保证在10~20g/L范围内，最好15g/L左右。磁化前，预先用磁悬液润湿磁化区，然后边磁化边浇磁悬液，磁悬液必须在通电时间内施加完毕。然后，在有效的光源下观察是否有磁痕形成，有磁痕的部位及时作出明显标志。

在进行湿法探伤时，对待检工件喷洒磁悬液，使磁悬液在全部被检区域表面能缓慢流淌，使探伤面充分润湿。[1]

对于销轴的探伤，可直接选用湿法探伤。

4、探伤部位及要求

采用环型探头对制动梁与闸瓦托接触圆柱销进行径向湿法探伤检查，翻转180度探伤，重点检查圆柱销根部应力集中处。

材料小车制动梁的焊缝及转向架处制动梁的平直焊缝进行干法探伤，翻转180度探伤，两侧焊缝全部探伤到位。

采用复合式探伤方法对圆柱销进行径向、轴向湿法探伤检查，重点检查圆柱销根部和开口销插孔的应力区。

5、磁痕分析和评定

缺陷磁痕包括锻造裂纹、白点、发纹、分层、铸造热裂纹、铸造冷裂纹、疏松、熔焊裂纹、淬火裂纹、磨削裂纹、疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹等等。

为了便于观察附着在伤痕部位的磁粉图像，必须创造容易观察的环境。普通磁粉需要在尽可能明亮的环境下观察，荧光磁粉则要使用紫外线照射灯将周围尽量变暗才容易观察。

全部制动梁两端销轴部位根部圆弧处不得存在横裂纹，其它部位裂纹允许修磨，修磨长度≤30mm，修磨深度≤0.5mm，修磨后复探确认消除裂纹。超限时更换制动梁。

焊缝裂纹允许修磨，修磨长度≤30mm，修磨深度≤1mm，修磨后复探确认消除裂纹。

销轴根部圆弧处不得存在径向裂纹，其它部位裂纹允许修磨，修磨长度≤30mm，修磨深度≤0.5mm，修磨后复探确认消除裂纹。超限时更换销轴。

对有怀疑的磁痕显示，应反复磁化，判断分析形成的原因，确定是否为缺陷显示。对真实缺陷痕迹进行标记，测量其所在的位置、大小、确定缺陷性质进行级别评定，并画图纪录。

6、退磁

退磁是将工件内的剩磁减小到不影响使用程度的工序。

不退磁将会使工件留有剩磁，将会吸附工件摩擦中产生的铁屑，加速磨损程度。

7、后期处理

工件磁粉检测完的后处理应包括以下内容：清洗工件表面包括孔中、裂纹和通路中的磁粉；使用水磁悬液检验，为防止工件生锈，可用脱水防锈油处理；如果使用过封堵，应去除；被拒收的工件应隔离。

填写《磁粉探伤记录》。

二、对探伤人员的要求

磁粉探伤人员必须掌握磁粉探伤标准，经磁粉探伤培训，并取得铁道部门无损检测人员技术资格鉴定考核委员会发的磁粉探伤Ⅱ级或以上资格证。

探伤人员必须对大型养路机械检修工件熟悉，知道工件的应力范围，知道工件的使用周期。

三、磁粉检测质量控制和安全防护

为了保证磁粉检测的质量，即保证磁粉检测的灵敏度、分辨率和可靠性三个质量判据，必须对影响检测结果的诸因素逐个地加以控制。如检测人员要经过培训和资格鉴定；设备的精度和材料的性能要求；从磁粉检测的预处理到后处理的检测全过程都必须严格按照标准和规范进行；检测环境也应满足要求，即必须从人、机、料、法、环五个方面进行全面的控制。

磁粉探伤过程中影响检验灵敏度的因素还很多，每一个环节的忽视都会造成检验灵敏度的降低，这就意味着检验失败，可能造成质量隐患，轻者造成设备不能正常运转，重者会造成严重的安全事故。因此，提高无损检测人员的素质。增强工作责任心。在工作中不断学习，总结经验，提高专业知识水平，在能保证无损检测工作的有效性和可靠性，保证检测工作质量。

在实际应用中，并不是灵敏度过高越好，因为过高的灵敏度会影响缺陷的分辨率和细小缺陷磁痕显示检出的重复性，还将造成产品拒收率增加而导致浪费。

由于磁粉检测涉及电流、磁场、紫外线、铅蒸气、溶剂和粉尘，所以磁粉检测工作者必须掌握安全防护知识，既要安全地进行磁粉检测，又要保护自身不受伤害，避免设备和人身事故。

四、结束语

磁粉探伤技术目前在航空、汽车、化工、船舶等行业都得到广泛应用，但在铁路大型养路机械设备检修上还处于起始阶段。在人员配备、检测方法和检测设备方面都存在不足，现在只是用于制动梁和销轴的探伤，如传动轴、车轴等方面还未进行应用。但随着磁粉检测方法和设备的日臻完善，对无损检测的人员的培训和资格鉴定空前重视，人员素质大大提高。我们相信，磁粉检测将在大型养路机械检修方面发挥更大的作用，为控制检修质量，防患于未然作出应有的贡献。

参考文献

[1]中国机械工程学会无损检测分会．磁粉检测（第2版）．机械工业出版社，2004．