磁粉检测实用教案

1、磁粉探伤磁粉探伤(MPI, Magnetic Particle Inspection)(MPI, Magnetic Particle Inspection)是利用是利用(lyng)(lyng)缺陷处漏磁场与磁粉相互作用来检测铁缺陷处漏磁场与磁粉相互作用来检测铁磁性材料表面及近表面的缺陷的。当被检体被磁化时，被检体表面、近表面若存在裂纹、气孔等缺陷，便磁性材料表面及近表面的缺陷的。当被检体被磁化时，被检体表面、近表面若存在裂纹、气孔等缺陷，便会在缺陷处形成一漏磁场，此漏磁场将吸附探伤中施加的磁粉，判断有无缺陷一目了然。会在缺陷处形成一漏磁场，此漏磁场将吸附探伤中施加的磁粉，判断有无缺陷一目了然。

2、第1页/共35页第一页，共36页。第2页/共35页第二页，共36页。磁粉探伤的特点磁粉探伤的特点磁粉探伤的检测灵敏度取决于被检体的磁特性、有效磁场强度与缺陷磁粉探伤的检测灵敏度取决于被检体的磁特性、有效磁场强度与缺陷(quxin)方向之间的关系，探伤中应方向之间的关系，探伤中应考虑磁化电流大小、磁场方向及磁化方式。考虑磁化电流大小、磁场方向及磁化方式。磁粉探伤显示直观，能确定缺陷磁粉探伤显示直观，能确定缺陷(quxin)的位置、大小、形状，操作简单，成本较低，的位置、大小、形状，操作简单，成本较低，但磁粉探伤只能检查铁磁性材料表面、近表面的缺陷但磁粉探伤只能检查铁磁性材料表面、近表面的缺陷(q

3、uxin)，而且难以确定其缺陷，而且难以确定其缺陷(quxin)的深度。的深度。第3页/共35页第三页，共36页。1 1 金属金属(jnsh)(jnsh)的的铁磁性铁磁性在外磁场的作用下，铁磁性材料会被强烈磁化。反映外加磁场强度在外磁场的作用下，铁磁性材料会被强烈磁化。反映外加磁场强度H H与铁磁性材料内部磁感应强度与铁磁性材料内部磁感应强度B B之间之间联系的闭合曲线联系的闭合曲线(qxin)(qxin)称为磁滞回线。称为磁滞回线。第4页/共35页第四页，共36页。根据根据(gnj)(gnj)磁滞回线形状的不同，可以把铁磁性材料划分为软磁性和硬磁性材料两类。磁滞回线形状的不同，可以把铁磁性材

4、料划分为软磁性和硬磁性材料两类。软磁性材料的磁滞特性不显著，矫顽磁力很小，剩磁软磁性材料的磁滞特性不显著，矫顽磁力很小，剩磁(shngc)(shngc)非常非常容易消除；容易消除；硬磁性材料的磁滞特性则非常显著，矫顽磁力和剩磁硬磁性材料的磁滞特性则非常显著，矫顽磁力和剩磁(shngc)(shngc)都很都很大，适于制造永久磁铁。大，适于制造永久磁铁。第5页/共35页第五页，共36页。(2) (2) 漏磁场漏磁场(cchng)(cchng)所谓漏磁场是指被磁化所谓漏磁场是指被磁化(chu)(chu)物体内部的磁力线在缺陷或磁路截面发生突变的部位离开或进入物物体内部的磁力线在缺陷或磁路截面发生突变

5、的部位离开或进入物体表面所形成的磁场。体表面所形成的磁场。2 2 退磁场与漏磁场退磁场与漏磁场(1) (1) 退磁场退磁场退磁场与物体的磁极化强度成正比。退磁场与物体的磁极化强度成正比。 0JNH 漏磁场的成因漏磁场的成因在于磁导率的突变。设想一被磁化的工件上存在缺陷。由于缺陷内含的物质一般在于磁导率的突变。设想一被磁化的工件上存在缺陷。由于缺陷内含的物质一般有远低于铁磁性材料的磁导率，因而造成了缺陷附近磁力线的弯曲和压缩。如果该缺陷位于有远低于铁磁性材料的磁导率，因而造成了缺陷附近磁力线的弯曲和压缩。如果该缺陷位于工件的表面或者近表面，则部分磁力线就会在缺陷处逸出工件表面进入空气，绕过缺陷后

6、再工件的表面或者近表面，则部分磁力线就会在缺陷处逸出工件表面进入空气，绕过缺陷后再折回工件，由此形成缺陷的漏磁场。折回工件，由此形成缺陷的漏磁场。第6页/共35页第六页，共36页。(3) (3) 漏磁场漏磁场(cchng)(cchng)与磁粉的相互作用与磁粉的相互作用磁粉检测的基础是缺陷的漏磁场与外加磁粉磁粉检测的基础是缺陷的漏磁场与外加磁粉的磁相互作用，即通过磁粉的聚集来显示被的磁相互作用，即通过磁粉的聚集来显示被检工件表面上出现的漏磁场，再根据磁粉聚检工件表面上出现的漏磁场，再根据磁粉聚集形成的磁痕的形状和位置分析漏磁场的成集形成的磁痕的形状和位置分析漏磁场的成因因(chngyn)(chn

7、gyn)并评价缺陷。并评价缺陷。在漏磁场力的作用下，磁粉向磁力线密集处移动，最终被吸附在缺陷上。由于缺陷的漏磁场有比实际在漏磁场力的作用下，磁粉向磁力线密集处移动，最终被吸附在缺陷上。由于缺陷的漏磁场有比实际缺陷本身大数倍乃至数十倍的宽度，故而磁粉被吸附后形成的磁痕能够放大缺陷。通过分析磁痕评价缺陷本身大数倍乃至数十倍的宽度，故而磁粉被吸附后形成的磁痕能够放大缺陷。通过分析磁痕评价缺陷，即是缺陷，即是磁粉检测的基本原理磁粉检测的基本原理。第7页/共35页第七页，共36页。3 3 影响漏磁场强度的主要影响漏磁场强度的主要(zhyo)(zhyo)因因素素外加磁场强度外加磁场强度缺陷的位置与形状缺陷

8、的位置与形状(xngzhun)(xngzhun)被检表面的覆盖层被检表面的覆盖层材料状态材料状态第8页/共35页第八页，共36页。1 1 磁化磁化(chu)(chu)方方法法周向磁化周向磁化(chu)纵向磁化纵向磁化进行磁粉检测需要将被检工件磁化。鉴于实际缺陷可能有各种取向，因此在实际检测中，常需要进行磁粉检测需要将被检工件磁化。鉴于实际缺陷可能有各种取向，因此在实际检测中，常需要采用不同的磁化方法，以使工件的磁力线能与缺陷表面基本正交，获得尽可能强的缺陷漏磁场。采用不同的磁化方法，以使工件的磁力线能与缺陷表面基本正交，获得尽可能强的缺陷漏磁场。第9页/共35页第九页，共36页。(1) (1)

9、 周向磁化周向磁化(chu)(chu)整体周向磁化整体周向磁化(chu)(chu)：适用于小型零部件。：适用于小型零部件。a) a) 直接直接(zhji)(zhji)通电通电法法b) b) 中心导体法中心导体法第10页/共35页第十页，共36页。局部周向磁化：适用用于大型局部周向磁化：适用用于大型(dxng)结构。结构。触头法检测触头法检测(jin c)触头法检测的磁场强度触头法检测的磁场强度第11页/共35页第十一页，共36页。平行平行(pngxng)电缆法检测电缆法检测对接对接(du ji)焊焊缝缝角焊缝角焊缝第12页/共35页第十二页，共36页。(2) (2) 纵向纵向(zn xin)(

10、zn xin)磁磁化化电磁电磁(dinc)轭整体磁化轭整体磁化电磁轭局部磁化电磁轭局部磁化磁轭法磁轭法第13页/共35页第十三页，共36页。(3) (3) 复合复合(fh)(fh)磁磁化化管道管道(gundo)局部磁局部磁化化线圈法线圈法同时在被检工件上施加两个或两个以上不同方向的磁场，其合成磁场的方向在被检区城内随着时间同时在被检工件上施加两个或两个以上不同方向的磁场，其合成磁场的方向在被检区城内随着时间变化，经一次磁化就能检出各种不同取向的缺陷。变化，经一次磁化就能检出各种不同取向的缺陷。交叉电磁轭复合磁化交叉电磁轭复合磁化主要优点：灵敏可靠，检测效率高。主要优点：灵敏可靠，检测效率高。第

11、14页/共35页第十四页，共36页。2 2 磁化磁化(chu)(chu)电流电流交流磁化交流磁化(chu)直流磁化直流磁化(chu)永久磁铁磁化永久磁铁磁化(chu)第15页/共35页第十五页，共36页。3 3 磁化磁化(chu)(chu)规范规范纵向磁化纵向磁化(chu)(chu)管道安匝数管道安匝数为获得较高的磁粉检测灵敏度，在被检工件上建立的磁场就必须具有足够的强度。使用电磁轭的纵向为获得较高的磁粉检测灵敏度，在被检工件上建立的磁场就必须具有足够的强度。使用电磁轭的纵向磁场进行检测时，可以通过测量其提升力确定被磁化区域的磁场强度是否满足要求。当使用最大的磁磁场进行检测时，可以通过测量其提

12、升力确定被磁化区域的磁场强度是否满足要求。当使用最大的磁极间距时，要求交流电磁轭至少应有极间距时，要求交流电磁轭至少应有4444N N的提升力；直流电磁轭至少应具有的提升力；直流电磁轭至少应具有177177N N的提升力。的提升力。触头法的磁化电流值（交流有效值，直流）触头法的磁化电流值（交流有效值，直流）材料厚度材料厚度 mmmm交流值交流值/ /电级间距电级间距/ /AmmAmm1 1t t=19193.53.54.54.54 45 53/ ,%10235000DLDLNI第16页/共35页第十六页，共36页。4 4 系统系统(xtng)(xtng)灵敏度与灵敏灵敏度与灵敏度评价度评价磁粉

13、检测系统磁粉检测系统(xtng)性能试板性能试板人工缺陷试环人工缺陷试环试板和试环主要用于评价磁粉检测系统的综合性能，并间接地考察检测的操作方法是否合理。试板和试环主要用于评价磁粉检测系统的综合性能，并间接地考察检测的操作方法是否合理。第17页/共35页第十七页，共36页。磁场指示器除具备上述用途以外，还可以定性地反映被检表面磁场指示器除具备上述用途以外，还可以定性地反映被检表面(biomin)(biomin)的磁场分布特征，确定磁粉检的磁场分布特征，确定磁粉检测的磁化规范。测的磁化规范。磁场磁场(cchng)(cchng)指示器指示器第18页/共35页第十八页，共36页。磁粉检测磁粉检测(j

14、in c)的步骤的步骤第19页/共35页第十九页，共36页。1 1 表面表面(biomin)(biomin)预预处理处理 检测前应对被检测表面作如下预处理：检测前应对被检测表面作如下预处理：被检表面应充分干燥。被检表面应充分干燥。化学或机械方法彻底清除被检表面上可能存在的油污，铁锈，氧化皮，毛刺，焊渣及焊接飞溅等表化学或机械方法彻底清除被检表面上可能存在的油污，铁锈，氧化皮，毛刺，焊渣及焊接飞溅等表面附着物。面附着物。必须必须(bx)(bx)采用直接通电法检测带有非导电涂层的工作时，应预先彻底清除掉导电部位的局部涂料，采用直接通电法检测带有非导电涂层的工作时，应预先彻底清除掉导电部位的局部涂料

15、，以避免因触点接触不良而产生电弧，烧伤被检表面。以避免因触点接触不良而产生电弧，烧伤被检表面。第20页/共35页第二十页，共36页。2 2 施加施加(shji)(shji)磁磁粉的方法粉的方法干法干法(n f)(n f)湿法湿法第21页/共35页第二十一页，共36页。3 3 检测检测(jin (jin c)c)方法方法(1) (1) 连续法连续法预处理预处理磁化磁化退磁退磁后处理后处理施加磁悬液或磁粉施加磁悬液或磁粉观察观察预处理预处理磁化磁化退磁退磁后处理后处理施加磁悬液或磁粉施加磁悬液或磁粉观察观察第22页/共35页第二十二页，共36页。(2) (2) 剩磁法剩磁法利用磁化过后被检工件利用

16、磁化过后被检工件(gngjin)(gngjin)上的剩磁进行磁粉检测的方法上的剩磁进行磁粉检测的方法特点特点(tdin)(tdin)：剩磁法的检测效率高，其磁痕易于辨识，并有足够的检测灵敏度，但复合磁化方法不剩磁法的检测效率高，其磁痕易于辨识，并有足够的检测灵敏度，但复合磁化方法不能在剩磁法检测中使用。一般情况下，剩磁法检测也不使用干粉。能在剩磁法检测中使用。一般情况下，剩磁法检测也不使用干粉。后处理后处理预处理预处理磁化磁化施加磁悬液施加磁悬液观察观察退磁退磁第23页/共35页第二十三页，共36页。4 4 磁痕分析与记录磁痕分析与记录(jl)(jl)磁痕观察磁痕观察磁痕分析磁痕分析发纹、非金

17、属夹杂物、分层、材料裂纹、锻造裂纹、折叠、焊接裂纹、气发纹、非金属夹杂物、分层、材料裂纹、锻造裂纹、折叠、焊接裂纹、气孔孔(qkng)(qkng)、淬火裂纹、疲劳裂纹、淬火裂纹、疲劳裂纹第24页/共35页第二十四页，共36页。5 5 退磁退磁(tu (tu c)c)理由理由方法方法(fngf)(fngf)效果效果第25页/共35页第二十五页，共36页。6 6 后处理后处理磁粉检测以后，应清理掉被检表面上残留的磁粉或磁悬液。油磁悬浮液可磁粉检测以后，应清理掉被检表面上残留的磁粉或磁悬液。油磁悬浮液可用汽油等溶剂消除；水磁悬液应先用水进行清洗用汽油等溶剂消除；水磁悬液应先用水进行清洗(qngx)(

18、qngx)，然后干燥。如，然后干燥。如有必要，可在被检表面上涂覆防护油。干粉可以直接用压缩空气清除。有必要，可在被检表面上涂覆防护油。干粉可以直接用压缩空气清除。第26页/共35页第二十六页，共36页。CCD技术(jsh)+计算机技术(jsh)+图象处理技术(jsh)第27页/共35页第二十七页，共36页。Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in a bearing7 7 磁粉检测磁粉检测(jin c)(jin c)应用实例应用实例第28页/共35页第二十八页，共36页。Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in the crane hook 第29页/共35页第二十九页，共36页。Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in casting 第30页/共35页第三十页，共36页。Mag