《电工钢单片检测标准方法相关问题解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工钢单片检测标准方法相关问题解析（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电工钢单片检测标准方法相关问题解析 1 电工钢单片检测标准方法相关问题解析 周 星 沈 杰 李和平 （宝钢工业技术服务有限公司检化验中心，上海 201900） 摘 要 本文介绍了国内外电工钢单片检测标准方法在应用层面的相关问题，解析了各类标准及测量方法的差异、单片法和爱泼斯坦方圈法测量结果的关系等；并介绍了国际电工委员会（IEC）磁性合金和钢技术委员会（TC68）磁性和其他物理性能测量方法工作组（WG2）涉及电工钢单片检测的标准化活动的一些情况。期望对相关技术问题的综述和解析有助于对相关领域国内外标准化活动更好的了解。 关键词 电工钢 单片法检验 标准化 Summary and Analys
2、is of the Relative Problem about Standardizing Single Sheet Testing Methods for Electrical Steel Zhou Xing Shen Jie Li Heping ( Test, Inspection and Analysis Center, Baosteel Industry Service Co., Ltd., Shanghai, 201900 ) Abstract The relative problems about standardizing single sheet testing method
3、s for electrical steel have been described in the view of practice, the difference of different international and national standards of single sheet testing methods, and relation of test results obtained from single sheet tester methods and Epstein frame, etc. have been analyzed. Its also described
4、that the activities of Working Group 2 (WG2, Measuring methods for determining magnetic and other physical properties), Technical Committee n68 (TC68, Magnetic Alloys and Steels), International Electrotechnical Commission (IEC), on standards developing related to single sheet testing methods for ele
5、ctrical steel. Author tried to describe these problems properly and give comments on it, this will help to comprehend the international and national standard developing activities in the concerning area. Key words electrical steel, single sheet testing method, standardization 1 引言 电工钢的磁性能检测，传统采用爱泼斯坦
6、方圈法。随着检测技术的发展和电工钢产品等级的不断提升，特别是对于经磁畴细化处理的取向硅钢， 电工钢的标准单片法检测在取向硅钢的磁性能检测中大量应用。 由于电工钢的标准单片法相对于传统爱泼斯坦方圈法的应用历史较短， 在具体方法的标准化方面各个标准体系还有差异，与爱泼斯坦方圈法比较在也有些不同。 近年来，国际电工委员会（IEC）磁性合金和钢技术委员会（TC68）磁性和其他物理性能测量方法工作组（WG2）对电工钢磁性能检测方法的两个基础标准（爱泼斯坦方圈法和单片法）进行了修订。就标准单片法而言，由于存在诸多的差异，一些检测技术问题，特别是高等级电工钢磁性能检测中遇到的问题，受到电工钢的磁性能检测和应
7、用各相关方的日益关注。 周星 (1960), 男, 博士, 教授级高工， 2 第九届中国钢铁年会论文集 本文从各标准体系的单片法系统分析出发，结合 IEC/TC68/WG2 讨论的情况，重点介绍与电工钢单片法相关的国际标准文件的内容， 以及正在酝酿和讨论的一些技术问题， 并对国内应用和应对情况进行分析和讨论，以期对关注电工钢单片法的磁性能检测的生产厂和用户了解相关标准文件的变化和发展趋势有所帮助。 2 各标准体系的单片法标准化文件 2.1 各标准体系单片法的标准 涉及单片法的各标准化文件如下： （1）IEC 60404-32010 “Magnetic materialsPart 3 Metho
8、ds of measurement of the magnetic properties of electrical steel strip and sheet by single sheet tester”。 （2）GB/T 137892008 “用单片测试仪测量电工钢片(带)磁性能的方法”。 （3）ASTM A80404(2009)e1 “Standard test methods for alternating-current magnetic properties of materials at power frequencies using sheet-type test speci
9、mens”。 （4）JIS C25561996 “電磁鋼板単板磁気特性試験方法”。 （5）JEM 14321988 “単板磁気試験方法”。 （6）JIS H71521996 “金属単板磁気特性試験方法”。 （7）ASTM A103604(2009) “Standard guide for measuring power frequency magnetic properties of flat-rolled electrical steels using small single sheet testers”。 （8）YB 41482006 “电工钢片(带)小单片试样磁性能测量方法”。 上述标
10、准化文件体系粗略地可划分为两类，一类 IEC 国际标准（a-b）的励磁电流法，一类是 ASTM 和JIS 标准（c-f）的磁场线圈（H-coil）法。其中，f 是针对铁基非晶材料的单片检测方法，g 和 h 是小单片检测方法，小单片检测方法在电工钢工业产品的常规磁性能检测中应用较少，本文不做分析。 国家标准 GB/T 137892008“用单片测试仪测量电工钢片(带)磁性能的方法”等同采用 IEC 60404-3:2002，与 IEC 60404-3:2010 差异仅是“附录 A 测定磁性能的数字采样方法”和参考文献清单。 2.2 IEC、JIS 和 ASTM 标准单片法的差异分析 IEC、JI
11、S 和 ASTM 标准单片法（SST）的差异见表 1。 2.3 SST 的电流法和 H-Coil 法 单片法的电流法和 H-Coil 法主要区别在于对励磁磁场的测量方法不同，电流法是通过流经初级绕组的电流用安培定律计算励磁磁场，而 H-Coil 法则是通过放置在样品表面附近的磁场感应线圈直接测得励磁磁场。 图 1 为现行国际标准 SST IEC 60404-32010 电流法的电路示意图， 图 2 为日本电机协会标准 JEM 14321988 给出的 H-Coil 法测量电路示意图。 2.4 SST 的 82 方案和 92 方案 单片法的电流法国际标准 IEC 60404-3 于 1982 首
12、次发布，其测量值通过磁路 lm的调整对应于爱泼斯坦方圈法的测量结果，此检测方式简称 82 方案，见图 3 的左半部示意图，ASTM A804 目前仍采用此方案，82方案通过不同钢种的对照实验，将 SST 测量值回归至爱泼斯坦方圈法的测量值。1992 年 IEC 对单片法的电流法国际标准 IEC 60404-3 修订，推荐采用固定的磁路长度 lm450mm，此检测方式简称 92 方案，见图 3的右半部示意图，92 方案是一种绝对测量，完全脱离爱泼斯坦方圈法。 电工钢单片检测标准方法相关问题解析 3 表 1 IEC、JIS 和 ASTM 标准单片法的差异 类别 内容 IEC 60404-3:201
13、0 JIS C 2556:1996 ASTM A80404(2009)e1 适用 对象 取向和无取向电工钢片（带） 同左 片型样品， 取向和无取向电工钢， 推荐用于取向 电工钢 频率 工频的交流磁性能，对设备有 50Hz 的条件 要求 同左 50 或 60HZ 条件下的交流磁性能，条件允许可 扩展到 25400Hz 检测 条件 交流磁性能的测定是在给定的磁极化强度 峰值和给定的频率及正弦感应电压的情况 下进行 交流磁性能的测定是在给定的磁感应强度峰 值和给定的频率及正弦感应电压的情况下进 行 同左 范围 环境 235 同左 ASTM A34-06(2012)1规定 255 检测项 目 交流 比
14、总损耗、磁极化强度峰值、磁场强度有效 值、磁场强度峰值、比视在功率 工频交流磁化特性、铁损和视在功率 铁损、有效励磁功率、励磁电流峰值、磁场强度 峰值、幅值磁导率 磁场 强度 （励磁 电流） 1. 回路中的有效值电流表测量的电流计算 得出。 2. 使用一个阻值不超过 1，准确度为0.5 的精密电阻，接入电路取代电流表，由电 阻上的电压计算得出 1. H-coil 法： H 线圈感应出相应的电压信号并 由仪器转换成相对应的磁场强度数值。 回路中 的有效值电流表测量的电流起测量监视用。 2. 励磁电流法：回路中的有效值电流表测量 的电流计算得出。 或使用一个电阻， 接入电路 取代电流表，由电阻上的
15、电压计算得出 1. 方法 1： 两绕组单或双磁轭方法， 通过测量串 联在初级绕组的互感器的次级电压计算得出。 或 使用一个 0.1 到 1准确度好于 0.1的标准电 阻，接入初级回路，由电阻上的电压计算得出。 2. 方法 2： 三绕组单磁轭方法 （试样表面增加 H 线圈） ，H 线圈感应出相应的电压信号并由仪器 转换成相对应的磁场强度数值 磁极化 强度 测量次级电压整流后的平均值计算得到 同左 测量次级电压整流后的平均值计算得到， 并进一 步计算幅值磁导率 比总 损耗 以接入初级电流和次级电压的功率表测量 计算得出 同左 同左 原理 视在 功率 由初级电流有效值和次级电压有效值计算 得出 同左
16、 无 磁轭 双磁轭结构，每个磁轭的宽度应为 500mm5mm，内侧长度为 450mm1mm 1. H-coil 法： 水平磁轭 （小单片） ， 内宽 100mm， 磁轭框外缘尺寸为 500mmX400mm。 2. 励磁电流法：双磁轭结构，每个磁轭的宽 度应为5 0500+mm，内侧长度为 450mm1mm单或双磁轭结构， 磁轭的宽度至少为 360mm （12 块爱泼斯坦方圈样片总宽） ，内侧长度为至少为 220mm 设备 空气磁 通补偿 当测试装置中无试样时，在初级绕组中通 一交流电，使在次级绕组非公共端间测量 的电压不大于测试装置次级绕组本身电 压的 0.1 在无试样的状态下，在初级绕组中通交流电 流，在次级绕组的输出电压应控制在 B 线圈 本身输出电压的 0.1以下。另一个方法是直 接检测施加在试样上的磁场强度，利用 H 线 圈的输出补偿 B 线圈的输出。此时，从 B 线 圈的
