[发明专利]一种快速断电检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测方法，特别涉及一种可直观显示磁化快速断电的检测方法。

背景技术

磁粉探伤原理是利用铁磁性材料被磁化后，由于不连续的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场（即磁感应线离开和进入表面时形成的磁场）吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适白光照度下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。磁粉探伤可检出铁磁性材料中裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物等缺陷，具有很高的检测灵敏度，且能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度，检查缺陷的重复性好。通过对这些磁痕的观察分析，就能得出对影响零件使用性能缺陷的评价。

磁粉探伤根据工件磁化时磁场的方向，可以分为周向磁化、纵向磁化和多向磁化三种，其中，纵向磁化法是使工件内产生一个沿工件轴向或长度方向的磁场，用于检查轴向或长度方向垂直的横向缺陷的方法。

磁粉检测中纵向磁化法多采用短螺线管，它的磁场是一个不均匀的纵向磁场，当电流流过线圈时，线圈中产生的纵向磁场使线圈中的工件感应磁化，能发现工件上沿圆周方向上的缺陷，即线圈轴垂直方向上的横向缺陷。

在采用三相全波整流电流FWDC线圈磁化长条形工件时，工件两端的磁力线可能垂直于工件表面，工件两端表面的缺陷可能出现漏检。为克服这一不足，通常采用快速断电方式切断线圈中的三相全波整流电流，使通过工件的磁场迅速为零，在工件内部形成非常大的低频涡流，同时在工件表面建立一种封闭的环形磁场，使工件端面缺陷得以显现。快速断电效应应采用快速断电试验器测量验证。

磁粉探伤中的三相全波整流的快速断电是通过可控硅来实现的，快速断电能力主要取决于的可控硅关断时间。可控硅关断时间tq根据国标GB4024-83要求在5～20A/μs之间。目前磁粉探伤机普遍使用可控硅关断时间di/dt最小值在50～100A/μs之间，快速可控硅关断时间可达200A/μs或更高。可控硅关断时间tq是由触发引前时间tf和换流时间tr来决定的，一般取：

tq=(tf-tr)×1(1.5~2)]]>

当功率因数为0.8时，tf约为周期的十分之一，tr按元件di/dt小于或等于100A/μS来确定。

根据物理学法拉第定律，感应电动势和磁通量的变化率成正比ε=-dΦ/dt，对于纵向磁化短螺线管n匝的线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同时，那么整个线圈产生的感应电动势应该是单匝线圈的n倍，即ε=-ndΦ/dt。三相全波整流的可控硅快速断电的瞬间，检测线圈感应电动势剧烈变化产生反向峰值，快速断电检测器就是检测这个峰值电压来测量验证快速断电效应的。根据实际测量不同匝数纵向磁化线圈（常用的为5匝，少有3匝、6匝的），在15000安匝条件下，这个峰值电压幅值约为正常纵向磁化电流感应电压的2倍，峰值电压脉冲宽度约为5ms。对于纵向磁化线圈为5匝的6000A三相全波整流直流磁粉探伤机，一般检测线圈感应电动势下降速率大于1V/ms可满足快速断电要求。

目前，磁粉探伤使用快速断电检测器有三种：

（1）美国MAGNAGLO快速断电检测器，依据美国ASTM E1444规范制造，快速而精确地监测三相全波直流磁粒探伤机上快速断电电路功能的状态。使用方法是将其放置在纵向磁化线圈的合适位置，纵向磁化电流2000A以上，连续触发20次指示灯闪亮表示合格。

（2）美国磁通(MAGNAFLUX)公司的QB-2快速断电检测器，依据美国MIL-M-6867B规范制造，根据纵向磁化线圈的不同内径大小，在15000安匝条件下，通过位于纵向磁化线圈中心位置检测线圈的感应峰值电压不同大小来判断快速断电是否合格。

（3）美国TSI公司的ATS-20B磁粉探伤机专用电流检测仪，设置纵向磁化电流1000A，当电流停止时，快速断电检测线路将测量磁化电流下降时间，如果系统快速断电工作正常，OK绿灯亮，否则NG红灯亮。该仪器符合ASTM E 1444、ASTM SE-709、MIL-STD-271等美国标准要求。