磁粉无损检测

1、第三章磁粉检测的物理基础，1。磁粉检测原理，2。磁粉检测设备，3。磁粉检测方法，4。磁粉和磁悬浮，5。磁化电流规格，6。磁粉检测技术规范，7。磁粉检测灵敏度，8。磁痕分析，磁粉检测，磁粉检测和磁粉检测(分类)漏磁场检测简称漏磁场检测：是一种在铁磁材料或工件磁化后，如果表面和近表面有不连续性(材料的均匀性被破坏)，磁通量离开工件进入工件表面产生磁极并形成可检测漏磁场进行检测的方法。磁场泄漏检测包括磁粉检测和通过检测元件检测磁场泄漏。不同的是，磁粉检测采用铁磁粉磁粉作为磁场传感器，即利用漏磁场吸收施加在不连续处的磁粉，形成磁痕，从而显示不连续的位置、形状和大小。使用检测元件检测漏磁场的磁场传感器包

2、括磁带、霍尔元件、磁敏二极管和感应线圈。利用检测元件检测漏磁场：磁记录探伤法、感应线圈探伤法、霍尔元件检测法和磁敏二极管检测法。3.1磁粉检测原理，缩写为MT 3.1.1基本原理：铁磁材料和工件磁化后，工件表面和表面附近的磁力线由于不连续性的存在而局部扭曲，产生漏磁场，漏磁场吸收施加在工件表面的磁粉，在适当的光照下形成可见的磁痕，从而显示不连续性的位置、形状和大小。如图1-1所示。局限性：磁粉探伤不能检测奥氏体不锈钢材料和焊接奥氏体不锈钢电极的焊缝，也不能检测铜、铝、镁和钛等非磁性材料。很难在表面上发现浅划痕、深埋孔、分层和与工件表面夹角小于20的折叠。3.1.2磁粉检测的适用性和局限性适用性

3、：磁粉检测适用于检测尺寸非常小、间隙非常窄(如长度为0.1毫米、宽度为微米的裂纹)的铁磁性材料表面和近表面的不连续性，这些不连续性在视觉上很难看到。铁磁材料的磁畴在铁磁材料中，相邻铁原子中的电子之间有很强的交换耦合，这促进了相邻原子中电子磁矩的平行排列，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，称为磁畴。典型的磁畴宽度约为10-3厘米，体积约为10-9厘米3，内部约有1014个磁性原子。如图所示，当没有外部磁场时，铁磁材料中磁畴的磁矩方向相互抵消，对外没有磁性。铁磁材料a)的磁畴方向不显示磁性；b)磁化c)保留一定的剩磁当铁磁材料置于外部磁场中时，磁畴将受到外部磁场的影响，这使得磁畴的磁矩旋转，

4、磁畴壁移位。最后，所有磁畴的磁矩方向变得与外部磁场的方向一致，铁磁材料被磁化并表现出强磁性。居里点：在高温下，磁体中的分子热运动会破坏磁畴的规则排列，削弱磁体的磁性。超过一定温度后，磁体的磁性将完全消失，呈现顺磁性，从而实现材料的退磁。铁磁材料不能再被高于该温度的外部磁场磁化，而它们失去其原始磁性的临界温度被称为居里点或居里温度。当从居里点以上的高温冷却时，只要不受外磁场的影响，材料仍然会退磁3.1.4磁粉探伤中缺陷处的漏磁场强度决定是否能发现缺陷。为了保证检测的灵敏度，需要提高工件的磁感应强度B。缺陷处的漏磁场强度也与材料有关，缺陷处的漏磁场大小也取决于缺陷本身的大小。当铁磁材料的磁感应强度

5、达到饱和值的80%左右时，漏磁场将迅速增大。应用1:通电磁化钢筋时磁场强度和磁感应强度的分布特征；应用2:通电钢管的磁场方向：磁场大小的右手定则：(1)钢管内表面上的H=0，B=0 (DC和交流)；(2)钢管外表面和外表面；(3)钢管横截面：管的内、外半径分别为R1和R2。 用DC通电磁化应用2:通电钢管的磁场，3.1.5外磁场的类型3.1.5-1磁化方法：根据磁路是否闭合(1)开路磁化：将待磁化的工件放入线圈中进行磁化或在电缆周围磁化大工件，这通常称为线圈法。 当工件用线圈法磁化时，在工件两端产生磁极，从而产生退磁场。退磁场定义了材料的磁化状态，它不仅取决于材料的磁化率，还取决于样品的形状。

6、当一个有限大小的样品被外部磁场磁化时，在其两端出现的自由磁极将产生一个与磁化方向相反的磁场，这就是所谓的退磁场。当铁磁材料被磁化时，由材料中的磁极产生的磁场被称为退磁场，这削弱了外部磁场，并由符号 h表示。退磁场与材料的磁化强度成正比。退磁系数：它只与材料的形状有关。例如，对于沿长轴磁化的细长样品，n接近于0，而对于厚样品和短样品，n非常大。对于一般形状的磁体，很难找到n的大小。唯一能严格计算退磁因子的样品形状是椭球。h-退磁场m-磁化n-退磁因子，有效磁场当铁磁材料被磁化时，只要工件上产生磁极，就会产生退磁场，这就削弱了外部磁场，所以工件上的有效磁场用h表示，等于外部磁场减去退磁场。数学表达

7、式为：h-有效磁场(a/m)ho-外磁场(A/m)h-退磁场(A/m)，3.1.5型外磁场3.1.5-1磁化方法：根据磁路是否闭合，(2)闭路磁化：将线圈绕在铁芯上形成电磁轭或交叉。当用磁轭法磁化时，通过提升力测量引入工件的磁感应强度或磁通量。磁轭法磁化工件不产生磁极，因此不受退磁场的影响。提升力：指通电电磁轭的磁感应强度在最大极距下达到峰值时的轭吸引力f，用于铁磁材料工件的探伤。单位：牛顿叉提升力的相关因素：被检工件的磁导率、磁极与工件的间隙、移动速度、通电电流的类型和大小等。当上述条件一定时，升力与极距有关。因此，当磁化规范中规定了提升力时，必须同时指示磁轭磁极距离。3.1.5-2磁化方法

8、，磁化按方向1分为纵向磁化、周向磁化和复合磁化。纵向磁化是指磁化方法，其中电流通过围绕工件的线圈，或者引入磁通量以使其磁力线平行于工件的轴向。当检测垂直于轴向的缺陷时，应使用纵向磁化方法当检测平行于工件轴向或夹角小于45的缺陷时，应使用纵向磁化、线圈法、螺线管线圈法、电缆缠绕法、磁轭法、磁轭法、永磁体法、圆周磁化法。圆周磁化可以通过以下方法获得：a)轴向带电方法(见图1)；当电流从导体或试件的一端流向另一端时，导体或试件内部和周围产生的环形磁场。图1，轴向带电法，b)接触法(见图2)；当电流从导体或试件的一端流向另一端时，导体或试件内部和周围产生的环形磁场。当检测平行于工件轴向或夹角小于45的

9、缺陷时，应采用圆周磁化法。a)固定触点间距双触点磁化b)不固定触点间距双触点磁化图2接触法，c)中心导体法(见图3)；图3中心导体法，圆周磁化强度的计算：(1)长直导体的磁场强度：(2)板状工件通电电流的磁场强度：安；r:工件的半径(厘米)，即圆周磁化强度：当电流从一端流向另一端时，导体或试件内部和周围产生的环形磁场。圆周磁化法、通电法、轴向通电法、直角通电法、夹钳通电法、中心导体法、偏置心轴法、接触法、感应电流法、环形绕组电缆法、包括交叉轭法(如下所示)和交叉线圈法的复合磁化法。交叉轭法，复合磁化(也称为多向磁化):一种磁场，其大小和方向随时间变化，在工件上形成圆形、椭圆形或螺旋形的轨迹。焊

10、接接头的典型磁化方法：轭法和接触法的典型磁化方法见表B.1，电缆缠绕法和交叉轭法的典型磁化方法见表B.2。表B.1轭法和接触法的典型磁化方法(1)，表B.1轭法和接触法的典型磁化方法(2)，说明，1。磁化方法特点：用固定电磁轭的两个磁极夹紧零件进行整体磁化，或用便携式电磁轭的两个磁极接触零件进行局部磁化。用来寻找垂直于两个磁极连线的不连续性。2.适用范围：整体磁化适用于横截面小于磁极的纵向部件。局部磁化适用于检测大型零件。使用轭法时应注意以下几点：1 .磁轭的磁极必须与工件接触良好，特别是旋转磁场和交叉磁场，否则检测无效。2.轭必须满足提升力的要求，轭的检测灵敏度应在检测前后用A型灵敏度试件进

11、行检查。3.轭的磁极间距应控制在75毫米和200毫米之间。对每个磁化区域进行至少两次近似垂直的磁化。5.用电磁轭检测T形和角形时，应采用带活动关节的电磁轭。通过调整电磁轭活动关节的角度，可以保证磁极与工件表面的良好接触。1.磁化方法特点：将零件表面与支撑杆接触，通电磁化，形成圆周磁场。用于查找平行于两个触点连接线的不连续性。2.适用范围：适用于焊接件、大型铸件、锻件和板材的局部检验。轭法(条件允许时也可使用旋转磁场磁化法)和接触法主要用于检查焊接接头和凹槽。使用接触法时，应注意以下几点：1 .触头和工件之间必须保持良好的接触，以减少接触点的发热，防止电火花和局部过热。如果使用铜触点，当发生火花

12、时，铜可能会渗入触点和工件之间的接触点，导致微裂纹，从而对工件造成损坏。因此，建议这时，磁粉可以在电极周围形成条状。4.磁化电流应根据JB/T4730.4-2005的3.8.4进行选择。5.对每个磁化区域进行至少两次近似垂直的磁化。使用接触法时，应注意以下几点：显然，表B.2电缆缠绕法和十字叉法的典型磁化方法，平行于焊缝的缺陷检测，平行于焊缝的缺陷检测，a .显然，磁化方法的检测特点：用柔性电缆包围工件，通电磁化，形成圆周磁场适用范围：用于检测平行于电流方向的不连续性。注：1。管板角焊缝和管座角焊缝的纵向缺陷可采用电缆缠绕法。2.应注意控制焊缝与电缆之间的距离。3.使用标准试件确认磁化规格是否

13、符合要求。表B.2电缆缠绕法和交叉轭法、垂直焊缝检测、垂直焊缝检测的典型磁化方法，说明使用交叉轭的方法1。必须采用可移动的磁化工件，移动磁轭时应使用磁悬浮。2.为了保证灵敏度和避免漏检，轭架的移动速度不能太快，也不能超过标准值，即4m/min。因为磁轭移动得太快，它对表面裂纹的检测几乎没有影响，但是即使埋深只有十分之几毫米，也很难为近表面裂纹形成磁标记。3.磁悬浮的喷涂是非常重要的，它必须始终保持在有效的磁化磁场内湿润，以促进缺陷磁痕的形成。特别是对于埋深较大的裂纹，由于磁悬浮喷涂不当，形成的缺陷磁痕被磁悬浮冲走，造成漏检。4.磁轭通过后，必须立即观察磁痕，以避免损坏形成的磁痕。5.在交叉轭外

14、还有一个有效磁化场，可以用来磁化工件，但有效磁化场的范围必须由灵敏度测试件决定。3.2磁粉检测设备和3.2.1磁粉检测设备按重量和移动性分类：固定式、移动式和便携式；按设备组合：集成型和分立型；1当固定式探伤仪由：磁化电源、磁化线圈、工件夹紧装置、指示装置、喷涂装置、照明装置、退磁装置和剩磁法组成时，交流探伤仪应配备断电相位控制器。磁化电源：它是探伤仪的核心，其功能是提供磁化电流(包括交流电和直流电)来磁化工件。普通固定磁粉探伤机：(2000A-12000A)CEW-2000，CEW-2000A，CEW-4000，TC-6000，CEW-10000。普通固定磁粉探伤仪的特点：两个磁化卡盘之间的最大距离为1米至4.5米.这种设备可以进行周向磁化、纵向磁化，有些还可以进行复合磁化。这种设备可以分别进行交流或DC退磁，或者交流和DC自动退磁。设备上安装有磁悬浮循环和喷淋装置。其中一些设备还配有支柱触点，通过柔性电缆连接，柔性电缆也可以通过缠绕电缆进行测试。CJW1000I交流磁粉探伤仪是一种固定的机电一体化结构，可对工件进行周向磁化、纵向磁化复合磁化和自动衰减退磁，适用于航空、汽车、铁路、船舶、摩托车等机械行业。2移动式磁粉探伤机由磁化电源、磁化线圈、触点(支撑杆或夹具)和线圈(开-关或关)组成，与固定式相比，工件夹紧装置、喷涂装置和断电相位控制器、