无损检测磁粉检测培训精简版(上岗培训)

1、磁 粉 检 测 (4(4学时学时) ) 类别：岗位培训类别：岗位培训 上海上海xxxx检测检测 钢结构部钢结构部 编制人：xxx 审核人：xxx 批准人：xxx 编制日期：2016年7月 磁粉检测（mt) 利用利用磁粉的聚集显示磁粉的聚集显示铁磁性铁磁性材料及其工件材料及其工件表面表面缺陷及缺陷及近近 表面表面缺陷的无损检测方法。缺陷的无损检测方法。 一一 概念概念 二二 特点特点 1. 直观显示缺陷直观显示缺陷的形状、位置和大小，并能大致确定的形状、位置和大小，并能大致确定缺陷缺陷的的性质性质。 2.检测检测灵敏度高灵敏度高，可检出，可检出宽度仅为宽度仅为0.1m的表面裂纹。的表面裂纹。 3

2、.应用范围广。应用范围广。 4.工艺简单，检测速度快，成本低。工艺简单，检测速度快，成本低。 磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零 部件检测探伤，还可对部件检测探伤，还可对板材板材、型材型材、管材管材、棒材棒材、焊接件焊接件、 铸钢件铸钢件及及锻钢件锻钢件进行检测。进行检测。 三三 适用范围适用范围 马氏体不锈钢马氏体不锈钢和和沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢具有具有磁性磁性，可进行，可进行mt。 mt可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松 等缺陷。等缺陷。 mt不能不能检测检测奥氏体不锈

3、钢奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条材料和用奥氏体不锈钢焊条 焊接的焊缝，也不能检测焊接的焊缝，也不能检测铜铜铝铝镁镁钛钛等等非磁性材料非磁性材料 对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小 于于20的分层和折叠难以发现。的分层和折叠难以发现。 第一节第一节 磁粉探伤的基本原理磁粉探伤的基本原理 一一 磁粉探伤中的相关物理量磁粉探伤中的相关物理量 磁性磁性：磁铁能够：磁铁能够吸引铁磁性材料吸引铁磁性材料的性质叫磁性。的性质叫磁性。 磁体磁体：凡能够：凡能够吸引其他铁磁性材料吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。的物体叫磁体。 磁极磁极：靠近

4、磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区 域称为磁极。域称为磁极。 每一小块磁体总有每一小块磁体总有两个磁极两个磁极。 磁化磁化：使原来没有磁性的物体：使原来没有磁性的物体得到磁性得到磁性的过程叫磁化。的过程叫磁化。 二二 退磁场和漏磁场退磁场和漏磁场 把铁磁性材料磁化时，由把铁磁性材料磁化时，由材料中磁极所产生的磁场材料中磁极所产生的磁场 称为退磁场称为退磁场，它对外加磁场有削弱作用，用符号，它对外加磁场有削弱作用，用符号h表表 示。示。 铁磁性材料磁化后，在不连续性处或磁路的截面变化铁磁性材料磁化后，在不连续性处或磁路的截面变化 处，磁感应线离开和进入

5、表面时形成的磁场。处，磁感应线离开和进入表面时形成的磁场。 当用磁化器磁化被测铁磁材料时，若材料的材质是连续、当用磁化器磁化被测铁磁材料时，若材料的材质是连续、 均匀的，则材料中的磁感应线将被约束在材料中，磁通是均匀的，则材料中的磁感应线将被约束在材料中，磁通是 平行于材料表面的（如上图所示），几乎没有磁感应线从平行于材料表面的（如上图所示），几乎没有磁感应线从 表面穿出，被检工件表面没有磁场。但是，当材料中存在表面穿出，被检工件表面没有磁场。但是，当材料中存在 着切割磁力线的缺陷时，材料表面的缺陷或组织状态变化着切割磁力线的缺陷时，材料表面的缺陷或组织状态变化 会使磁导率发生变化，由于缺陷的

6、磁导率很小，磁阻很大，会使磁导率发生变化，由于缺陷的磁导率很小，磁阻很大， 使磁路中的磁通发生畸变，磁感应线流向会发生变化，除使磁路中的磁通发生畸变，磁感应线流向会发生变化，除 了部分磁通直接通过缺陷或通过材料内部来绕过缺陷外，了部分磁通直接通过缺陷或通过材料内部来绕过缺陷外， 还有部分的磁通会泄漏到材料表面上空，通过空气绕过缺还有部分的磁通会泄漏到材料表面上空，通过空气绕过缺 陷再度重新进入材料，从而在材料表面缺陷处形成漏磁场陷再度重新进入材料，从而在材料表面缺陷处形成漏磁场 （如下图所示）。（如下图所示）。 利用利用磁化材料磁化材料或工件或工件表面的表面的漏磁场漏磁场吸引吸引磁粉颗粒磁粉颗

7、粒或或 磁悬液中的磁粉颗粒，使其在具有磁悬液中的磁粉颗粒，使其在具有较强漏磁场的位置较强漏磁场的位置聚聚 集集，从而形成，从而形成磁痕磁痕达到达到显示缺陷显示缺陷的效果。的效果。 三三 检测原理检测原理 缺陷的漏磁场大小与缺陷的漏磁场大小与工件磁化程度工件磁化程度有关。有关。 当铁磁性材料的当铁磁性材料的磁感应强度磁感应强度达到达到饱和值的饱和值的80% 左右时，漏磁场便会迅速左右时，漏磁场便会迅速增大增大。 晶粒大小的影响晶粒大小的影响 含碳量的影响含碳量的影响 热处理的影响热处理的影响 合金元素的影响合金元素的影响 冷加工的影响冷加工的影响 第二节第二节 磁化过程磁化过程 铁磁性材料铁磁性

8、材料 1 磁畴磁畴 在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作 用，这个相互作用促使相邻原子中电子磁矩平行排列起来，形成一个自用，这个相互作用促使相邻原子中电子磁矩平行排列起来，形成一个自 发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域，称为磁畴。发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域，称为磁畴。 n 在没有外加磁场作用时，在没有外加磁场作用时， 铁磁性材铁磁性材 料内各磁畴的磁矩方向相互抵消，对外料内各磁畴的磁矩方向相互抵消，对外 显显 示不出磁性，如图所示。示不出磁性，如图所示。 一个典型的磁畴宽度约

9、为一个典型的磁畴宽度约为10-3cm， 体积约为体积约为10-9cm3，内部大约含有，内部大约含有1014个磁个磁 性原子。性原子。 a）不显示磁性；）不显示磁性； b）磁化）磁化 c）保留一定剩磁）保留一定剩磁 当把铁磁性材料放到外加磁场中去时，磁畴就会受到外加磁当把铁磁性材料放到外加磁场中去时，磁畴就会受到外加磁 场的作用，一是使磁畴场的作用，一是使磁畴磁矩转动磁矩转动，二是使，二是使畴壁发生位移畴壁发生位移，最后全，最后全 部磁畴的磁矩方向转向与部磁畴的磁矩方向转向与外加磁场方向一致外加磁场方向一致，铁磁性材料被磁化，铁磁性材料被磁化， 显示出很强的显示出很强的磁性磁性。 永久磁铁中的磁

10、畴永久磁铁中的磁畴，在，在一个方向上占优势一个方向上占优势，因而形成，因而形成n和和s 极，能显示出极，能显示出很强的磁性很强的磁性。 在在高温情况高温情况下，磁体中分子热运动会下，磁体中分子热运动会破坏磁畴破坏磁畴的的有规则排列有规则排列，使磁体，使磁体 的的磁性削弱磁性削弱。超过某一温度后，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性，。超过某一温度后，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性， 实现了材料的实现了材料的退磁退磁。铁磁性材料在此温度以上不能再被外加磁场磁化，并。铁磁性材料在此温度以上不能再被外加磁场磁化，并 将失去原有的磁性的临界温度称为将失去原有的磁性的临界温度称为居里点居里点或或居里温

11、度居里温度。从居里点以上的高。从居里点以上的高 温冷却下来时，只要没有外磁场的影响，材料仍然处于退磁状态。温冷却下来时，只要没有外磁场的影响，材料仍然处于退磁状态。 铁磁性材料的居里点铁磁性材料的居里点 磁场方向与发现缺陷的关系磁场方向与发现缺陷的关系 磁化过程磁化过程 工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸 方向方向垂直垂直时，缺陷处的漏磁场最大，检时，缺陷处的漏磁场最大，检 测测灵敏度最高灵敏度最高。 一一 磁化方法磁化方法 1 周向磁化周向磁化 给给工件直接通电工件直接通电，或者使电流通过，或者使电流通过平行于工件轴向放置平行于工件轴向放置 的导体的导体的磁化方

12、法，旨在工件中建立一个环绕工件周向并的磁化方法，旨在工件中建立一个环绕工件周向并 与工件轴向垂直的闭合磁场，用于发现与与工件轴向垂直的闭合磁场，用于发现与电流方向平行的电流方向平行的 缺陷缺陷。 直接通电法直接通电法 中心导体法中心导体法 （1）触头法触头法 用两个电极触头将磁化电流导入被检工件进行局部用两个电极触头将磁化电流导入被检工件进行局部 磁化的方法。磁化的方法。 （2） 平行电缆法平行电缆法 它可用于它可用于发现与电缆平行的缺陷发现与电缆平行的缺陷。实际检测中，可用。实际检测中，可用 于压力容器焊缝，特别是于压力容器焊缝，特别是角焊缝角焊缝中的中的纵向缺陷纵向缺陷的检测。的检测。 （

13、二）（二） 纵向磁化纵向磁化 是指将是指将电流通过环绕工件的线圈电流通过环绕工件的线圈，工件中的磁力线，工件中的磁力线 平行于线圈的中心轴线。用于发现与平行于线圈的中心轴线。用于发现与工件或焊缝轴线垂工件或焊缝轴线垂 直的缺陷直的缺陷。 电磁轭整体磁化电磁轭整体磁化 电磁轭电磁轭： 绕有螺线管线圈的绕有螺线管线圈的形铁芯形铁芯 整个工件置于磁轭法产生的纵向磁整个工件置于磁轭法产生的纵向磁 场中进行磁化的方法，叫场中进行磁化的方法，叫整体磁轭法整体磁轭法。 这种方法可用于发现与工件轴向这种方法可用于发现与工件轴向垂直垂直或或 与轴向与轴向夹角大于夹角大于4545的缺陷的缺陷。整体磁轭。整体磁轭

14、法主要在法主要在固定式磁粉检测机固定式磁粉检测机上的磁轭中上的磁轭中 进行，适用于大批量中、小工件的检测。进行，适用于大批量中、小工件的检测。 （1）整体磁轭法整体磁轭法 1.磁轭法磁轭法 利用利用便携式磁轭便携式磁轭或或永永 久磁轭久磁轭产生的纵向磁场，产生的纵向磁场， 对工件表面局部区域进行对工件表面局部区域进行 磁化的方法，称为局部磁磁化的方法，称为局部磁 轭法。这种方法主要用于轭法。这种方法主要用于 检出检出与两磁极连线垂直的与两磁极连线垂直的 缺陷。缺陷。 （2） 局部磁轭法局部磁轭法 采用局部磁轭法时，对同一部位，应作相互垂直的采用局部磁轭法时，对同一部位，应作相互垂直的两次磁两次

15、磁 化化，防止漏检防止漏检。 电磁轭局部磁化电磁轭局部磁化 （2）线圈法）线圈法 管道的局部纵向磁化管道的局部纵向磁化 将工件置于通电螺线将工件置于通电螺线 管线圈内，用线圈内的管线圈内，用线圈内的 纵向磁场进行磁化的方纵向磁场进行磁化的方 法，称为线圈法。它有法，称为线圈法。它有 利于利于检出与线圈轴检出与线圈轴线线垂垂 直的缺陷直的缺陷。 （三）（三） 复合磁化复合磁化 是指通过复合磁化，在工件中产生一个大小和方向随是指通过复合磁化，在工件中产生一个大小和方向随 时间成时间成圆形圆形、椭圆形椭圆形或或螺旋形轨迹变化的磁场螺旋形轨迹变化的磁场。因为磁场。因为磁场 的方向在工件上不断地变化着，

16、所以可发现工件上的方向在工件上不断地变化着，所以可发现工件上多个方多个方 向的缺陷向的缺陷。 由两个参数相同的单磁轭构成。两个单磁轭的由两个参数相同的单磁轭构成。两个单磁轭的交叉角度为交叉角度为 9090，并分别通以相位差为，并分别通以相位差为=90=90、幅值相等的、幅值相等的正弦交流电正弦交流电，于，于 是在是在4 4个磁极所在的被探工件表面上产生随时间而不断变化的个磁极所在的被探工件表面上产生随时间而不断变化的旋转旋转 磁场磁场。 交叉磁轭交叉磁轭 交叉磁轭旋转磁场交叉磁轭旋转磁场 二二 选择磁化方法应考虑的因素选择磁化方法应考虑的因素 （1）工件尺寸大小）工件尺寸大小 （2）工件的外形

17、结构）工件的外形结构 （3）工件的表面状态）工件的表面状态 （4）根据工件过去断裂的情况和个部位的）根据工件过去断裂的情况和个部位的 应力分布，分析可能产生缺陷的部位和方向，应力分布，分析可能产生缺陷的部位和方向， 选择合适的磁化方法。选择合适的磁化方法。 1 概念概念 三三 磁化规范磁化规范 把工件在磁化时选择把工件在磁化时选择磁化方法磁化方法和和磁化电流磁化电流等应遵循的原则等应遵循的原则 称为称为磁化规范磁化规范。 被检工件具体情况、检测要求和磁化方法、探伤设备条件被检工件具体情况、检测要求和磁化方法、探伤设备条件 2 考虑因素考虑因素 （1 1）被检工件材料的被检工件材料的磁特性磁特性

18、、热处理状态热处理状态，确定采用哪种，确定采用哪种探探 伤方法伤方法，即，即连续法连续法还是还是剩磁法剩磁法。 （2 2）被）被检工件的形状、尺寸、表面状况及缺陷可能存在的位置、检工件的形状、尺寸、表面状况及缺陷可能存在的位置、 方向、大小，按检测要求确定方向、大小，按检测要求确定磁化方法磁化方法、磁化电流磁化电流的的种类种类和和大小大小。 1 磁轭法磁化规范磁轭法磁化规范 三三 磁化规范磁化规范 （1）磁轭法磁化时，）磁轭法磁化时，两磁极间距两磁极间距一般应控制在一般应控制在75-200mm 之间，检测的有效区域为之间，检测的有效区域为两极连线两侧各两极连线两侧各50mm的范围内，的范围内，

19、 磁化区域每次应有不小于磁化区域每次应有不小于15mm重叠。重叠。 （2）磁轭法磁化时，检测灵敏度可根据标准试片上的磁）磁轭法磁化时，检测灵敏度可根据标准试片上的磁 痕显示和电磁轭的提升力来确定。当使用磁轭最大间距痕显示和电磁轭的提升力来确定。当使用磁轭最大间距 时，交流电磁轭时，交流电磁轭至少应有至少应有45n的提升力的提升力； 提升力（提升力（lifting force）：是指通电电磁轭在）：是指通电电磁轭在最大极距下最大极距下， 其磁感应强度达到一定峰值时，对其磁感应强度达到一定峰值时，对铁磁性材料铁磁性材料工件探伤的工件探伤的 磁轭吸引力磁轭吸引力f。单位：牛顿（。单位：牛顿（n） 2

20、 触头法磁化规范触头法磁化规范 触头法磁化时，触头法磁化时，触头间距触头间距一般应控制在一般应控制在75mm200mm之间，之间， 有效磁化区宽度有效磁化区宽度为触头间距为触头间距l的一半（的一半（l/2），触头与工件之间），触头与工件之间 应保持良好接触，两次磁化间应有不小于应保持良好接触，两次磁化间应有不小于10%的的磁化重叠区磁化重叠区。 表表1 触头法磁化规范触头法磁化规范 板厚：板厚：mm磁化电流计算公式磁化电流计算公式 t19 i=（3.54.5）l t19i=（45）l 注：注： i磁化电流磁化电流a；l两触头间距。两触头间距。 例例：有一板材对接焊缝，板厚：有一板材对接焊缝，板

21、厚=20mm，采用触头间距固定为，采用触头间距固定为 150mm的仪器来检查，需要多大磁化电流？的仪器来检查，需要多大磁化电流？ 四四 系统性能和灵敏度评价系统性能和灵敏度评价 磁粉检测系统性能测试板磁粉检测系统性能测试板人工缺陷试环人工缺陷试环 一一 表面预处理表面预处理 第三节 磁粉检测技术 二二 施加磁粉的方法施加磁粉的方法 干法干法采用采用干燥磁粉干燥磁粉进行检测的方法。进行检测的方法。 磁粉粒度以磁粉粒度以1060m为宜。为宜。 湿法湿法磁粉悬浮在油、水或其它载体中进行磁粉检测磁粉悬浮在油、水或其它载体中进行磁粉检测 的方法。的方法。 磁粉粒度以磁粉粒度以110m为宜。为宜。 磁悬液

22、磁悬液磁粉磁粉或磁膏或磁膏悬浮在载液悬浮在载液(媒质媒质)中中 形成的一种液体形成的一种液体. 磁粉又分为：磁粉又分为：普通磁粉普通磁粉和和荧光磁粉荧光磁粉。 湿法荧光磁粉湿法荧光磁粉 三三 检测方法检测方法 连续法连续法在外加磁场的同时，将检验介质（磁粉或在外加磁场的同时，将检验介质（磁粉或 磁悬液）加到试件上进行检测的方法。磁悬液）加到试件上进行检测的方法。 特点：检测特点：检测灵敏度高灵敏度高，但，但效率低效率低，容易出现，容易出现干扰干扰 缺陷评定的杂乱显示缺陷评定的杂乱显示，复合磁化方法只能在，复合磁化方法只能在连续连续 法检测中使用法检测中使用 剩磁法剩磁法先将试件磁化，待先将试件

23、磁化，待切断电源切断电源或或移去外移去外 加磁场加磁场后，再后，再进行检测进行检测 的方法。的方法。 特点：检测特点：检测灵敏度较高灵敏度较高，效率高效率高，磁痕容易显示，磁痕容易显示， 复合磁化方法复合磁化方法和和干粉不能干粉不能在剩磁法检测中在剩磁法检测中使用使用。 磁粉检测方法的选择 n磁粉探伤机探伤方法有多种，常见的有连续法、剩磁法、干法、湿 法、等。今天小编带大家具体看一下各个方法的使用范围和优缺点 比较。 n 1、连续法：在磁化的同时，施加磁粉或磁悬液。此方法适用于： 形状复杂的工件、剩磁br 较低的工件、检测灵敏度要求较高的工件、 表面覆盖层无法除掉（涂层厚度均匀不超过0.05m

24、m）的工件。 n 此法适用于任何铁磁性材料。具有最高的检测灵敏度。可用于多 向磁化。交流磁化不受断电相位的影响。能发现近表面缺陷。但此 法的缺陷是效率低、易产生非相关显示、目视可达性差。 n 2、剩磁法：停止磁化后，施加磁粉或磁悬液。 n 此法适用于：矫顽力hc在1000a/m以上，并保持剩磁br在0.8t以 上的工件、成批的中小型零件进行磁粉检测时；因工件几何形状限 制连续法难以检验的部位。 n 此法效率高，具有足够的检测灵敏度，缺陷显示重复性好，可靠 性高，目视可达性好。 n但是此法不能用于多向磁化；检测缺陷的深度小，发现近表面缺陷 灵敏度低，不适用于干法检验。 磁粉检测方法的选择 n 3

25、、湿法：将磁粉悬浮在载液中进行磁粉探伤。此法适用范围：连 续法和剩磁法；灵敏度要求较高的工件，如特种设备的焊缝；表面 微小缺陷的检测。 n 此法优点用湿法 交流电，检验工件表面微小缺陷灵敏度高、可用 于剩磁法检验和连续法检验、与固定式设备配合使用，操作方便， 检测效率高，磁悬液可回收。但是检验大裂纹和近表面缺陷的灵敏 度不如干法。 n 4、干法：以空气为载体用干磁粉进行探伤。此法适用于：粗糙 表面的工件；灵敏度要求不高的工件。 n 此法优点：检验大裂纹灵敏度高、用干法 单相半波整流电，检验 工件近表面缺陷灵敏度高、适用于现场检验。但是此法检验微小缺 陷的灵敏度不如湿法。磁粉不易回收。不适用于剩

26、磁法检验。 n 四种方法在选择时遵循以下原则：连续法和剩磁法都可进行探伤 时，优先选择连续法， n对于湿法和干法，优先选择湿法。 四、磁粉分析与记录 1. 非荧光磁粉非荧光磁粉的磁痕应当在的磁痕应当在白光照射下白光照射下进行观察，白光强进行观察，白光强 度度不小于不小于500 lx。 （一）（一） 磁痕观察磁痕观察 2.荧光磁粉荧光磁粉的磁痕应当在的磁痕应当在强度不大于强度不大于20 lx 的阴暗环境下用黑的阴暗环境下用黑 光灯光灯/紫外线灯紫外线灯进行观察，紫外线灯的发光强度应进行观察，紫外线灯的发光强度应不低于不低于 1000w/cm2 。 原材料缺陷原材料缺陷 裂纹磁痕一般呈裂纹磁痕一般

27、呈直线状直线状，有时也分叉，显示清晰，有时也分叉，显示清晰 锻造裂纹锻造裂纹 锻造折叠锻造折叠 白点：氢致裂纹 磁痕浓密、清晰，有的呈直线状，有的呈弯曲状，也有呈树枝状磁痕浓密、清晰，有的呈直线状，有的呈弯曲状，也有呈树枝状 磁痕浓密、清晰，一般呈细直的线状，尾端尖细，磁痕浓密、清晰，一般呈细直的线状，尾端尖细， 有时呈锯齿形或弧形有时呈锯齿形或弧形 它常出现在它常出现在 应力集中处，应力集中处， 与应力方向垂与应力方向垂 直。疲劳裂纹直。疲劳裂纹 中间粗、两端中间粗、两端 细，磁痕浓密、细，磁痕浓密、 清晰，有时成清晰，有时成 群出现，在主群出现，在主 裂纹的旁边还裂纹的旁边还 有一些平行的

28、有一些平行的 小裂纹小裂纹 五五 退磁退磁 退磁就是将工件内的退磁就是将工件内的剩磁减少到零剩磁减少到零或最小的操作过或最小的操作过 程，使剩磁对工件的使用性能不产生不利影响。程，使剩磁对工件的使用性能不产生不利影响。 下述几种情况必须进行退磁下述几种情况必须进行退磁 （a a）需要再次进行磁粉检测需要再次进行磁粉检测的工件，而前一次检的工件，而前一次检 测留下的剩磁对工件以后的磁化有影响；测留下的剩磁对工件以后的磁化有影响； （b b）工件上的）工件上的剩磁剩磁对以后的对以后的机械加工机械加工会会造成困难造成困难； （c c）工件上的剩磁对）工件上的剩磁对测量仪器测量仪器的的操作操作或或精度精度会造成会造成 不良影响；不良影响； （d d）轴承、轴套、齿轮等配合良好的运动件，如有剩）轴承、轴套、齿轮等配合良好的运动件