第四章磁力探伤

1、 实验四实验四 磁磁 力力 探探 伤伤磁粉探伤磁粉探伤磁敏探头法磁敏探头法 录磁法录磁法 课题一 磁 粉 探 伤 知识点一： 磁粉探伤原理及影响漏磁场的因素 知识点二：工件磁化法 知识点三：磁粉及磁悬液 知识点四：磁粉探伤过程 知识点五：典型焊接产品磁粉探伤实例 知识点六：焊缝磁粉探伤实验返 回知识点一： 磁粉探伤原理及影响漏磁场的因素 一、一、磁粉探伤原理磁粉探伤原理 将铁磁材料制成的工件放在磁极之间，工件中就会有磁力将铁磁材料制成的工件放在磁极之间，工件中就会有磁力线通过。如果工件内部没有缺陷且各处的磁导率一致，则线通过。如果工件内部没有缺陷且各处的磁导率一致，则磁力线在工件中分布是均匀的

2、。如下图磁力线在工件中分布是均匀的。如下图9-1a）所示。）所示。图图9-1a）知识点一： 磁粉探伤原理及影响漏磁场的因素 当工件中有气孔、夹渣、裂纹等缺陷存在时，构成缺陷的当工件中有气孔、夹渣、裂纹等缺陷存在时，构成缺陷的是非磁性物质，磁导率很低，磁阻很大，必将引起磁力线是非磁性物质，磁导率很低，磁阻很大，必将引起磁力线在工件中的分布发生变化，如下图在工件中的分布发生变化，如下图9-1b）所示，在缺陷处）所示，在缺陷处的磁力线发生弯曲。的磁力线发生弯曲。图图9-1b）知识点一： 磁粉探伤原理及影响漏磁场的因素 二、影响漏磁场的因素二、影响漏磁场的因素 1.外加磁场强度外加磁场强度 施加的外加

3、磁场强度越大，工件中感应出的磁场强度也越施加的外加磁场强度越大，工件中感应出的磁场强度也越大，磁力线分布越密集，受缺陷阻碍的磁力线弯曲的强度大，磁力线分布越密集，受缺陷阻碍的磁力线弯曲的强度和数量越多，形成的漏磁场强度随之增加。如下图和数量越多，形成的漏磁场强度随之增加。如下图9-2所所示。示。图图9-2知识点一： 磁粉探伤原理及影响漏磁场的因素 二、影响漏磁场的因素二、影响漏磁场的因素 2.材料的磁导率材料的磁导率 不同的磁导率是不一样的；不同的磁导率是不一样的； 磁导率高的材料导磁性能好，容易磁化。磁导率高的材料导磁性能好，容易磁化。 3.缺陷自身特点缺陷自身特点（具体如下图（具体如下图9

4、-3、9-4、9-5、9-6） （1）缺陷位置）缺陷位置 （2）缺陷方向）缺陷方向 （3）缺陷性质（）缺陷性质（4）缺陷大小和形状）缺陷大小和形状 4.工件表面状态工件表面状态知识点一： 磁粉探伤原理及影响漏磁场的因素图图9-3 缺陷埋藏深度对漏磁场的影响缺陷埋藏深度对漏磁场的影响图图9-4 缺陷倾角深度对漏磁场的影响缺陷倾角深度对漏磁场的影响知识点一： 磁粉探伤原理及影响漏磁场的因素图图9-5 缺陷自身深度尺寸与漏磁场的关系缺陷自身深度尺寸与漏磁场的关系 图图9-6 缺陷宽度与漏磁场的关系缺陷宽度与漏磁场的关系返 回知识点二：工件磁化方法 磁化：在外加磁场作用下，使被检工件内部产生磁场的过磁

5、化：在外加磁场作用下，使被检工件内部产生磁场的过程叫工件的磁化。程叫工件的磁化。 一、磁化方法的分类：一、磁化方法的分类： 1.按磁化电流分类：按磁化电流分类： 直流点磁化法和交流电磁化法直流点磁化法和交流电磁化法 2.按通电方式分类：按通电方式分类： 直流通电磁化法、间接通电磁化法直流通电磁化法、间接通电磁化法 3.按工件磁化方向分类：按工件磁化方向分类： 周向磁化法、纵向磁化法（见表周向磁化法、纵向磁化法（见表9-1）、复合磁化法（如）、复合磁化法（如图图9-7所示）所示）知识点二：工件磁化方法表表9-1 常用磁化方法及其特点常用磁化方法及其特点知识点二：工件磁化方法图图9-7 复合磁化法

6、复合磁化法知识点二：工件磁化方法 二、磁化方法的选择二、磁化方法的选择 1.遵循原则：遵循原则： 1）磁化方向应尽可能与预计缺陷方向垂直；）磁化方向应尽可能与预计缺陷方向垂直； 2）磁化方向应尽可能与探伤面方向平行；）磁化方向应尽可能与探伤面方向平行； 3）对于热敏感材料，应尽量避免直接对工件通电；）对于热敏感材料，应尽量避免直接对工件通电； 4）尽表面缺陷宜采用直流电源、表面缺陷宜采用交）尽表面缺陷宜采用直流电源、表面缺陷宜采用交流电源。流电源。知识点二：工件磁化方法 二、磁化方法的选择二、磁化方法的选择 2.磁化方法的选择磁化方法的选择 在实际探伤中，最适合的磁化方法是触头法和磁轭在实际探

7、伤中，最适合的磁化方法是触头法和磁轭法。法。 （1）触头法）触头法 1）触头应与焊件表面垂直；）触头应与焊件表面垂直； 2）接触点应在焊缝两侧各取一点，支杆布置如图）接触点应在焊缝两侧各取一点，支杆布置如图9-8所示；所示； 3）对焊缝来说，两支杆间距离为）对焊缝来说，两支杆间距离为75200mm。 4）触头在接触或离开焊件时，应先断电。）触头在接触或离开焊件时，应先断电。知识点二：工件磁化方法a）检验横向缺陷）检验横向缺陷b）检验纵向缺陷）检验纵向缺陷图图9-8 触头法检验焊缝的支杆布置触头法检验焊缝的支杆布置知识点二：工件磁化方法 二、磁化方法的选择二、磁化方法的选择 2.磁化方法的选择磁

8、化方法的选择 （2）磁轭法）磁轭法 （如图（如图9-9所示）所示） a）纵向磁化，磁轭两磁极连线平行于焊缝并沿焊缝方向移）纵向磁化，磁轭两磁极连线平行于焊缝并沿焊缝方向移动，用来检查焊缝的横向裂纹。动，用来检查焊缝的横向裂纹。 b）横向磁化，磁轭横跨焊缝，磁轭两磁极连线垂直于焊缝）横向磁化，磁轭横跨焊缝，磁轭两磁极连线垂直于焊缝并沿焊缝方向移动，用来检查焊缝的纵向缺陷。并沿焊缝方向移动，用来检查焊缝的纵向缺陷。 *对管道、长棒或轴类零件来说，一般采用通电法来检验纵向对管道、长棒或轴类零件来说，一般采用通电法来检验纵向缺陷，用线圈法来检验横向缺陷。缺陷，用线圈法来检验横向缺陷。知识点二：工件磁化

9、方法图图9-9 磁轭法检验焊缝曲线变磁轭法检验焊缝曲线变化化a）纵向磁化）纵向磁化 b）横向磁化）横向磁化知识点二：工件磁化方法 三、磁化规范的选择三、磁化规范的选择 1.周向磁化规范周向磁化规范 用直接通电法磁化圆棒、圆筒及类似工件时，磁化电流可根用直接通电法磁化圆棒、圆筒及类似工件时，磁化电流可根据下式选择：据下式选择： I=（815）DI-磁化电流磁化电流A； D-工件直径（工件直径（mm）。）。 2.纵向磁场磁化规范纵向磁场磁化规范 用线圈法磁化棒、管类工件时，磁化规范可根据下式选择：用线圈法磁化棒、管类工件时，磁化规范可根据下式选择： 当L/D4时，IN=35000/(L/D+2);

10、 当4L/D2时，IN=45000/(L/D)I-磁化电流磁化电流A；N-线圈匝数；线圈匝数；L-工件长度工件长度mm；D-工件直径或厚度工件直径或厚度mm。知识点二：工件磁化方法 三、磁化规范的选择三、磁化规范的选择 3.触头法磁化规范触头法磁化规范 用触头法磁化焊缝时，磁化电流可根据下式选择：用触头法磁化焊缝时，磁化电流可根据下式选择： I=KSI-磁化电流磁化电流A； K-比例系数；比例系数； S-两支杆间距离两支杆间距离mm。返 回知识点三：磁粉及磁悬液 磁粉是磁粉探伤的显示介质，按其显示方法不同，可分干粉显示法干粉显示法和湿粉显示法湿粉显示法两种。 一、磁粉一、磁粉 1.磁粉的种类磁

11、粉的种类 磁粉分为非荧光磁粉和荧光磁粉非荧光磁粉和荧光磁粉两大类。 非荧光粉按颜色，分为黑磁粉、红磁粉和白磁粉。黑磁粉、红磁粉和白磁粉。 黑磁粉：黑磁粉：成分主要是Fe3O4，主要用于检验浅色工件，在磁粉探伤中应用较为普遍。 红磁粉红磁粉：成分主要是Fe2O3，常用于检验黑色工件。 白磁粉白磁粉：是由黑磁粉与Al2O3或MgO合成，主要用于黑色工件。知识点三：磁粉及磁悬液 一、磁粉一、磁粉 2.磁粉的性能磁粉的性能 （1）磁性磁性：磁粉影视高磁导率和低剩磁物质。 （2）粒度粒度：应不小于0.07mm。 （3）密度密度：干法为8g/cm3,湿法为4.5g/cm3。 （4）形状形状：足够的球状颗粒

12、与一定的条状颗粒。 （5）对比性对比性：颜色与工件对比鲜明。知识点三：磁粉及磁悬液 二、磁悬液二、磁悬液 把磁粉和液体按一定比例混合而成的溶液称为磁悬液。磁悬液。 磁悬液有三种：油悬液、水悬液和荧光磁悬液。油悬液、水悬液和荧光磁悬液。表表 9-2 磁悬液特点、应用及配方举例磁悬液特点、应用及配方举例返 回知识点四：磁粉探伤过程 一、焊缝磁粉探伤的一般工艺过程一、焊缝磁粉探伤的一般工艺过程 预处理预处理-磁化磁化-施加磁粉施加磁粉-磁痕观察磁痕观察-磁痕分析磁痕分析-退磁退磁-后处理等。后处理等。 1.预处理预处理 1）清理焊接接头表面的油污、铁锈、氧化皮、飞溅、残留焊剂及焊渣。 2）使用干粉是

13、要干燥磁粉与工件表面。 3）用化学清理法后，若清理液与磁悬液酸碱性不同，也应干燥工件表面。知识点四：磁粉探伤过程 一、焊缝磁粉探伤的一般工艺过程一、焊缝磁粉探伤的一般工艺过程 预处理预处理-磁化磁化-施加磁粉施加磁粉-磁痕观察磁痕观察-磁痕分析磁痕分析-退磁退磁-后后处理等。处理等。2.磁化：磁化：前面磁化方法和规范已述。3.施加磁粉：施加磁粉：是把磁粉或磁悬液喷洒于工件表面的过程。根据施加磁粉的时期不同，分为连续法和剩磁法连续法和剩磁法。连续法连续法：预处理预处理-工件磁化与施加磁粉工件磁化与施加磁粉-后序工艺过程后序工艺过程。磁化时间长，磁化效果好，一般焊缝和大、中型工件均采用才此法。剩磁

14、法剩磁法：预处理预处理-工件磁化工件磁化-施加磁粉施加磁粉-后序工艺过程后序工艺过程。剩磁法的灵敏度低于连续法，只适合于检查表面缺陷，但剩磁法生产率，特别适合于批量生产的小型工件。知识点四：磁粉探伤过程 4.磁痕观察磁痕观察 是对工件上形成的磁痕进行观察与记录的过称。 磁痕观察应在磁痕形成后立即进行。 采用非荧光磁粉时，可在一般照明光源下直接观察；采用荧光磁粉时，必须在暗室紫外线灯下进行观察。 5.磁痕分析磁痕分析 分为三大类：表面缺陷磁痕、近表面缺陷磁痕、假磁痕表面缺陷磁痕、近表面缺陷磁痕、假磁痕。 表面缺陷磁痕表面缺陷磁痕：十分清晰、磁粉附着密集、线条明显，缺陷重复性好。 近表面缺陷磁痕近

15、表面缺陷磁痕：比较模糊，线条较粗，宽而不尖。 假磁痕假磁痕：不是缺陷引起的磁痕，假磁痕往往与缺陷磁痕相混淆，给探伤工件带来不必要的麻烦。知识点四：磁粉探伤过程 6.退磁退磁 退磁是将工件经磁粉探伤后残留的磁场减小为零的过程。 在下列情况下，需进行退磁处理： 1）工件需要再进行机加工。 2）剩磁会影响使用性能。 3）同一工件两次磁粉探伤之间。 4）图样技术要求中特别注明。 退磁方法：交流退磁法、直流退磁法。 7.后处理后处理 后处理就是清除工件残留的磁粉或磁悬液，及干燥工件的过程。知识点四：磁粉探伤过程 二、磁粉探伤验收标准二、磁粉探伤验收标准 1.探伤报告探伤报告 是记录磁粉探伤操作过程和规范

16、的正式文件，是记录磁粉探伤操作过程和规范的正式文件，至少包括以下内容： 1）委托单位、被检工件名称、编号。 2）被检工件材质、热处理装填及表面状态。 3）被测装置的名称、型号。 4）磁粉种类及磁悬液浓度。 5）施加磁粉的方法。 6）磁化方法及磁化规范。 7）缺陷记录及工件草图（或示意图）。 8）检测结果及缺陷等级评定、检验标准名称。 9）检测人员和责任人员签字及技术资格等级。 10）检测日期。知识点四：磁粉探伤过程 二、磁粉探伤验收标准二、磁粉探伤验收标准 2.验收标准验收标准 1）任何裂纹。 2）任何横向缺陷显示。 3）焊缝及紧固件上任何长度大于1.5mm的线性缺陷显示。 4）锻件上任何长度

17、大于2mm的线性缺陷显示。 5）单个尺寸大于或等于4mm的圆形缺陷显示。知识点四：磁粉探伤过程 二、磁粉探伤验收标准二、磁粉探伤验收标准 根据缺陷显示累计长度的大小把探伤质量分为五级。根据缺陷显示累计长度的大小把探伤质量分为五级。 I级好、级好、V级最差，各级质量标准见下表。级最差，各级质量标准见下表。表表9-3 缺陷显示累计长度的等级评定缺陷显示累计长度的等级评定返 回知识点五：典型焊接产品磁粉探伤实例 1.被检工件（如下图被检工件（如下图9-10） 氧气罐，主体材质16MnR，形状如下图所示，尺寸2000mmX4000mmX6mm，表面打磨圆滑过渡，露出金属光泽。 2.探伤设备和器材探伤设

18、备和器材 设备：CYE-3A交叉磁轭探伤仪 材料：黑磁粉、水磁悬液。质量控制台应符合JB4730-1994/11.3.1条要求。 3.工序安排和检验比例工序安排和检验比例 工序安排：焊接完24h后探伤。 检验比例：焊缝（图中A、B、D焊缝）100%检验。知识点五：典型焊接产品磁粉探伤实例 4.检验方法检验方法: 湿连续法湿连续法 5.磁粉探伤操作磁粉探伤操作 1）预处理预处理 清理焊缝及焊缝两侧各至少10mm热影响区，露出金属光泽。 2）磁化磁化 用交叉磁轭法，移动速度30cm/min。 3）施加磁悬液施加磁悬液 用喷洒法，检验环焊缝时，磁悬液应喷洒在正在通电磁化的交叉磁轭探伤仪行走方向的前上

19、方；检验纵焊缝时，磁悬液应喷洒在正在通电磁化的交叉磁轭探伤仪行走方向（自上而下行走）的正前方。 4）观察磁痕观察磁痕 在交叉磁轭探伤仪通过后尽快观察，必要时可用510倍放大镜观察细小缺陷磁痕。 5）退磁退磁 用电磁轭局部退磁。 6）后处理后处理 清洗掉氧气罐上的磁粉。 7）报告报告 按JB4730-1994/11.14条执行。知识点五：典型焊接产品磁粉探伤实例 6.磁痕评定与质量验收标准 1）磁痕评定按JB4730-1994/11.11条执行。 2）质量验收标准：缺陷显示累积长度的合格等级为II级。图图9-10 氧气罐的结构简图氧气罐的结构简图返 回知识点六：焊缝磁粉探伤实验 （一）实验目的（

20、一）实验目的 1.了解磁粉探伤方法的操作过程。 2.掌握磁粉探伤过程中缺陷的识别方法及焊缝质量的平等方法。 3.掌握磁粉探伤检验报告的写作方法。 （二）实验原理（二）实验原理 铁磁性金属材料的导磁率比空气要大的多，当它在磁场中被磁化以后，磁力线将集中在材料中。如果材料的表面或近表面存在气孔、裂纹和夹渣等缺陷，磁力线则难于穿过这些缺陷，因此就会在缺陷处形成局部漏磁场，此时在材料表明撒上磁粉，磁粉将被漏磁场吸引而聚集在缺陷处，从而显示出缺陷的宏观痕迹。知识点六：焊缝磁粉探伤实验 （三）主要实验仪器（三）主要实验仪器 1.磁力探伤机 2.磁悬液 3.焊接试件 （四）实验步骤（四）实验步骤 1.清理试

21、件清理试件 2.对试件进行探伤对试件进行探伤 （1）探伤机接通电源； （2）将磁化夹头置于试件上； （3）将控制箱上的磁化开关旋至磁化位置对试件进行磁化； （4）向试件喷洒磁悬液； （5）观察并记录试件表面缺陷显示情况。 3.将试件退磁。将试件退磁。返 回课题二 磁敏探头法 知识点一： 设备 知识点二：探伤方法返 回知识点一：设备 （一）定义（一）定义 用磁敏探头扫查漏磁场的探伤设备一般由磁化装置、漏磁测量探头、操纵工件运动装置、信号鉴别单元、打缺陷标记和分选单元等部分组成。 其中信号鉴别单元的作用是将来自探头的信号进行筛选，把所需要的缺陷信号与干扰信号分离开来。返 回知识点二：探伤方法 1.检验纵向缺陷的方法检验纵向缺陷的方法 1）如下图9-11所示，是检验纵向缺陷的实例。 2）探头装载U形磁轭的两脚之间，让被检工件旋转而检验系统不动，可检查管子表面的所有缺陷。 3）在检验直缝管时，为了检验沿焊缝方向的纵向焊缝，通常采用如下方法： 在固定的磁轭内以垂直于焊缝的方向对焊管进行磁化，并使安装在圆周方向上的磁敏探头沿焊缝垂直方向来回摆动。由于探头的摆动和焊管的纵向运动，能使探头检查整个焊缝区，从而提高了检验速度。知