SCNDT-111異形件熒光磁粉探傷儀

設計制造的磁粉探傷機執行《JB/T8290-2011磁粉探傷機》標準

本技術(shù)方案適用于環(huán)形件表面及近表面的熒光磁粉探傷。

環(huán)形件的缺陷主要是材料和鍛造、熱處理及切削加工產(chǎn)生的，主要有折疊、夾雜、鍛造裂紋、熱處理裂紋和磨削裂紋等。一些鑄造毛坯的還可能有鑄造缺陷，如縮孔、疏松、夾雜、鑄造裂紋等。缺陷方向大多不固定，因此在環(huán)形件全表面的各個(gè)方向上都需要進(jìn)行探傷檢查。

通常把中心有孔的零件稱(chēng)做環(huán)形件，在以下描述中亦把環(huán)形件稱(chēng)做環(huán)型件。

一、對探傷機設計要求如下:

1.1采用濕法連續法復合磁化磁粉探傷工藝，對環(huán)形件一次性整體探傷；環(huán)形件的檢測范圍：外徑250-800mm，內徑100-650mm。

1.2用30/100A₁型試片粘貼在零件表面，探傷后以所有刻痕清晰顯示驗證探傷機的綜合靈敏度為合格；

1.3采用熒光磁粉探傷工藝，距零件表面380mm處的紫外線(xiàn)照度不低于4000uW/cm²；

1.4采用可編程控制器對設備的運行進(jìn)行手動(dòng)控制或自動(dòng)控制；

1.5退磁后使零件上的剩磁小于0.2mT；

1.6在磁化和噴淋磁懸液以及檢查缺陷時(shí)應使零件自動(dòng)旋轉，零件轉速可調0-3r/min。

1.7考慮到零件的特定型狀，結合上述要求進(jìn)行具體分析，現做技術(shù)方案如下。

二、磁化方法的設計:

2.1、環(huán)形件的周向磁化:

在工件中通過(guò)的磁棒中通過(guò)電流，工件表面和近表面就會(huì )產(chǎn)生沿圓周方向的磁場(chǎng)，用于檢測沿工件軸向缺陷；由于工件是環(huán)形件，本機采用閉路磁軛，閉路磁軛線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿閉路磁軛運行，通過(guò)磁棒從工件中心通過(guò)，就會(huì )在工件中產(chǎn)生一個(gè)沿工件周向的二次感應電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)就可檢測工件的周向裂紋。當兩種磁場(chǎng)同時(shí)施加于工件時(shí)，因周、縱向磁化電流具有一定的相位差，在工件表面可形成復合旋轉磁場(chǎng)，可一次性發(fā)現表面近表面所有方向的缺陷。

該機周向磁化采用穿棒感應法、縱向磁化采用閉路磁軛二次感應法，對工件進(jìn)行復合磁化，由于閉路磁軛有磁場(chǎng)集中，與開(kāi)路相比磁磁場(chǎng)損失小，因此，產(chǎn)生的二次感應電流大，磁場(chǎng)強度就相應增大，更為重要的是用閉路磁軛，對工件的內孔和端面的磁化效果遠遠大于開(kāi)路磁軛的探傷方法，且剩磁穩定度好。

2.2、環(huán)形件的縱向磁化:

縱向磁化就是在零件表面建立縱向磁場(chǎng)，檢測零件周向不連續（缺陷）的磁化。

該方案采用感應電流法（亦稱(chēng)磁通貫通法）的磁化方式。

所謂感應電流法，就是把高導磁率的疊層硅鋼片鐵芯（上節所述的組合體）穿過(guò)環(huán)形件的中心孔后和U形電磁軛構成閉合磁回路。把環(huán)型零件等效成閉合磁路中的一匝“閉合導體"，當對電磁軛線(xiàn)圈通電時(shí)，環(huán)型零件里面的磁通量便發(fā)生變化，從而在環(huán)形件中感生出電流來(lái)進(jìn)行磁化。零件磁化電流的大小根據零件截面圍長(cháng)折合等效直徑確定，計算電磁軛的磁動(dòng)勢約8400AT（計算過(guò)程從略）。留有一定的余量，取12000AT設計。

磁化電流的測量取自一次側電流經(jīng)換算得到。磁化電流從零到值連續可調。合適的磁化電流于現場(chǎng)調試時(shí)用標準試片貼在零件表面進(jìn)行調定。

2.3工藝流程

將工件吊裝至主機工件專(zhuān)用托架上，調節托架托輪機構高度，放置好工件，并調整磁化頭中心高，保證工件與夾緊芯棒中心一致.

自動(dòng)程序：上料→定位→1穿棒→2噴灑→3磁化→4噴灑?！?span>5旋轉觀(guān)察[以上1－5動(dòng)作可重復進(jìn)行直到工件磁化結束]→退磁→退棒→下料

三、設備主要技術(shù)參數：

3.1、磁化方式：周向、縱向、復合三種磁化方式；

3.2、周向磁化電流：AC 0-12000A有效值，連續可調，帶斷電相位控制；

3.3、縱向磁化磁勢：AC 0-24000AT有效值，連續可調，帶斷電相位控制；

3.4、周向退磁電流：AC 12000-0A有效值，連續可調；

3.5、縱向退磁磁勢：AC 24000-0AT有效值，連續可調；

3.6、退磁方式：自動(dòng)衰減式；

3.7、退磁效果：≤0.2mT；

3.8、電極間距：0-400mm可調；

3.9、暫載率：≥30%；

3.10、夾持方式：氣動(dòng)夾緊；

3.11、運行方式：手動(dòng)/自動(dòng)；

3.12、探傷靈敏度：30/100A₁型試片清晰顯示；

3.13、探傷節拍：約12秒/件(觀(guān)察及評判時(shí)間除外，探傷時(shí)間和工藝過(guò)程可根據需方實(shí)際需要進(jìn)行調整)；

3.14、電源：三相四線(xiàn) 380V±5% 50Hz；

3.15、外形尺寸： 3100mm (L)×2200mm (W)×1800mm (H)（含噴淋架高度）；

3.16、壓縮空氣： 0.4～0.6MPa；

3.17、使用環(huán)境：溫度-5℃+45℃，相對濕度≤80%，無(wú)腐蝕氣體、粉塵及中高頻干擾；

3.18、重量：約2400Kg。

四、磁化主電源及控制方式:

本機采用三相工頻交流電輸入，周向磁場(chǎng)發(fā)生器和縱向磁場(chǎng)發(fā)生器分別接在三相交流電不同相位的任意兩相上，由矢量分析可知，建立的兩相磁場(chǎng)隨時(shí)間和相位的變化將在環(huán)形件表面建立一橢圓型旋轉磁場(chǎng)，可保證合成磁場(chǎng)方向時(shí)刻均與各種取向的缺陷垂直，一次性磁化整個(gè)零件，檢查出環(huán)形件、全表面缺陷。

主電路主要由周向磁場(chǎng)發(fā)生器和縱向磁場(chǎng)發(fā)生器為核心的兩套電路組成。電源為380V三相交流電，周向和縱向磁化電流的調整，分別由兩組KP系列可控硅完成，改變串接在主變壓器初級回路中的可控硅的導通角即可改變主變壓器初級的電壓幅值，從而改變變壓器次級輸出電壓的幅值，達到調整磁化電流大小的目的。采用可控硅移相觸發(fā)技術(shù)，使該電路具有移相范圍寬，鋸齒波線(xiàn)性好，控制方式簡(jiǎn)單，有失效保護，觸發(fā)輸出電流大，脈沖寬度可調等一系列特點(diǎn)。

電氣控制系統主要由以下部份組成：控制電路、氣動(dòng)控制系統、電機控制系統、磁化控制系統及其他的附屬器件（接近開(kāi)關(guān)、繼電器、傳感器、互感器、電流表等）。電系統由工件轉動(dòng)電機、尾架調節電機和噴液電機等夠成，氣系統主要由多組氣缸組成，主要為噴磁懸液機構、工件旋轉及電磁組合體開(kāi)合等動(dòng)作服務(wù)，由PLC通過(guò)控制各種電磁閥進(jìn)行控制，由氣缸完成具體動(dòng)作。退磁采用的衰減式退磁，退磁后剩磁量不大于0.2mT。

本設備采用進(jìn)口PLC控制設備運行，各執行機構均有保護裝置，出現意外時(shí)，不易損壞其它部件。系統的控制和執行機構之間均采用了電氣隔離，使系統具有較強的抗干擾能力。

五、主要結構:

5.1、機械部分

左右電極箱采用立式導軌結構，通過(guò)電機調節高度，實(shí)現大型工件的高度對中，通過(guò)小型工件托架與大型工件導軌調節機構從250-850mm所有工件的對中調節。

采用立式結構，機電分體型設計，可開(kāi)合暗房。

中心導體采用70的導磁棒（適用于500以?xún)鹊墓ぜ淮未呕?span>500-800mm的采用分段磁化），托架旋轉方便觀(guān)察。

回轉支承吊裝在滾輪支架上，通過(guò)電動(dòng)調節滾輪支架的行程實(shí)現調節工件中心高使磁化均勻，通過(guò)支撐輪實(shí)現工件大小的支撐固定。

5.2、電氣部分

整機的晶閘管及其移相觸發(fā)電路、可編程序控制器、電源及電機保護電路和進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)端子均裝設于電控板上；指示燈、指示磁化參數的儀表、磁化類(lèi)型選擇開(kāi)關(guān)、磁化電流調節旋鈕、工作模式轉換開(kāi)關(guān)、電源開(kāi)關(guān)均裝設于電控部分上方的操作面板上。

在操作者面前的機床邊也裝設床邊操作盒，啟動(dòng)按鈕、輪餅旋轉檢查時(shí)的正反轉及點(diǎn)動(dòng)按鈕、故障急停按鈕均設置在其上。

5.3觸摸屏人機界面控制顯示器采用中國臺灣威倫公司產(chǎn)品，

觸摸屏畫(huà)面設計：進(jìn)入操作界面，顯示“電流設定"、 “退磁時(shí)間"、“退磁"、“磁化時(shí)間"等操作鍵盤(pán)。

該系統控制更為科學(xué)嚴謹，控制精度更高，效果更加穩定、可靠。

磁化電流可預置，預選值與實(shí)際通過(guò)電流值誤差≤±5%。

磁化時(shí)間0.5-5S可設定。

六、磁懸液的循環(huán)和噴淋:

為使磁懸液方便配置及定期更換，磁懸液的貯箱、液泵電機設計成獨立單元置于機床外側，調整總流量的閥門(mén)亦裝于其上。

磁懸液噴灑及回收系統由積液斗、儲液箱、噴液泵、攪拌泵、管道、噴淋頭、濾網(wǎng)等部分組成，對工件進(jìn)行噴淋、積液、濾清、回收以便循環(huán)使用。噴淋頭安裝在床身的前側，自上而下對工件進(jìn)行噴淋，每路噴淋頭均設有調節閥，保證工件充分濕潤而液體不飛濺。攪拌泵電機使磁懸液中的磁粉充分懸浮防止磁粉沉結，同時(shí)亦用于床身右端的手動(dòng)噴槍的噴淋，手動(dòng)噴淋由軟管接出，便于手動(dòng)操作。配備兩道過(guò)濾裝置，可防止污染，確保磁懸液的潔凈；承載磁懸液的容器和積液斗均為奧氏體不銹鋼材料，其容積約為60升。

七、暗房（含紫外燈系統）

本機暗房采用方管焊接骨架、墻面為阻燃泡沫充填的雙層彩鋼板，彩鋼板顏色為銀灰色；為方便工件的吊裝，暗房頂部為氣動(dòng)開(kāi)合結構，打開(kāi)寬度達2000mm。暗房頂部四角配置鋼制吊環(huán)，暗房可整體吊移。暗房頂部(未開(kāi)合部分)裝排風(fēng)扇。儀器距離暗房左右側及后側預留1m空間，前方預留1.5m空間方便人員進(jìn)出觀(guān)察，右側開(kāi)設安全門(mén)，門(mén)的開(kāi)合方向向外，方便操作人員進(jìn)出。

本設備配置波長(cháng)365nm手持式紫外燈一只，用于檢查工件缺陷。距零件表面380mm處的紫外線(xiàn)照度不低于6000uW/cm²。

主機和電控柜均放置在暗房?jì)?，均便于維修操作；磁懸液箱放置在暗房外，便于更換磁懸液。

八、其他設計：

8.1、磁化電流表采用0.5級真有效值顯示，并配置標準互感器，電流顯示精度高、準確可靠；

8.2、設備具有超溫溫聲光報警指示功能；

8.3、設備配置專(zhuān)用腳踏開(kāi)關(guān)，自動(dòng)時(shí)，設計為自動(dòng)程序啟動(dòng)功能。手動(dòng)時(shí)，設計為磁化功能；

8.4、設備的床身端子箱設計在外部，電器控制防護等級符合國家要求；

8.5、采用專(zhuān)用夾具，保證工件的裝卡安全、穩定、可靠，可進(jìn)行有效的探傷檢查。

九、技術(shù)資料：

9.1、設備使用說(shuō)明書(shū)（包括電氣原理圖、程序時(shí)序圖、電子元氣件詳細清單等，并要求蓋有單位公章及人員簽名）兩份；

9.2、設備的易損件和標準件清單和相應的機械結構圖；

9.3、設備自制件的詳細結構和參數；

9.4、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明書(shū)一份。

十、質(zhì)量保證及售后服務(wù)

質(zhì)保期為：從設備最終驗收合格日起12個(gè)月（其中可編程控制器保24個(gè)月）。質(zhì)保期內被免費更換的零部件的質(zhì)量保證期為更換之日起12個(gè)月。

無(wú)論是在保修期內還是超過(guò)保修期后，維修與更換缺陷部件的期限為：接到用戶(hù)故障信息后應24小時(shí)內響應，3個(gè)工作日內排除故障并交付使用。

設備所有原器件及原材料的購進(jìn)，都是通過(guò)嚴格篩選和認證的，保證是正規廠(chǎng)家生產(chǎn)。所有自制件均采用合格材料，嚴格按設計要求制造。

供方負責對設備整體安裝調試直至符合使用要求，免費培訓兩天，保修期內免費維修，保修期外的維修只象征性的收取成本費，并提供技術(shù)指導！

十一、主要電器元件配套明細表

2.隨機附件（詳見(jiàn)下面清單）：