第三章 磁粉检测

1、3.1磁粉检测的基本原理3.2磁粉检测方法3.3磁粉检测装置3.4磁粉检测应用实例3.1磁粉检测的基本原理3.1.1磁粉检测的物理基础3.1磁粉检测的基本原理图3-1磁粉检测的基本原理a)对材料施加磁场磁化b)缺陷处形成漏磁场c)漏磁场吸附磁粉形成磁粉显示3.1.1磁粉检测的物理基础1.磁场与磁力线图3-2条形磁铁的磁力线3.1.1磁粉检测的物理基础1)具有方向性，磁力线彼此不相交。2)磁力线是闭合的，不会中断，即使是在不同物质中也是如此，但由于物质磁性不同，会在界面上产生折射。3)磁力线在行进中总是走最短路径。4)磁力线密度，随着磁极间距离增加而降低。2.描述磁场的基本物理量(1)磁通量()

2、规定通过某一曲面的磁力线数，单位为Wb。(2)磁场强度(H)表征磁源磁场的量值特征，单位为A/m。(3)磁感应强度(B)描述物质的磁性状态，表示单位面积上的磁通量，单位为T。(4)磁导率()表征介质材料的磁特性，它表示了材料被磁化的难易程度，反映出材料的导磁能力，单位为H/m。3.1.1磁粉检测的物理基础(5)磁介质能影响磁场的物质称为磁介质。(1)高导磁性能在外加磁场中强烈地磁化，产生非常强的附加磁场，它的磁导率很高，相对磁导率可达数百甚至数千。(2)磁饱和性铁磁性材料由于磁化所产生的附加磁场，不会随外加磁场增加而无限地增加，外加磁场达到一定程度后，全部磁畴(铁磁物质中的电子自旋磁矩在一个小

3、范围内取得一致的排列方向，形成一个个自发磁化区，这种自发磁化区称为磁畴)的方向都与外加磁场的方向一致，磁感应强度B不再增加，呈现磁饱和性。(3)磁滞性当外加磁场的方向发生变化时，磁感应强度的变化滞后于磁场强度的变化。3.1.1磁粉检测的物理基础图3-3磁滞回线3.通电导体产生的磁场3.1.1磁粉检测的物理基础4.漏磁场图3-4漏磁场的产生3.1.1磁粉检测的物理基础1)外加磁场强度和工件材料磁导性的影响。2)缺陷方向的影响。3)缺陷埋藏深度的影响。4)缺陷的尺寸和形状的影响。5)磁化方向的影响。6)钢材表面覆盖层的影响。7)工件的形状，所采用的磁化电流的种类(交流电、直流电或整流电)的影响。5

4、.退磁场6.磁场的合成3.2磁粉检测方法3.2.1磁化电流的选择3.2.2磁粉检测方法分类3.2.3磁化方法3.2.4磁粉检测的工艺流程3.2.1磁化电流的选择表3-1磁化电流峰值与磁化电流表指示换算关系1.交流电检测特点2.整流电检测特点3.2.2磁粉检测方法分类1.按施加磁粉的时机分类(1)剩磁法剰磁法是在停止磁化后将磁悬液施加到工件上，利用工件中的剩磁进行检测的方法。图3-5剩磁法操作程序(2)连续法连续法是在外加磁场磁化的同时，将磁粉或磁悬液施加到工件上，进行磁粉检测的方法。图3-6连续法操作程序3.2.2磁粉检测方法分类图3-7连续法检测示意图a)预处理b)施加磁轭c)通电磁化d)施

5、加磁粉e)检测出裂纹3.2.2磁粉检测方法分类表3-2连续法和剩磁法检测的比较2.按显示材料分类(1)荧光法荧光法是以荧光磁粉为显示材料的磁粉检测，如图3-8所示。(2)非荧光法非荧光法是以普通磁粉为显示材料的磁粉检测，如图3-9所示。3.2.2磁粉检测方法分类图3-8荧光法3.2.2磁粉检测方法分类图3-9非荧光法3.按介质种类分类3.2.2磁粉检测方法分类(1)干法干法采用特制的干燥磁粉，利用空气作分散介质，将磁粉施加在已被磁化的工件表面，工件上的缺陷漏磁场将吸附磁粉形成缺陷的磁粉显示图像，如图3-10所示。(2)湿法湿法检测过程中将磁悬液分布在工件表面上，利用载液流动和漏磁场对磁粉的吸引

6、，显示出缺陷形状和大小，如图3-11所示。图3-10干法3.2.2磁粉检测方法分类图3-11湿法3.2.3磁化方法图3-12周向磁化法1.周向磁化3.2.3磁化方法图3-13通电法3.2.3磁化方法图3-14中心导体法2.纵向磁化3.2.3磁化方法图3-15纵向磁化法3.2.3磁化方法图3-16磁轭法3.多方向磁化3.2.3磁化方法1)磁场方向应尽量与预计的缺陷方向垂直，若不知道缺陷方向，可进行两次以上的不同方向的磁化操作。2)要注意工件形状和尺寸对磁化的影响，特别是退磁场的影响。3)在不允许工件表面有烧损检测面的情况时，尽量采用磁感应磁化的方法。3.2.4磁粉检测的工艺流程图3-17磁粉检测

7、工艺流程图1.预处理2.磁化3.施加磁粉或磁悬液4.检查5.退磁6.后处理3.3磁粉检测装置3.3.1磁粉检测设备的分类3.3.2磁粉检测设备的主要组成3.3.3磁粉3.3.4磁悬液3.3.5标准试块3.3.6测量设备与器材3.3.1磁粉检测设备的分类图3-18固定式磁粉检测机1.固定式磁粉检测机3.3.1磁粉检测设备的分类2.移动式磁粉检测机3.便携式磁粉检测机图3-19移动式磁粉检测机3.3.1磁粉检测设备的分类图3-20便携式磁粉检测机3.3.2磁粉检测设备的主要组成1.磁化电源装置2.夹持装置3.指示与控制装置4.磁粉施加装置5.照明装置6.退磁装置(1)交流线圈退磁装置对于中小型工件

8、的批量退磁，常采用交流线圈退磁装置。图3-21交流电衰减波形图3.3.2磁粉检测设备的主要组成图3-22交流退磁机(2)直流换向衰减退磁装置对于用直流电磁化的工件，3.3.2磁粉检测设备的主要组成为了使工件内部能获得良好退磁，常常采用直流换向衰减退磁方法。图3-23直流电衰减波形3.3.3磁粉1.非荧光磁粉2.荧光磁粉3.3.4磁悬液表3-3磁悬液浓度范围(1)喷洒法喷洒法是将磁悬液装在专门的容器里，利用电泵或手动喷壶将搅拌均匀的磁悬液通过喷嘴喷洒在工件表面。(2)刷涂法刷涂法是用毛刷浸蘸磁悬液后涂布于工件表面上，涂布时应注意磁悬液的流动性和均匀性。(3)浸泡法浸泡法是将磁化后的整个工件浸泡在

9、均匀的磁悬液中，数秒后取出。3.3.5标准试块图3-24磁粉检测灵敏度试片3.3.5标准试块图3-25B型标准缺陷试块3.3.5标准试块图3-26E型标准缺陷试块3.3.6测量设备与器材1.磁强计图3-27磁强计3.3.6测量设备与器材2.照度计3.磁悬液沉淀管图3-28磁悬液沉淀管示意图3.4磁粉检测应用实例3.4.1磁粉检测作业指导书3.4.2典型工件的磁粉检测3.4.3检测报告3.4.1磁粉检测作业指导书表3-4磁粉检测作业指导书示例3.4.1磁粉检测作业指导书表3-4磁粉检测作业指导书示例3.4.2典型工件的磁粉检测表3-5特种设备磁粉检测工艺卡3.4.2典型工件的磁粉检测表3-5特种设备磁粉检测工艺卡3.4.3检测报告表3-6螺栓磁粉检测报告1.磁力线有哪些特征？2.什么是磁场强度、磁通量和磁感应强度？3.4.3检测报告3.什么是磁导率？磁介质如何分类？4.影响缺陷漏磁场形成的因素有哪些？5.什么是退磁场？其影响因素有哪些？6.什么是磁化电流？最常用的磁化电流有哪几种？各有什么特点？7.磁粉检测方法的分类及特