车轴磁粉探伤

吕少石

【摘要】本文对车轴磁粉探伤工艺及磁痕分析进行了阐述。

【关键词】磁粉探伤  磁痕分析  相关磁痕  非相关磁痕

一、提出问题

车轴是机车车辆转向架的关键承载部位，影响行车安全的重要部位。其疲劳破坏直接危及运输安全，如果出现车轴疲劳伤并且扩展，就会因断轴造成列车脱轨，带来灾难性的后果。因此，在轮对交付前和使用中须进行磁粉探伤。

磁粉检测工艺，主要包括探伤准备、探伤操作、缺陷磁痕分析评价和后处理四个步骤。①探伤准备，主要是为了完成对探伤系统的检查、调整和确认工作，它包括对磁粉检测工件的预处理，探伤设备状态的全面检查， 调整并测试磁悬液浓度，调整磁化电流，进行系统综合灵敏度试验，及对探伤部位的状态进行检查等相关内容。②探伤操作，在探伤操作过程中探伤人员应密切关注磁化规范及喷液状态，确保每个工件都能得到有效磁化，且磁悬液能充分润湿全部探伤面，尤其要注意是否有冲刷磁痕及探伤部位磁悬液积存现象的存在。③缺陷磁痕分析，指在进行磁痕评定时应注意观察探伤面的外观状态及磁痕形态，当磁痕难于鉴别时，应对探伤面进行打磨，再重新探查。对于缺陷磁痕，应用特种铅笔在缺陷部位作出明显标记，以指示返修。退磁并且认真填写磁粉探伤记录。④后处理是指完成磁粉检测过程后，为不影响工件的后续加工和使用，在检验后度工件进行清洗等处理，和工件的标记等。

二、问题产生的原因分析

一般磁粉检测是通过磁痕来显示缺陷。然而，缺陷不是产生漏磁场的唯一原因，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显示，但还是有以下几点区别：①相关显示与非相关显示是由漏磁场吸附磁粉形成的，而伪显示不是由漏磁场吸附磁粉形成的;②形成相关显示的漏磁场是由缺陷产生的，引起非相关显示的漏磁场却是由工件截面突变和材料磁导率差异产生的;③只有缺陷显示的磁痕（相关显示）影响工件的使用性能，而非缺陷磁痕显示（非相关显示和伪显示）都不影响工件的使用性能。

三、解决问题的方案或措施

（一）车轴锻造缺陷磁痕显示特征及分析

（1）锻造裂纹。其磁痕特征为：锻造裂纹，一般呈现没有规则的直线或弯曲线状。显示强烈，磁粉附着好，具有尖锐的根部或边缘，轮廓清晰。抹掉磁粉，一般肉眼可见。多出现在锻造比大和截面突变的部位或边缘。

（2）锻造折叠。其磁痕特征为：折叠具有尖锐的根部，会造成应力集中。折叠表面形状与裂纹相似，多发生在锻件内圆角或尖角处，磁痕呈纵向直线状，并与表面呈一定夹角，但有时也有圆弧状，一般肉眼可见。显示松散宽大，磁粉附着程度随折叠的深浅和夹角大小而异。锻造折叠缺陷磁痕一般不浓密清晰，但在对表面打磨后，磁痕往往更加清晰。

（3）白点。其磁痕特征为：成不规则的短线条。显示强烈，磁粉附着好，轮廓清晰。一般成群出现在机械加工过的表面上。

（4）锻造夹杂。其磁痕特征为：成不规则的线条状。显示比较强烈，磁粉附着较好，轮廓比较清晰。一般成群出现在机械加工过的表面上。

（二）原材料和轧制件缺陷磁痕显示特征及分析

（1）发纹。其磁痕特征为：沿金属纤维方向，呈发丝一样连续或断续的细直的线状，长短不等，长者可达数十毫米。仔细观察可发现线条粗细比较均匀，两端不尖呈圆角，磁痕清晰而不浓密，抹去磁粉，一般肉眼不可见。

（2）分层。其磁痕特征为：与原材料表面成平行，呈连续或断续的细直线状。磁粉附着好，轮廓清晰。多发现于板材零部件的断面上。

（3）划痕。其磁痕特征为：划痕呈直线沟状，肉眼可见到沟底，分布于钢材的局部或全长。宽而浅的拉痕磁粉探伤时不吸附磁粉，但较深者会吸附磁粉。

（4）原材料裂纹及夹杂。其磁痕特征为：原材料裂纹，呈线状。显示强烈，磁粉附着好，轮廓清晰。多与金属材料纤维方向一致。

（三）机加工缺陷磁痕显示特征及分析

（1）磨削裂纹磁痕特征为：常见磨削裂纹一般呈网状、鱼鳞状;由渗碳表面产生的磨削裂纹多为龟裂状;由热处理不当产生的磨削裂纹有的与磨削方向平行。

（2）矫正裂纹磁痕特征为：裂纹中间粗，两头尖，呈直线形或微弯曲，一般单个出现，磁痕浓密清晰。

（四）在役缺陷磁痕显示特征及分析

（1）疲劳裂纹磁痕特征为：疲劳裂纹一般都产生在应力集中部位，其方向与受力方向垂直，并以疲劳源为起点向两侧发展，中间粗，两头尖且呈对称延伸的曲线，磁痕浓密清晰。

（2）应力腐蚀裂纹磁痕特征为：应力腐蚀裂纹与应力方向垂直，磁粉检测时，对腐蚀表面要清理好，磁痕显示浓密清晰。

（五）非缺陷磁痕显示特征及分析

（1）伪显示：伪显示（也叫假缺陷显示）的产生原因很多、各自的磁痕特征也有所不同。一般情况下，磁粉堆集松散，磁痕轮廓不清晰。

（2）表面油污：工件表面存在油污或不清洁，也会粘附磁粉形成磁痕显示，尤其在干法探伤中最常见。其磁痕特征为：磁粉堆集松散，清洗并干燥工件后重新检验，该显示不再出现。

（3）棉线：湿法探伤过程中，如果磁悬液或工件表面有纤维物线头、头发丝等，则粘附磁粉滞留在工件表面，容易误认为磁痕显示。其磁痕特征比较明显，只要仔细观察即可辨认。

（4）氧化皮或油漆斑点：如果工件表面有氧化皮、油漆斑点等，则会在其边缘上滞留磁粉形成磁痕显示。其磁痕特征为：磁痕比较松散、零乱，通过仔细观察或漂洗工件即可鉴别。

（5）磁悬液浓度过高：磁悬液浓度过高，或施加不当会形成过度背景。其磁痕特征为：磁粉堆集多而松散，磁痕轮廓不清晰，漂洗后磁痕不再出现。

（六）非相关显示

非相关显示虽然不是来源于缺陷，但却是由漏磁场产生的。其形成原因非常复杂，一般与工件材料、外形结构、制造工艺和采用的磁化规范等因素有关。非相关显示对工件的强度和使用性能并无影响，对工件不构成危害，但是它与相关显示容易混淆，也不像伪显示那样容易识别，因此，实际探伤中，应对其产生原因、磁痕特征进行认真分析，并采用合理的方法进行鉴别。

四、取得成效

本文通过对车轴磁粉探伤发现的磁痕的分析和判断的论述，会对提高车轴磁粉探伤中判探伤的准确性，做到不误判，不漏探，进一步提高探伤质量具有一定的帮助作用。