磁粉渗透检测技术的发展

1、磁粉渗透检测技术的发展磁粉检测是利用漏磁场吸附磁粉形成磁痕显示进行探伤，对铁磁性材料的近表面缺陷有较强的检测能力。根据磁化方法等差异，磁粉检测技术又可分为多种不同形式。随着现代科技的发展，磁粉检测技术在工程实践中必将发挥更大的作用。一、磁粉探伤的原理磁粉探伤是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。将待测物体置于强磁场中或通以大电流使之磁化，若物体表面或表面附近有缺陷（裂纹、折叠、夹杂物等）存在，由于它们 是非铁磁性的，对磁力线通过的阻力很大， 磁力线在这些缺陷附 近会产生漏磁。当将导磁性良好的磁粉（通常为磁性氧化铁粉） 施加在物体上时，缺陷附近的

2、漏磁场就会吸住磁粉，堆集形成可见的磁粉迹痕，从而把缺陷显示出来。二、磁粉探伤在焊接件中的应用目前，焊接技术在冶金、机械、石油和化工等部门中的应用 已经相当普遍。随着工业技术的发展，高强度焊接结构的应用日 趋广泛。高强钢在焊接时产生缺陷的倾向比普通焊接结构钢要 大。因此随着高强钢的应用对探伤技术也就提出了更高的要求。裂纹尤其是表层裂纹在焊接结构中，特别是在承受疲劳应力 作用的焊接结构中，是一种危害极大的缺陷，为保证焊接结构安 全运行，就必须加强焊接件的检验，发现裂纹并及时排除。磁粉 探伤是检验钢制焊接结构表层缺陷的最佳方法，具有设备简单、 灵敏可靠、探伤速度快和成本低等特点。（一）焊接件探伤的内

3、容与范围1、坡口探伤坡口可能出现的缺陷有分层和裂纹， 前者是轧制缺陷， 它平 行于钢板表面，一般分布在板厚中心附近。裂纹有两种，一种是 沿分层端部开裂的裂纹， 方向大多平行于板面； 另一种是火焰切 割裂纹。坡口探伤的范围是坡口和钝边。2、焊接过程中的探伤（1）层间探伤 某些焊接性能差的钢种要求每焊一层检验一 次，发现裂纹及时处理，确认无缺陷后再继续施焊。另一种情况 是特厚板焊接， 在检验内部缺陷有困难时， 可以每焊一层用磁粉 探伤检验一次。探伤范围是焊缝金属及邻近坡口。（2）电弧气刨面的探伤目的是检验电弧气刨造成的表面增 碳导致产生的裂纹。探伤范围应包括电弧气刨面和临近的坡口。3、焊缝探伤焊缝

4、探伤的目的主要是检验焊接裂纹。 探伤范围应包括焊缝 金属及母材的热影响区，热影响区的宽度大约为焊缝宽度的一 半。因此，要求探伤的宽度应为两倍焊缝宽度。4、机械损伤部位的探伤在组装过程做， 往往需要在焊接部件的某些位置焊上临时性 的吊耳和卡具，施焊完毕后要割掉， 在这些部位有可能产生裂纹， 需要探伤。 这种损伤部位的面积不大， 一般从几平方厘米到十几 平方厘米。（二）探伤方法选择用于焊缝探伤的磁化方法有多种， 各有特点。 要根据焊接件 的结构形状、尺寸、检测的内容和范围等具体情况加以选择。1、磁轭法磁轭法是指便携式交流电磁铁。 其特点是设备简单、 操作方 便。但是磁轭只能单方向磁化在，因此，为了

5、检出各个方向的缺 陷，必须在同一部位至少作两次互相垂直的探伤， 而且应将焊缝 划分为若干个受检段， 做出标记， 每个受检段的长度应比两级之 间的距离小 1020 毫米，电磁轭之间最佳距离为 100150毫米。2、支杆法支杆法也是单方向磁化的方法。 其主要优点是电极间距可以 调节，可根据探伤部位情况及灵敏度要求确定电极间距和电流大 小。同一部位至少作两次互相垂直的探伤。3、交叉磁轭法 用交叉磁轭旋转磁化的方法检验焊缝表层裂纹可以得到满 意的效果。 其主要优点是灵敏度可靠并且探伤效率高。 目前在焊 缝探伤中尤其在锅炉压力容器探伤中应用越来越广。4、线圈法对于管道圆周焊缝可以用线圈法探伤。 方法是在

6、焊缝附近沿 圆周方向用电缆绕 46 匝，对管道进行轴向磁化。 这种方法只能 发现焊缝和热影响区以纵向为主的裂纹。超声换能器 在压力容器的无损检测中， 超声换能器和压电超声换能器， 线检测、 高速和高温中的应用， 接触。在我国的哈尔滨理工大学，主要被运用的超声换能器为电磁其中电磁超声换能器可以实现在 而并不需要跟被检测的物体发生 在对压电换能器以及电磁超声换能器在信号的处理上都有一点的研究。红外热检测技术 无损检测技术中的红外热检测技术主要是利用红外热辐射 来实现对容器的检测。 目前主要运用在对常温压力容器的高应力 集中部位检测和高温压力容器热传导的在线检测。 通过的红外热 检测技术可以比较及时

7、的发现容器内部的堵塞、 结焦以及内衬上 的损伤等异常，其技术的主要优势就在于非接触、快速、远距离 检测、大面积以及无需耦合。目前针对红外热检测技术国外研究的较为广泛， 很多科学家 都对红外线热技术在容器检验上的应用进行的描述， 确定了红外 检测跟其他检测技术相比要快捷的多，同时可对震动进行分析， 在对容器出现事故的提前预防方面起到了十分突出的效果； 有些 研究人员还对红外热检测技术进行了一定的监测和控制， 实现了 对该技术在制造过程中出现气泡等方面缺陷的控制， 而我国现在 也有很多的科学研究单位对红外热检测技术的相关仪器设备以 及实际应用方面进行研究。 我国红外热检测技术今后的研究方向 为两个

8、方面 : 一是在传热学、物理学的基础上，设计数学模型， 充分利用计算机的计算能力， 建立专家系统， 对在线运行的压力 容器进行长期监控； 二是在红外热检测标准方面， 我国与国外相 比有一定的差距， 因此在解决红外热检测在压力容器检验应用难 题的基础上， 建立红外热检测行业或国家标准是研究的另一个方 向。（三）焊接件探伤实例1、坡口探伤 使用交叉磁轭检验坡口缺陷是利用交叉磁轭外侧的磁化场 磁化坡口， 操作方法是把交叉磁轭置于靠近坡口的钢板面上， 沿 坡口方向连续行走探伤。 为检验探伤灵敏度， 可在远离交叉磁轭 一侧的坡口边上贴试片进行试验。一般情况下，在检验板厚不大于 50mm钢冈板坡口时可达

9、30/100 A 型试片的探伤灵敏度。对于更硬的钢板经试验达不到 灵敏度要求时，可在坡口两侧各进行一次探伤。2、电弧气刨面的探伤探伤时， 把交叉磁轭跨在电弧气刨沟槽中间， 沿沟槽方向连 续行走。探伤时，应根据构件位置采用喷洒或刷涂磁悬液的方法， 原则是交叉磁轭通过后不得使磁悬液残留在电弧气刨沟槽中， 否 则将无法观察判断。3、球形压力容器的开罐检查 现以手工电弧焊焊接的球形容器的开罐检查为例简述磁粉 探伤的实施方法。（1）探伤部位球形容器的内外侧所有焊缝和热影响区以及 母材机械损伤部分。（2）表面清整应把焊缝表面的焊接波纹及热影响区表面的 飞溅用砂轮进行打磨， 不得有凸凹不平的棱角。 若做过磁粉探伤， 已经打磨过， 表面只有浮锈时， 可用喷砂或钢丝刷除去焊缝及热 影响区表面的浮锈。（3）探伤操作检验对接焊缝时时把交叉磁轭跨在焊缝上连续行走探伤。 当检查球罐纵缝时，