交流E型环形标准缺陷样件正确应用的探讨

吴成芸

（中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司，四川 成都 610092）

按照GJB2028A–2007《磁粉检测》中相关条文中的规定，采用交流电进行磁粉检测每天班前均应采用E型环形标准缺陷样件检查设备的正常、电表的精度和磁悬液等各项性能是否合理，方法是：采用符合JB/T6066的交流E型标准缺陷试块进行综合性能试验，将交流E型标准缺陷试块夹于磁粉探伤机的两极间，采用连续法检验，将试块上最接近表面的孔置于12 点钟的位置，其它孔面向检测人员，通以1 000A（峰值）或700A（有效值）的交流电对试块进行磁化，浇上鉴定合格的磁悬液，在合适光照下观察，交流E型标准缺陷试块上应能清晰显示出至少1个孔的磁痕，如果连1个孔都未显示，说明磁悬液不合格或设备不正常，应全面检查上述各项性能参数，交流E型环形标准缺陷试块示意图见如图1。

在使用交流E型环形标准缺陷样件的过程中，会出现有的通以700A（有效值）交流电1孔能显示清晰，甚至连2孔、3孔也能显示清晰，而有的通以700A（有效值）交流电时，3孔均不能显示，则需通以1 200A～1 500A（有效值）交流电才得以显示，同样的交流E型环形标准缺陷样件，为何有如此大的差异呢？为了解开这个谜，寻求正确使用交流E型环形标准缺陷样件的科学方法，我们进行了下述试验分析探讨。

图1 交流E 型环形标准缺陷试块示意图

1 检查电源互感器是否正常

磁粉探伤机运行是否正常，主要考核指标是机上电源互感器是否正常，与其连接的电流表是否能准确无误地反映通电试件或铜棒上的电流。磁粉探伤机主变压器的次级与充磁夹头两极间的试件或铜棒一起形成闭合回路。互感器按图2串联在这个回路上。那么互感器是怎样实现互感的呢？见图3：当线圈中的电流Ⅰ1变化时，就有L1所产生的穿过线圈Ⅱ中每匝线圈的磁通量φ，在线圈Ⅱ中产生互感电流I2（二次电流）及互感电动势E

（φ—磁通量，N2—线圈的匝数，M —线圈间的互感系数），正是这个互感电动势驱动了线圈Ⅱ中I2的流动。将I1与I2按某种对应关系从电表刻度上显示出来，就可以通过电流表读出I2的数值。因此，检查电源互感器是否正常，就应校验磁粉探伤机上互感器表头能否准确反映通电试件或铜棒上的电流值，以保持线圈互感电动势正常运行。

图2 互感器在主变压器的位置

图3 互感器上产生电流示意图

2 检查磁悬液是否合格及操作方法恰当

磁悬液的合格与否，主要指磁粉磁性、磁悬液浓度和流速是否合格，我们采用交流E型环形标准缺陷样件，对试验结果进行了比较，探讨了主要影响因素。

2.1 操作不当对缺陷显示的影响

比较缺陷的显示灵敏度，发现每组检查结果几乎均有差异，这种差异不是由磁悬液浓度和流速所引起，而仅仅是由交流E型环形标准缺陷样件上3个孔在磁粉探伤机夹头两极之间分别处于12点钟位置所引起的（喷枪对着12点钟位置孔的外表面浇注磁悬液），这说明，交流E型环形标准缺陷样件上3个孔的显示灵敏度与其所处的位置有关即与检测人员的操作技巧有关，处于12点钟位置的孔最易显示，远离12点钟位置的孔最难显示，交流E型环形标准缺陷样件上距环周外表面2.5 mm的3号孔，埋藏深度最深，磁痕显示难度最大，而1.5 mm的1号孔，埋藏深度最浅，由于交流电具有趋肤效应作用，对表面上的缺陷易于发现，磁痕显示难度最小，所以使用交流E型环形标准缺陷样件时，最好使交流E型环形标准缺陷样件上1号孔置于磁粉探伤机夹头两极之间12点钟位置。

2.2 磁悬液流速对缺陷显示的影响

磁悬液从喷枪流出浇在样件上的流速，磁悬液的流速愈大，缺陷显示灵敏度小；流速愈小、缺陷显示灵敏度高。由磁悬液流速产生的冲力大小，对显示灵敏度影响甚大，若磁悬液流速冲力为F，缺陷处漏磁场吸引力为F′，则当F＞F′时，磁悬液中的磁粉粒子就随悬浮液一起被带走，不能被漏磁场吸引，故不能显示出缺陷的磁痕；当F=F′时，一部分磁粉粒子被悬浮液带走，一部分被漏磁场吸引，此时缺陷磁痕虽有显示，但并不那么清晰；如果F＜F′时，大量磁粉粒子被漏磁场吸引，聚焦在缺陷表面处，从而清晰显示出缺陷的位置和图像，所以在使用交流E型环形标准缺陷样件时，磁悬液流速一定要调解适当恒定速度，在日常的检验工作中也应当如此操作。

2.3 磁悬液浓度对缺陷显示的影响

采用由3种不同浓度的磁悬液试验得出，A组：≤1.0ml/100ml，B组：1.5ml/100ml～2.0ml/100ml，C组：2.0ml/100ml～2.5ml/100ml。很明显：A组的显示灵敏度低于B组，B组的显示灵敏度又低于C组，A组的显示结果由1.0ml/100ml浓度的磁悬液试验得出，B组由1.5ml/100ml～2.0ml/100ml 浓度的磁悬液试验得出，C组由2.0ml/100ml～ 2.5 ml/100ml浓度的磁悬液试验得出。显然，磁悬液浓度对缺陷显示灵敏度影响显著，比磁悬液的流速、操作方法影响都大。在A组里，没有出现最佳试验结果，而在B、C组里各出现了一个最佳试验结果。比较得出，磁悬液为1.0ml/100ml时其浓度偏低，不能显示交流E型环形标准缺陷样件上3个孔的磁痕，而1.5ml/100ml～2.0ml/100ml浓度的磁悬液能有效显示出3个孔的磁痕；故磁悬液浓度一般在1.5ml/100ml～2.0ml/100ml为宜，实际检测工作中也证实了这一点。

3 结论

综上试验和论证分析所述，正确使用E型环形标准缺陷样件的方法是：磁悬液浓度设在1.5ml/100ml～2.0ml/100ml 之间为宜；交流E 型环形标准缺陷样件上距圆周外表面埋藏最浅的1.5mm横孔即1 号孔，应置于磁粉探伤机夹头两极之间12点位置；磁悬液流速不应太快，应调解适当流速，以1 000 毫升/分（从喷枪每分钟流出1 000毫升）的流速为宜； 交流E 型环形标准缺陷样件上应通以交流电1 000A（峰值）或700（有效值）进行连续法检查。

交流E型环形标准缺陷样件是用来检验交流电磁化时设备、磁悬液性能是否合格的工具，也是检验操作人员在检验过程中操作技巧是否得当的手段。如果采用交流E型环形标准缺陷样件试验设备的综合性能，在试块上的 3孔中连1 孔都不能清晰显示出来，则应从设备、磁悬液性能、操作技巧3个方面查找原因，首先应寻找操作技巧上的原因，因为这项查找工作较为简单，其次查找磁悬液性能是否合格的原因，最后可对设备上互感器、电流表的校验进行核查，如果找到了原因，就要及时纠正，排除影响因素，直到交流E型环形标准缺陷样件上至少有1个孔能清晰显示出来为止。