焊接质量检测技术02磁粉检测

主讲：时间：项目二磁粉检测项目分析如图所示，手工焊焊接试板，试板尺寸为300mm×200mm×14mm，X形坡口，材质为Q235C，焊后未打磨余高指利用漏磁场与磁粉来检测铁磁性材料表面与近表面不连续的一种常规无损检测方法英文缩写：MT磁粉检测的概念目录/Contents任务一磁粉检测概述任务二磁粉检测设备和器材的选用任务三磁粉检测工艺的制定任务四磁粉检测的操作要点任务五磁粉检测检测结果评定主讲：时间：任务一磁粉检测概述任务目标01掌握磁粉检测的原理和特点知识目标02针对焊接接头能根据述磁粉检测的特点选择合适的检测方法能力目标目录/Contents一、磁粉检测的基本原理二、磁粉检测的特点一、磁粉检测的基本原理磁粉检测原理铁磁性工件磁场磁粉检测原理由于介质磁导率的变化而使磁力线泄漏到缺陷附近空气中所形成的磁场漏磁场磁粉检测原理磁粉将被缺陷处形成的漏磁场吸附，形成与缺陷形状相应的磁粉聚集区磁粉痕迹（磁痕）二、磁粉检测的特点※优点※缺点优点1234直观显示缺陷的形状、位置和大小，确定缺陷的性质检测灵敏度较高，可检出缺陷最小宽度为1μm适应范围广，几乎不受被检工件大小和形状的限制检测速度快，工艺简单，费用低廉优点缺点1只能检测铁磁性材料2只能发现表面和近表面缺陷，可探测的深度为1～2mm3不能确定缺陷的埋深和自身高度4宽而浅的缺陷难以检出缺点5

检测后常需退磁和清洗6试件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物质工件表面覆盖层对漏磁场和磁痕显示的影响主讲：时间：感谢聆听主讲：时间：任务二磁粉检测设备和器材的选用任务目标01了解磁粉检测设备和器材知识目标021.能合理选择磁粉检测设备2.能熟练使用磁粉检测设备能力目标目录/Contents一、磁粉探伤机二、磁粉三、磁悬液四、标准试件五、测量仪器一、磁粉探伤机1.便携式磁粉探伤机2.固定式磁粉探伤机3.移动式磁粉探伤机一、磁粉探伤机适用于高空、野外等现场、焊缝的局部探伤种类：磁轭式和磁锥式适合场地相对固定、中大型工件及需要较大磁化电流的可移动工件的检测适合小型工件和不易搬动大型工件作用使工件产生磁场二、磁粉※磁粉的作用※磁粉的种类※磁粉的性能磁粉的作用由铁磁性金属微粒组成，具有一定的大小、形状、颜色和较高的磁导率磁粉的组成磁粉的作用磁粉检测的显示介质影响：工件磁粉痕迹的显示磁粉的种类非荧光磁粉：指在白光下能观察到磁痕的磁粉荧光磁粉：指在紫外线照射下进行磁痕观察的磁粉Fe3O4颗粒Fe2O3颗粒黑磁粉Fe3O4与铝或氧化镁合成按磁痕观察的方式按施加磁粉的方式按照磁粉的颜色磁粉的性能02040301磁性磁粉应具有高磁导率和低剩磁性质磁粉之间不应相互吸引粒度磁粉的粒度应不小于200目干法磁粉：粒度为5～150μm湿法磁粉：1～10μm荧光磁粉

粒度一般为5～25μm，平均为8～10μm其他要求检测时，为保证检测灵敏度，应事先用灵敏度试片对干、湿磁粉进行性能和灵敏度试验干磁粉：使用前必须在60℃～70℃的温度下经过2h的烘干处理颜色磁粉的颜色应与被检工件有较高的对比度三、磁悬液※磁悬液的分类※磁悬液的浓度

磁悬液概念磁悬液的分类将磁粉混合在液体介质中形成磁粉的悬浮液磁悬液的分类油基磁悬液水基磁悬液荧光磁悬液

荧光油基磁悬液荧光水基磁悬液磁悬液的浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来确定一般情况下，磁悬液浓度范围应符合表1的规定测定前应对次选也进行充分搅拌磁悬液浓度要求四、标准试件※标准试片※磁场指示器标准试片（灵敏度试片）DT4电磁软铁板用来检验磁粉探伤设备、磁粉和磁悬液的综合性能

A1型C型D型M1型材质用途类型标准试片（灵敏度试片）标准试片（灵敏度试片）一般选用A1-30/100型标准试片选用C-15/50型标准试片选用磁场指示器用电炉铜焊将8块低碳钢片与铜片焊在一起构成的，用8块低碳钢片之间的缝隙来模拟缺陷将铜面朝上,8块低碳钢片面朝下紧贴被检工件表面,用连续法给磁场指示器上施加磁粉使用方法形状用途用来检验磁粉探伤设备、磁粉和磁悬液的综合性能(系统灵敏度)经久耐用,操作简便干法检测五、测量仪器五、测量仪器磁悬液浓度沉淀管黑光辐照计磁场磁强计白光照度计测量仪器：对磁场强度、剩磁大小、白光照度、黑光照度和通电时间等的测量主讲：时间：感谢聆听主讲：时间：任务三磁粉检测工艺的制定任务目标01掌握磁粉检测的工艺知识目标02能根据检测对象制定磁粉检测工艺能力目标目录/Contents一、磁粉检测方法的选择二、磁化方法的选择三、磁化规范的确定四、磁化电流类型的选择一、磁粉检测方法的选择※磁粉检测的方法※湿法※连续法※剩磁法磁粉检测的方法磁粉检测方法湿法连续法干法剩磁法施加磁粉时机施加磁粉载体湿法用液体（水或油）作为载体把磁粉配制成磁悬液，然后施加在工件表面进行磁粉检测的方法较高的灵敏度操作方便效率高磁悬液可回收特点湿法干法以空气为载体用干磁粉进行磁粉检测的方法不能使用湿法进行检测的场合工人的劳动条件差，污染环境喷洒不均匀容易造成漏检应用较少特点干法连续法连续法1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分类适用范围特点2湿连续法：施加磁悬液干连续法：施加磁粉3低碳钢、所有其他处于退火状态或经过热变形的钢形状复杂、长径比较小、表面覆盖层较厚的工件4优点：适用范围广、检测灵敏度高、多向磁化缺点：效率低、易产生不相关显示剩磁法剩磁法1先将工件进行磁化，停止磁化后，再将磁悬液施加到工件上进行磁粉检测的方法适用范围使用方法特点2经过热处理（淬火、调质、渗碳、渗氮等）的高碳钢和合金结构钢3采用剩磁法时，磁粉或磁悬液应在通电结束后施加，一般通电时间为0.25s4优点：效率高、缺陷显示重复性好、易实现自动化检测缺点：只适用于剩磁和矫顽力达到要求的材料、不能用于复合磁化、发现近表面缺陷灵敏度低、不适用干法检测二、磁化方法的选择※磁化方法的类型※周向磁化法※纵向磁化法※复合磁化法磁化方法的类型在磁粉检测中，通过外加磁场使工件具有磁性的过程在工件上建立各种不同方向的磁场，发现所有方向的缺陷目的磁化磁场方向和裂纹检出方向磁化方法的类型磁化方法纵向磁化法周向磁化法线圈法磁轭法中心导体法轴向通电法触头法复合磁化法交叉线圈法交叉磁轭法直流线圈与交流磁轭组合法周向磁化法在工件中建立一个环绕工件的并与工件轴线方向垂直的周向闭合磁场用于发现与工件轴线或母线方向平行或夹角小于45°的线性缺陷，即与电流方向平行的缺陷目的概念方法轴线通电法中心导体法触头法周向磁化法指将工件直接通以电流,使工件周围和内部产生周向磁场设备简单方法简便优点方式缺点工件局部过热（1）轴向通电法周向磁化法采用铜棒或电缆穿过工件，电流从铜棒或电缆上通过，以产生周向磁场管件和环形工件检测工件的纵向缺陷能发现工件内、外表面上的纵向缺陷能发现工件断面上的纵向缺陷用途方式特点不损伤工件效率高工艺简单（2）中心导体法周向磁化法使用一对圆锥铜棒作为两个通电电极，铜棒的一端通过电缆与电源连接，另一端与工件接通电后，电流通过两个触头施加在工件表面，形成以触头为中心的周向磁场方式特点局部磁化法（3）触头法纵向磁化法在被检工件中建立起沿其轴向分布的纵向磁场的磁化方法检测与工件轴线或母线方向垂直或夹角大于或等于45°的线性缺陷目的概念方法线圈法磁轭法纵向磁化法将工件放在通有电流的螺管线圈中或根据工件形状而缠绕电缆形成的线圈中进行磁化的方法方式特点采用线圈法对工件进行磁化后所产生的磁力线与工件的轴线平常用来检测与工件或焊缝轴线垂直的缺陷（1）线圈法纵向磁化法利用电磁轭对工件进行磁化的方法当线圈通电后，处在磁轭两极之间工件的局部区域产生磁场，检测焊缝中的纵向缺陷方式特点只能发现与两极连线垂直的和成一定角度的缺陷，对平行于两极连线方向的缺陷则不能发现不会产生局部过热现象设备简单、磁化方向可自由变动适用：焊接件，各种大、中型工件的局部检测（2）磁轭法复合磁化法通过复合磁场，在工件中产生一个大小和方向随时间成圆形、椭圆形或螺旋线变化的磁场方式目的可发现工件上所有方向的缺陷方法交叉磁轭法交叉线圈法直流线圈与交流磁轭组合法交叉磁轭法三、磁化规范的确定※轴向通电法和中心导体法※触头法※磁轭法※线圈法轴向通电法和中心导体法的磁化规范检测方法磁化电流计算公式交流电直流电、整流电连续法I=(8～15)DI=(12～32)D剩磁法I=(25～45)DI=(25～45)D【例】一工件长1000mm，直径200mm，周向磁化要求工件表面磁场强度为6200A/m，问应通以多大的磁化电流？I＝HD／320直接通电磁化法和中心导体法磁化规范对工件磁化选择磁化电流值或磁场强度值所遵循的规则磁化电流值磁化规范触头法的磁化规范触头法磁化的有效磁化区触头法的重叠区两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠区一次磁化有效磁化区大约为(L－50)×0.5L(mm)（L为触头间距）磁极间距应控制在75～200mm磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距磁化重叠区触头法的磁化规范厚度T/mm磁化电流/A厚度T/mm磁化电流/A＜19(3.5～4.5)L≥19(4～5)L触头法周向磁化规范【例】有一板材对接焊缝，板厚=20mm，采用触头间距固定为150mm的探伤仪来检查，需要多大磁化电流？磁场强度与磁化电流大小成正比与触头间距和被检工件截面厚度有关触头法周向磁化规范按表计算磁化电流应根据标准试片实测结果进行校正磁化规范的选择磁轭法的磁化规范磁间距应控制在75mm～200mm之间有效宽度为两极连线两侧各1/4极距的范围内磁轭每次移动应有不少于10%的重叠的覆盖区有效磁化区磁轭法的磁化规范磁化规范：指对磁轭提升力的选择当使用磁轭的最大间距时直流电磁轭至少应有177N的提升力交流电磁轭至少应有45N的提升力交叉磁轭至少应有118N的提升力磁化规范应根据标准试片实测结果来确定磁轭法磁化规范的选择线圈法的磁化规范

线圈横截面积与被检工件横截面积之比充填因数线圈法的分类根据充填因数中充填因数线圈法（2-10）高充填因数线圈法（≤2）低充填因数线圈法（≥10）线圈法的磁化规范

低填充因数线圈有效磁化区线圈的有效磁化区当工件置于线圈中被磁化时，能够获得满足磁场强度要求的区域（2）中充填因数线圈法（1）低充填因数线圈法从线圈中心向两侧分别延伸至线圈端外侧各100mm范围内从线圈中心向两侧分别延伸至线圈端外侧各一个线圈半径范围内线圈法的磁化规范

高填充因数线圈有效磁化区线圈的有效磁化区（3）高充填因数线圈法或缠绕电缆法从线圈中心向两侧分别延伸至线圈端外侧各200mm范围内超过上述区域时，应采用标准试片确定线圈法的磁化规范工件紧贴线圈内壁放置工件置于线圈中心【例】某工件规格为φ20×140mm，现采用固定式线圈进行磁化，工件正中放置于线圈中心，线圈直径为210mm，匝数为5匝，磁化电流为三相全波整流电流，要求工件表面的磁场不小于3500A/m，求所需的磁化电流?（1）低填充因数线圈的磁化电流线圈的磁化电流线圈法的磁化规范

【例】将例2中工件放入直径为50mm，绕5匝的线圈中，求所需磁化电流值？

（2）高填充因数线圈的磁化电流（3）中填充因数线圈的磁化电流线圈的磁化电流线圈法的磁化规范线圈填充系数r线圈安匝数NI或磁化电流低充填系数（r≥10）工件紧贴线圈内壁放置工件置于线圈中心高充填系数（r≤2）中充填系数（2＜r＜10）四、磁化电流类型的选择※磁化电流类型※交流电※选择原则※三相全波整流电※直流电※单相半波整流电※脉冲电流磁化电流整流电交流电单相全波整流电三相半波整流电单相半波整流电直流电三相全波整流电脉冲电流磁化电流的概念为了在工件上产生磁场而采用的电流磁化电流类型交流电大小和方向随时间按正弦规律变化的电流简称交流电概念优点表面缺陷探伤灵敏度高容易退磁能够实现多向磁化磁化变截面工件磁场分布较均匀有利于磁粉迁移缺点剩磁法检验时受交流电断电相位的影响较大探测缺陷的深度小单相半波整流电优点

可检测距表面较深处的缺陷对工件近表面缺陷探伤灵敏度高剩磁比较稳定缺点

退磁比较困难三相全波整流电优点具有很大的磁场渗透性很小的脉动性剩磁稳定缺点退磁困难对变截面工件的磁化不均匀直流电特点大小和方向都不变直流电是通过蓄电池组或直流发电机供电的使用蓄电池组时，需要经常充电，电流大小调节也不方便现在几乎不用于磁粉检测脉冲电流优点磁粉探伤机可做得很小磁化电流值可达到10~30kA缺点只适用于剩磁法仅适用于需要电流值特别大而常规设备又不能满足要求的情况选择原则小结磁化电流类型对磁粉检测灵敏度的影响，主要是因为不同的磁化电流具有不同的渗入性和脉动性010203交流电磁化法对表面缺陷有较高的灵敏度，但对近表面的检测灵敏度大大降低具有很好的脉动性整流电单相半波整流电兼有直流的渗入性和交流的脉动性，对近表面缺陷和表面缺陷具有一定的检测灵敏度三相全波整流电具有很大的渗入性和较小的脉动性，对近表面检测灵敏度较高直流电直流电具有最大的渗入性，有利于发现埋藏较深的缺陷对表面缺陷的检测灵敏度不如交流电没有脉动性，干法检验不宜采用直流电主讲：时间：感谢聆听主讲：时间：任务四磁粉检测的基本操作步骤任务目标01熟悉磁粉检测操作的步骤工艺知识目标02能熟练地使用磁粉检测设备进行对接焊缝磁粉检测操作能力目标目录/Contents一、检测时机二、磁粉检测的操作步骤一、检测时机020301一、检测时机在焊接工序后外观检测合格后有延迟裂纹倾向的材料010203至少应在焊接完成24h后进行二、磁粉检测的操作步骤※预处理※磁痕显示的观察和记录※工件磁化※施加磁粉或磁悬液※后处理※退磁二、磁粉检测的操作步骤预处理磁化工件施加磁粉或磁悬液磁痕显示的观察和记录后处理退磁预处理原因1焊件的表面状态影响磁粉在焊件表面上的流动漏磁场对磁粉的吸引方法内容清除范围2化学机械方法3彻底清除工件表面的油脂、污垢、铁锈、飞溅、氧化皮、金属屑或其他粘附磁粉的物质4工件被检区及其相邻至少25mm范围内工件磁化02040301确定检测方法湿法和干法连续法和剩磁法确定磁化方法应尽可能使磁场方向与缺陷分布方向垂直应按照相应的标准给出确定磁化电流种类交流电、整流电、直流电、脉冲电流确定磁化规范选择适当的磁化方法及磁化规范，利用磁粉检测设备使工件带有磁性，产生漏磁场进行磁粉检测的过程工件磁化施加磁粉或磁悬液（1）

干法用磁粉的施加在工件表面和磁粉完全干燥的条件下进行在整个磁化过程中要一直保持通电磁化施加磁粉时：磁粉应呈均匀雾状分布于受检工件表面，然后用压缩空气轻轻吹去多余的磁粉吹除多余的磁粉时：要有顺序地移动风具施加磁粉或磁悬液喷洒、浇洒和浸渍不宜采用刷涂法方式使用范围喷洒、浇洒：连续法磁化、尺寸较大的工件浸渍：剩磁法（2）湿法用磁悬液的施加施加磁粉或磁悬液（3）采用连续法磁粉或磁悬液的施加和磁痕显示的观察：在磁化通电时间内完成停施磁粉或磁悬液至少1s后方可停止磁化磁化通电时间：一般为1s~3s应至少反复磁化两次施加磁粉或磁悬液（4）采用剩磁法磁粉或磁悬液应在通电结束后施加一般通电时间

0.12s~1s磁痕显示的观察和记录磁痕的观察条件荧光磁粉检测黑光灯：辐照强度不低于1000μw/cm2暗黑区域暗处：可见光照度不大于20lx观察时机

应在磁痕形成后立即进行非荧光磁粉检测日光或白光照明：可见光照度不应低于10001x现场检测：可见光照度应不低于5001x磁痕显示的观察和记录磁痕显示的分析非漏磁场形成的磁痕显示例如：被检表面上残留的氧化皮与锈蚀、焊缝的咬边、粗糙的机加工表面磁痕显示的分类伪显示相关显示非相关显示由缺陷产生的漏磁场形成的磁痕显示缺陷显示由非缺陷产生的漏磁场形成的磁痕显示例如：工件界面突变、材料磁导率差异磁痕显示的观察和记录磁痕显示的分析意义

正确的分析磁痕，避免误判相关显示误判为非相关显示或伪显示：产生漏检，造成重大质量隐患非相关显示和伪显示误判为相关显示：合格工件拒收或报废，造成不必要经济损失磁痕显示的分析

确认磁粉检测所发现的磁痕显示属于伪显示、相关显示或非相关显示

磁痕显示的观察和记录磁痕的记录绘制草图记录画出工件草图在草图上标注出缺陷的相应位置、形状和大小说明缺陷的性质磁痕记录方式照片、草图、文字描述、透明胶带贴印、涂层剥离、录像退磁交流退磁法和直流退磁法交流退磁法操作简便，实施比较容易退磁效果一般不如直流退磁法方法效果测量仪器磁场强度计或剩磁测量仪效果剩磁不大于0.3mT（240A/m）退磁后的工件吸不住大头针将工件的剩磁减