退磁后工件剩磁測量儀器的選擇及剩磁標準

　　1 磁強計與特斯拉計

　　袖珍式磁強計是國內(nèi)外最通用的檢測退磁后工件剩磁狀態(tài)的檢測儀器。其系利用力矩原理設計，尺寸約為Φ60×20mm。它內(nèi)部有兩個永磁體，一個固定，用于調(diào)零;另一個是活動的，用于測量。活動永磁體在外磁場和回零永磁體的雙重磁場力作用下將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶動指針停留在一定位置，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小表示了外磁場的大小。袖珍式磁強計有A、B、C三種規(guī)格，其中B型每分度為0.1mT(1Gs)，能準確測量，被推薦作退磁后測量使用。

　　《美國無損檢測手冊 磁粉卷》在有關(guān)退磁測量的內(nèi)容中，詳細介紹了用于檢查工件的退磁情況的磁場指示器(大容量磁場測量儀)即上述袖珍式磁強計的構(gòu)造、原理和使用。由于這種儀器的磁敏元件(動片)對磁場受感范圍比特斯拉計的霍爾元件大，對反映工件剩磁的力學效應(恰恰是需要退磁的原因)特別合適，因此目前國際上普遍采用這種儀器檢測工件退磁后的剩磁。

　　特斯拉計的測量原理基于霍爾效應。當電流垂直于外加磁場方向通過半導體時，在垂直于電流和磁場方向的半導體兩側(cè)產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應。其磁敏元件是尺寸很小的半導體(霍爾片)，對磁場的受感范圍極小。因為當其與被測磁場方向垂直時，霍爾電勢差最大，因此在測量時要轉(zhuǎn)動探頭，使儀器指示達到最大時讀數(shù)。在《美國無損檢測手冊磁粉卷》和我國HB/Z 72-1998等標準與文獻中，都被推薦作為試驗室儀器，工藝試驗中用于測量工件磁化時磁場情況與漏磁場。用此類儀器測弱磁場，需要仔細校零，否則誤差較大。另外在非均勻磁場中，由于磁強計的動片只反映了受力的大小，其讀數(shù)與以霍爾元件測磁場的特斯拉計的指示值無對應關(guān)系(見全國磁探Ⅲ級教材)。

　　用特斯拉計來測退磁后工件的剩磁，不但不方便，還存在測量值偏大的問題，這里有未經(jīng)零磁場校零因而在低量程檔誤差大的因素，也因為：由于在零件上的剩磁磁場一般為非均勻場，霍爾探頭稍變一點角度，讀數(shù)變化即很大，既不容易測更不容易測準。因形狀關(guān)系，在零件上可能有個別剩磁較大的奇點，這些點范圍極小，不會產(chǎn)生影響零件加工與使用的力學效應，用袖珍式磁強計也測不出，但卻能被特斯拉計檢出。

　　由于上述情況，目前普遍采用袖珍式磁場強度計檢測退磁后工件剩磁情況。我國的Ⅱ、Ⅲ級(中、高級)磁粉探傷教材也是以袖珍式磁強計作為工件退磁后的測量儀器。而以各項要求嚴格著稱的航空工業(yè)標準HB/Z 72-1998更是明確寫明：采用此類型袖珍式磁強計測定制件退磁后的剩磁強度。

　　2 相關(guān)資料摘錄

　　(1)《美國無損檢測手冊 磁粉卷》

　　1)P430：

　　磁場指示器(即袖珍指針式磁強計)的作用：要求的退磁程度通常規(guī)定為某種磁場指示器讀數(shù)的最大值(以單位特斯拉或高斯指示)。磁場指示器是工業(yè)上監(jiān)控退磁工藝有效性的最普遍使用的儀器，它方便、容易操作、價廉。

　　霍爾效應高斯計是普遍使用的定量測量泄漏磁場強度的實驗室儀器。其讀數(shù)明顯大于磁場指示器獲得的讀數(shù)。

　　2) P433：

　　過嚴的退磁規(guī)范，往往是產(chǎn)生問題的重要根源。不少規(guī)范都沒有寫明退磁處理后可否接受的具體界限以及檢驗。例如，磁場指示器讀數(shù)約為0.3mT (3GS)的試件,一般對下道機加或焊接,儀器的使用或它的最終使用,都沒有不利的影響。

　　只有對少數(shù)退磁工作(尤其是特殊用途的試件)才根據(jù)實踐經(jīng)驗或?qū)嶒炇覕?shù)據(jù)實施嚴格的退磁限制。

　　為了消除分歧，規(guī)范應規(guī)定怎樣在霍爾效應計或規(guī)定的磁場指示器面板上讀數(shù)。

　　(2) 航空工業(yè)標準HB/Z 72-1998中

　　1) 5.2.11 “應備有以下輔助設備”條中：

　　①毫特斯拉計 可采用CT-5型或其他類似的毫特斯拉計(注：霍爾效應計)測定磁粉檢驗時所施加的磁場強度及磁化方向。毫特斯拉計每年試驗一次。

　　②袖珍式磁強計 可采用XCJ型或其它類似的袖珍式磁強計快速測定制件退磁后剩磁的大小。袖珍式磁強計每年校驗一次。

　　2)6.4“退磁”條中：

　　6.4.5 制件退磁后, 一般可用XCJ型袖珍式磁強計對制件進行剩磁測定.制件任何部位的剩磁應不大于0.3mT (相當于240A/m)

　　(3)《無損檢測手冊》(機械工業(yè)出版社2002版)中

　　“1.7 檢測后的退磁和清理” P471中：

　　經(jīng)過退磁的試件,其剩磁值在試件的任何部位用磁場計測量,一般允許存在3×10-4～8×10-4T , 對精密配合件要求不大于3×10-4T, 用磁場強度計測量時不大于240A/m。

　　(4)《磁粉探傷 Ⅱ、Ⅲ級教材》(全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格鑒定考核委員會主編)

　　1)P65頁 4.5.2 袖珍式磁強計

　　該磁強計主要用于工件退磁后剩磁大小的快速直接測量, 也可用于鐵磁性材料工件在談傷、加工和使用過程中剩磁的快速測量. 使用時, 將磁強計靠近被測物體,并將外殼上的箭頭緊貼被測物體,指針的偏轉(zhuǎn)代表了被測部位的剩磁量。

　　在非均勻磁場中，磁強計的動片只反映了受力的大小，與特斯拉計的指示值無對應關(guān)系。

　　XCJ-B每分度為0.1mT ( 1GS), 能準確測量, 故被推薦使用。

　　2)P92頁6.6.4.2 剩磁測量

　　退磁程度可用XCJ-B型袖珍式磁強計測量, 每格為1 GS (0.1mT).

　　不少規(guī)范都沒有寫明工件退磁后剩磁可以接受的界限,一般認為,剩磁不大于0.3mT(240A/m)的工件, 對后道加工、焊接和儀表的使用都沒有不利的影響。只有極少數(shù)工件，尤其是特殊用途的工件，必須通過試驗制定更嚴格的退磁驗收標準。

　　(5)國家標準GB/T 15822.3-2005 / ISO 9934-3：2002《無損檢測 磁粉檢測 第3部分：設備》標準中的8.3 條即設備的退磁能力最低要求為：“若無其他協(xié)議，設備的退磁能力應達到規(guī)定水平(通常為0.4KA/m～1.0KA/m)。” (注：該范圍即是0.5～1.25mT, 或5Gs～12.5 Gs這么寬松的條件,估計也有考慮可能用霍爾式磁強計測剩磁的因素)。

　　3 參考意見

　　根據(jù)以上信息，在對工件進行磁探并作退磁后，宜用指針式剩磁強度(磁場指示器)計檢查工件退磁效果;如無明確規(guī)定，允許的剩磁標準可以放寬到≤0.3mT(即≤3Gs)。