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退磁后工件剩磁测量仪器的选择及剩磁标准
1 磁强计与特斯拉计
              袖珍式磁强计是国内外最通用的检测退磁后工件剩磁状态的检测仪器。其系利用力矩原理设计,尺寸约为Φ60×20mm。它内部有两个永磁体,一个固定,用于调零;另一个是活动的,用于测量。活动永磁体在外磁场和回零永磁体的双重磁场力作用下将发生偏转,带动指针停留在一定位置,指针偏转角度的大小表示了外磁场的大小。袖珍式磁强计有A、B、C三种规格,其中B型每分度为0.1mT(1Gs),能准确测量,被推荐作退磁后测量使用。
《美国无损检测手册 磁粉卷》在有关退磁测量的内容中,详细介绍了用于检查工件的退磁情况的磁场指示器(大容量磁场测量仪)即上述袖珍式磁强计的构造、原理和使用。由于这种仪器的磁敏元件(动片)对磁场受感范围比特斯拉计的霍尔元件大,对反映工件剩磁的力学效应(恰恰是需要退磁的原因)特别合适,因此目前国际上普遍采用这种仪器检测工件退磁后的剩磁。
特斯拉计的测量原理基于霍尔效应。当电流垂直于外加磁场方向通过半导体时,在垂直于电流和磁场方向的半导体两侧产生电势差,这种现象称为霍尔效应。其磁敏元件是尺寸很小的半导体(霍尔片),对磁场的受感范围极小。因为当其与被测磁场方向垂直时,霍尔电势差最大,因此在测量时要转动探头,使仪器指示达到最大时读数。在《美国无损检测手册磁粉卷》和我国HB/Z 72-1998等标准与文献中,都被推荐作为试验室仪器,工艺试验中用于测量工件磁化时磁场情况与漏磁场。用此类仪器测弱磁场,需要仔细校零,否则误差较大。另外在非均匀磁场中,由于磁强计的动片只反映了受力的大小,其读数与以霍尔元件测磁场的特斯拉计的指示值无对应关系(见全国磁探Ⅲ级教材)。
用特斯拉计来测退磁后工件的剩磁,不但不方便,还存在测量值偏大的问题,这里有未经零磁场校零因而在低量程档误差大的因素,也因为:由于在零件上的剩磁磁场一般为非均匀场,霍尔探头稍变一点角度,读数变化即很大,既不容易测更不容易测准。因形状关系,在零件上可能有个别剩磁较大的奇点,这些点范围极小,不会产生影响零件加工与使用的力学效应,用袖珍式磁强计也测不出,但却能被特斯拉计检出。
由于上述情况,目前普遍采用袖珍式磁场强度计检测退磁后工件剩磁情况。我国的Ⅱ、Ⅲ级(中、高级)磁粉探伤教材也是以袖珍式磁强计作为工件退磁后的测量仪器。而以各项要求严格著称的航空工业标准HB/Z 72-1998更是明确写明:采用此类型袖珍式磁强计测定制件退磁后的剩磁强度。
 
2 相关资料摘录
1)《美国无损检测手册 磁粉卷》
1) P430:
磁场指示器(即袖珍指针式磁强计)的作用:要求的退磁程度通常规定为某种磁场指示器读数的最大值(以单位特斯拉或高斯指示)。磁场指示器是工业上监控退磁工艺有效性的最普遍使用的仪器,它方便、容易操作、价廉。
霍尔效应高斯计是普遍使用的定量测量泄漏磁场强度的实验室仪器。其读数明显大于磁场指示器获得的读数。
2) P433:
过严的退磁规范,往往是产生问题的重要根源。不少规范都没有写明退磁处理后可否接受的具体界限以及检验。例如,磁场指示器读数约为0.3mT (3GS)的试件,一般对下道机加或焊接,仪器的使用或它的最终使用,都没有不利的影响。
只有对少数退磁工作(尤其是特殊用途的试件)才根据实践经验或实验室数据实施严格的退磁限制。
为了消除分歧,规范应规定怎样在霍尔效应计或规定的磁场指示器面板上读数。
2) 航空工业标准HB/Z 72-1998中
1) 5.2.11 “应备有以下辅助设备”条中:
①毫特斯拉计 可采用CT-5型或其他类似的毫特斯拉计(注:霍尔效应计)测定磁粉检验时所施加的磁场强度及磁化方向。毫特斯拉计每年试验一次。
②袖珍式磁强计 可采用XCJ型或其它类似的袖珍式磁强计快速测定制件退磁后剩磁的大小。袖珍式磁强计每年校验一次。
2)6.4“退磁”条中:
6.4.5 制件退磁后, 一般可用XCJ型袖珍式磁强计对制件进行剩磁测定.制件任何部位的剩磁应不大于0.3mT (相当于240A/m)
(3)《无损检测手册》(机械工业出版社2002版)中
   “1.7 检测后的退磁和清理” P471中:
经过退磁的试件,其剩磁值在试件的任何部位用磁场计测量,一般允许存在3×10-4~8×10-4T , 对精密配合件要求不大于3×10-4T, 用磁场强度计测量时不大于240A/m。
4)《磁粉探伤 Ⅱ、Ⅲ级教材》(全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员会主编)
1)P65页 4.5.2 袖珍式磁强计
该磁强计主要用于工件退磁后剩磁大小的快速直接测量, 也可用于铁磁性材料工件在谈伤、加工和使用过程中剩磁的快速测量. 使用时, 将磁强计靠近被测物体,并将外壳上的箭头紧贴被测物体,指针的偏转代表了被测部位的剩磁量。
在非均匀磁场中,磁强计的动片只反映了受力的大小,与特斯拉计的指示值无对应关系。
XCJ-B每分度为0.1mT ( 1GS), 能准确测量, 故被推荐使用。
2)P92页6.6.4.2 剩磁测量
退磁程度可用XCJ-B型袖珍式磁强计测量, 每格为1 GS (0.1mT).
不少规范都没有写明工件退磁后剩磁可以接受的界限,一般认为,剩磁不大于0.3mT(240A/m)的工件, 对后道加工、焊接和仪表的使用都没有不利的影响。只有极少数工件,尤其是特殊用途的工件,必须通过试验制定更严格的退磁验收标准。
(5)国家标准GB/T 15822.3-2005 / ISO 9934-3:2002《无损检测 磁粉检测 第3部分:设备》标准中的8.3 条即设备的退磁能力最低要求为:“若无其他协议,设备的退磁能力应达到规定水平(通常为0.4KA/m~1.0KA/m)。”    (注:该范围即是0.5~1.25mT, 或5Gs~12.5 Gs这么宽松的条件,估计也有考虑可能用霍尔式磁强计测剩磁的因素)。
 
3 我们的意见
根据以上信息,在对工件进行磁探并作退磁后,宜用指针式剩磁强度计检查工件退磁效果;如无明确规定,允许的剩磁标准可以放宽到≤0.3mT(即≤3Gs)。
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