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(guān)鍵詞】磁粉探傷? 磁痕分析? 相關(guān)磁痕? 非相關(guān)磁痕

一、提出問題

車軸是機車車輛轉(zhuǎn)向架的關(guān)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(xiàn)車軸疲勞傷并且擴展，就會因斷軸造成列車脫軌，帶來災(zāi)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(zhǔn)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(zhǔn)備，主要是為了完成對探傷系統(tǒng)的檢查、調(diào)整和確認工作，它包括對磁粉檢測工件的預(yù)處理，探傷設(shè)備狀態(tài)的全面檢查， 調(diào)整并測試磁懸液濃度，調(diào)整磁化電流，進行系統(tǒng)綜合靈敏度試驗，及對探傷部位的狀態(tài)進行檢查等相關(guān)內(nèi)容。②探傷操作，在探傷操作過程中探傷人員應(yīng)密切關(guān)注磁化規(guī)范及噴液狀態(tài)，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(xiàn)象的存在。③缺陷磁痕分析，指在進行磁痕評定時應(yīng)注意觀察探傷面的外觀狀態(tài)及磁痕形態(tài)，當(dāng)磁痕難于鑒別時，應(yīng)對探傷面進行打磨，再重新探查。對于缺陷磁痕，應(yīng)用特種鉛筆在缺陷部位作出明顯標(biāo)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(xù)加工和使用，在檢驗后度工件進行清洗等處理，和工件的標(biāo)記等。

二、問題產(chǎn)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(chǎn)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(qū)別：①相關(guān)顯示與非相關(guān)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(guān)顯示的漏磁場是由缺陷產(chǎn)生的，引起非相關(guān)顯示的漏磁場卻是由工件截面突變和材料磁導(dǎo)率差異產(chǎn)生的;③只有缺陷顯示的磁痕（相關(guān)顯示）影響工件的使用性能，而非缺陷磁痕顯示（非相關(guān)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(xiàn)沒有規(guī)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(xiàn)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(yīng)力集中。折疊表面形狀與裂紋相似，多發(fā)生在鍛件內(nèi)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(guī)則的短線條。顯示強烈，磁粉附著好，輪廓清晰。一般成群出現(xiàn)在機械加工過的表面上。

（4）鍛造夾雜。其磁痕特征為：成不規(guī)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(xiàn)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(fā)紋。其磁痕特征為：沿金屬纖維方向，呈發(fā)絲一樣連續(xù)或斷續(xù)的細直的線狀，長短不等，長者可達數(shù)十毫米。仔細觀察可發(fā)現(xiàn)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(xù)或斷續(xù)的細直線狀。磁粉附著好，輪廓清晰。多發(fā)現(xiàn)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(wǎng)狀、魚鱗狀;由滲碳表面產(chǎn)生的磨削裂紋多為龜裂狀;由熱處理不當(dāng)產(chǎn)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(xiàn)，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(chǎn)生在應(yīng)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(cè)發(fā)展，中間粗，兩頭尖且呈對稱延伸的曲線，磁痕濃密清晰。

（2）應(yīng)力腐蝕裂紋磁痕特征為：應(yīng)力腐蝕裂紋與應(yīng)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(chǎn)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(xiàn)。

（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(fā)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(dāng)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(xiàn)。

（六）非相關(guān)顯示

非相關(guān)顯示雖然不是來源于缺陷，但卻是由漏磁場產(chǎn)生的。其形成原因非常復(fù)雜，一般與工件材料、外形結(jié)構(gòu)、制造工藝和采用的磁化規(guī)范等因素有關(guān)。非相關(guān)顯示對工件的強度和使用性能并無影響，對工件不構(gòu)成危害，但是它與相關(guān)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(yīng)對其產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(zhǔn)確性，做到不誤判，不漏探，進一步提高探傷質(zhì)量具有一定的幫助作用。