磁粉检测实验指导书

1、实验一磁粉检测系统现场教学一、实验目的通过现场教学，熟悉磁粉检测系统组成及基本工作原理，以及设备的正确使用方法。 二、实验设备及附件CT-3000 交直流磁粉探伤机，CT-800 退磁机，紫外灯和辐照计，磁强计，试块和试片， 磁粉等。三、实验原理及步骤1磁粉检测原理：铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性因素的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。2、磁粉检测材料与设备1）CT-3000 交直流磁粉探伤机CT-3000 是根据磁化原理设计，按照 JB/T82901998

2、磁粉探伤机标准要求制造。适用于机械、汽车、航空和铁道等行业轴类、齿轮类、盘套类等铁磁性材料表面和近表面的无损检测。能发现裂纹、夹渣等极细微的缺陷。对工件中表面的缺陷检测灵敏度最高，可检测宽度仅为 0.1m 的表面裂纹。设备以小型工业可编程序控制器（ PLC ）和人机界面（PT ）为核心，对系统各个动作进行控制。可自动单周操作，也可手动单步操作。设备对工件可进行周向磁化（采用直接通电法）、纵向磁化（采用线圈和磁轭感应法两种）和复合磁化 （采用周向和纵向同时磁化法）。磁化电流采用交流电和直流电（整流电）两种。交流电源采用大功率可控硅在高压侧调 压，利用隔离变压器以低电压大电流方式输出；整流电源采用

3、三相交流变压器将三相交流电 转换为低电压大电流，然后再用 12 只大功率可控硅组成整流、调压及极性变换电路，输出 整流电。磁化电流控制采用集成触发电路和 PLC 控制大功率可控硅导通角来实现。交直流 磁化电流均连续可调，交流具有断电相位控制功能，三相全波整流电具有快速断电功能。设 备输出交流和直流电压均低于 36V 安全隔离电压。主要技术指标：磁化方式：周向磁化、纵向磁化和复合磁化三种。磁化电源三相四线 380V 50Hz 200A, 能够提供 3000A 交、直流磁化电流。磁化电流切 换方式采用手动刀开关切换，移动面板指示灯显示。三相全波整流电：磁化电流：03000A 连续可调，电流可预选，

4、数字显示，显示及跟踪误差均±5%。 磁化时间：0.5 20 秒可调（磁化时间数字显示），精度 0.1 秒。快速断电特性：用快速断电试验器试验磁化结束时亮。自动衰减式超低频退磁：电流 3000A 0，连续可调，电流可预选，电流由预选值自 动衰减到零。退磁电流频率：15 档可调。退磁效果：退磁后工件表面上剩磁 Br 0.2mT(2 GS)。探伤灵敏度：2500A 直流显示标准试块 5 孔。交流电：磁化电流：03000A 连续可调，带断电相位控制功能。自动衰减式退磁：电流 3000A 0，连续可调。退磁效果：退磁后工件表面上剩磁 Br 0.2mT(2 GS)。探伤灵敏度：利用交流标准试块应

5、能清晰显示一个孔；A 型 2 号试片磁痕能清晰显示。纵向磁化线圈磁化线圈：线圈内径350mm，宽 100mm，匝数 8 ，工作电流 3000A。纵向磁化磁势(安匝数)：024000AT 可调。中心磁场强度 300 Gs。磁化线圈移动速度：电动控制，速度 84mm/s。纵向磁轭磁化两端有电极板，能提供纵向磁轭磁化。磁轭线圈：匝数 8 ，工作电流 3000A。纵向磁化磁势(安匝数)：024000AT 可调。夹持装置：电极板直径200mm，配浸锡铜网板。电极夹头可 360o连续、电动旋转。两极间距：01000mm 可电动调。工件夹紧方式：可对零件进行电动/气动夹紧方式，无卡滞现象。具体操作方法：1、

6、接通电源：合上总开关，将钥匙开关转到开的位置，按下电源“启动”按钮，“启动”按钮内指示灯亮，表明设备电源已经接通。2、 选择合适电流：设备有交流电和直流电（整流电）两种。在控制柜面板上可以通过 钥匙开关选择电流种类。单击触摸屏电流框，弹出输入小键盘，在键盘上输入电流值，并按 “Ent”键，即可输入预先设定的电流值。当磁化或退磁时，可以看到数字电流表指示实际 电流大小。3、 磁化：设备对工件可进行周向磁化（采用直接通电法）、纵向磁化（采用线圈和磁 轭感应法两种）和复合磁化（采用周向和纵向同时磁化法）。选择合适磁化方式：在探伤机左侧刀开关为周向交流和直流磁化方式选择开关，开关 向上扳即为周向交流磁

7、化。开关向下扳即为周向直流磁化。在探伤机右侧刀开关为纵向磁化 方式选择开关，开关向上扳即为线圈磁化。开关向下扳即为磁轭磁化。4、 退磁：在零件完成连续法检测后，可立即进行退磁操作。剩磁法时可通过退磁机退 磁比较方便。5、 测量剩磁：退磁后用磁强计测量试块表面的最大磁场强度，零件任何部分剩磁不得 超过 3GS。如果高于 3GS，重新进行上一退磁步骤，直到达到要求为止。2）CT-800 退磁机CT-800 采用大型线圈和断电相位控制装置组合而成，具有交流磁化和退磁功能。交流磁化：将工件置于移动小车内，再将小车置于线圈中心，启动磁化功能即可。磁化 时调节电位器，观察电流表，选择适当磁场强度，磁场强度

8、约为电流值的 5 倍。退磁采用远离和衰减法结合方式。即先远离 法：将工件置于移动小车内，再将小车置于线圈 中心启动退磁功能，人工拉动小车远离线圈，直 到退磁机尾部的行程开关；后衰减法：小车运行 到尾部使行程开关动作，退磁机自动转为衰减法 退磁，直到退磁结束。退磁的工作时间一般在7 秒左右。主要技术指标：电源三相四线 380V 50Hz 65A。退磁机的中心磁场强度 300 Gs。退磁机可对零件进行磁化，为保证剩磁稳定，设备内配备断电相位控制器。退磁机线圈内径：350×350×300。退磁机上的行车及轨道最大载重 50Kg。可对零件进行远离、衰减退磁两种，剩磁 Br 0.2m

9、T(2 GS)。具体磁化和退磁操作方法：1、接通电源：合上总开关，将钥匙开关转到开的位置，按下电源“启动”按钮，“启动”按钮内指示灯亮，表明设备电源已经接通。2、 选择合适磁化电流：按下“磁化”按钮，调节电位器，观察电流表指示，确定合适 磁化电流（中心磁场强度约为电流值的 5 倍，如 300GS 时电流值约为 60A，注意最大电流 为 65A）。3、 磁化：选择合适磁化电流后，先把零件放入小车，然后将小车推到线圈内，用右手 按住零件，防止零件在磁化过程中移动，用左手按下“磁化”按钮，设备自动对零件进行线 圈纵向磁化，可进行剩磁法检测。4、 退磁：选择合适退磁电流后（确定退磁电流方法同磁化电流确

10、定），先把零件放入 小车，然后将小车推到线圈内，用右手按住零件，防止零件在退磁过程中移动，用左手按下 “退磁”按钮，同时右手按住零件拉动小车向尾部前行，直到尾部触动行程开关为止。行程 开关启动后，退磁电流自动衰减至关断，完成退磁操作。测量剩磁：退磁后用磁强计测量试块表面的最大磁场强度，零件任何部分剩磁不得超 过 3GS。如果高于 3GS，重新进行上一退磁步骤，直到达到要求为止。3）主要附件A 型试片：试块和试片是磁粉检测必备的测试工具。它可以用来检查和评定磁粉检测系统性能。 检测中，定期用试块和试片来检查探伤设备、磁粉、磁悬浓的检测系统综合使用性能，以及操作方法是否恰当。磁粉检测中常用的试块和

11、试片有:A 型试片 、C 型试片和 B 型试块 以及磁场指示器等。A 型试片通用名称的分数中：分子表示槽深，分母表示板厚，尺寸单位为m。直流标准环形试块(Betz 环)：这种试块是美国 ASME 标准提出的，又称 Betz 环。我国标准中也已采用。它是用碳工具钢制成，试块上钻有 1.8 mm 的通孔，第一个孔的中心距环边缘的距离为 1.8 mm，然后每孔递增1.8 mm，直到第 12 个孔。Betz 环使用时，用铜棒为中心导体，芯杆法磁化，通以直流电，用连续法检测。观察试块外缘清晰显示的孔数，该试块仅适用于直流电或整流电磁化法。山东济宁模具厂 B 型试块 20 号钢 符合 JB/T 6066-

12、1992。交流标准试块一块：交流标准环形试块是一个组合件，它由：钢环、胶木衬套和铜棒组成。钢环上有 3 个1 的通孔，孔中心距铜棒中心的距离分别为： 23.5 mm 、23mm 、22.5mm。山东济宁模具厂 E 型试块 10 号钢 紫铜 胶木 符合 JB/T 6066-1992。使用时，将铜棒装夹在探伤机两电极间，通电磁化，观察试块外缘磁痕显示。当磁化电流为 750A（交流有效值）时，至少有两个孔的磁痕 清晰可见。否则，综合灵敏度不够。 磁强计：无锡市捷成检测设备制造有限公司 JCZ-10 磁强仪快速测量铁磁性材料残余剩磁量，测 量范围 010GS。 紫外线辐照计：北京师范大学光电仪器厂 U

13、V-A 紫外辐照计(单通道)该仪器适用于光化学、高分子材料老化、探伤、紫外光源、植物栽培、大规模集成电路 光刻等领域的紫外辐照度测量工作。主要性能指标：* 波长范围及峰值波长：UV365 探头：(320400)nm；P365nm* 辐照度测量范围： (0.1199.9×103)W/cm2* 紫外带外区杂光：UV365：小于 0.02* 准确度：±10* 角度响应特性：符合国家二级光照度计标准* 响应时间：1 秒* 使用环境：温度(040)；湿度85RH* 尺寸和重量：180mm×80mm×36mm；0.2kg* 电源： 6F22 型 9V 积层电池一只紫

14、外线灯：手提式紫外线灯：无锡市捷成检测设备制造有限公司 Z-125W-A 型紫外线灯具有携带方便，A 型为国产灯泡，B 型为进口灯泡，有电压指示随时可观察，广泛用于荧光磁粉荧光渗透探伤等。 大面积紫外线灯：射阳普迪美无损检测器材厂 UV-400 型 400W 带冷却风扇的大面积照射高强度紫外灯,是渗透检测、荧光探伤首选设备。灯的输出波长320400nm，中心波长为 365nm；紫外辐照度在 380mm 处照射面积为 61x25cm，中心强度能达到 65000 uw/cm2 （标准通常规定为 8001000uw/cm2）。 磁粉：磁粉是显示介质，由工业纯铁粉、羰基铁粉或磁性氧化铁粉 (Fe2O3

15、)或四氧化三铁粉 (Fe3O4)组成。通常有黑磁粉和荧光磁粉两种。将磁粉混合在液体中形成的悬浮液简称磁悬液。用来悬浮磁粉的液体叫分散剂，又称载 液。载液可以是水或油。磁悬液中磁粉与载液是按一定比例进行混合。四、实验报告1、 什么是漏磁场和磁痕？磁粉检测时，如何识别缺陷？2、 说明 CT-3000 交直流磁粉探伤机磁化电流种类及应用？2、说明 CT-3000 交直流磁粉探伤机磁化方式种类及应用？ 3、说明 CT-800 退磁机的退磁原理？4、 说明磁粉检测试片和试块的作用？5、 如何使用紫外线灯？6、 说明磁粉的种类和作用？实验二磁粉检测综合性能实验一、实验目的1、 掌握用 E 型交流环形试件进

16、行综合性能试验的方法。2、 掌握用 B 型直流环形试件进行综合性能试验的方法。3、 了解和比较使用交流电和整流电磁粉检测的检测深度。4、 掌握退磁机的退磁原理及使用方法。二、实验设备及附件CT-3000 交直流磁粉探伤机，CT-800 退磁机，磁强计，交流和直流标准试块，非荧光 磁粉及磁悬液，铜棒。三、实验原理及步骤1实验原理：磁粉探伤的综合灵敏度是指在选定条件下进行探伤检查时，通过自然缺陷和人工缺陷的 磁痕显示情况来评价和确定磁粉探伤设备、磁粉及磁悬液和探伤方法的综合灵敏度。2、实验步骤：（1）将 E 型交流标准试件夹在探伤机夹头上，通以交流电 700A 电流，然后依次将 1、2 和 3 孔

17、旋至向上正中位置，进行连续法磁化检查。在试块外部圆周上显示人工孔清晰磁痕的孔数，最少有 1 个。孔号通孔中心距外缘距离（mm） 通孔直径（mm）11.522.0132.5具体操作方法：1、 接通电源：合上总开关，将钥匙开关转到开的位置，按下电源“启动”按钮，“启 动”按钮内指示灯亮，表明设备电源已经接通。2、 选择合适电流：在控制柜面板上通过钥匙开关选择交流电。单击触摸屏电流框，弹 出输入小键盘，在键盘上输入电流值 700A，并按“Ent”键，即可输入预先设定的电流值。3、 选择合适磁化方式：E 型交流标准试件人工缺陷为纵向横孔，选择周向交流磁化。 将探伤机左侧开关向上扳即为周向交流磁化，此时

18、在移动控制盒面板上周向交流指示灯亮。4、 连续法磁化检查：将 E 型交流标准试件夹在探伤机夹头上，把试件人工 1、2 和 3 孔旋至向上正中位置。在移动控制盒面板上，按下“磁化”按钮对工件进行磁化，通常最少 通电两次，两次操作为紧随，每次通电时间不少于 0.5 秒。施加磁悬液，观察人工孔处圆周 表面磁痕，并记录填入表 3-1。5、 退磁：在零件完成连续法检测后，可立即进行退磁操作。6、 关断电流：在控制柜面板上通过钥匙开关关断交流电。通以直流电（整流电）1000A 电流，然后依次将 1、2 和 3 孔旋至向上正中位置，进行 连续法磁化检查。在试块外部圆周上显示人工孔清晰磁痕的孔数，最少有 3

19、个。具体操作方法：1、 选择合适电流：在控制柜面板上通过钥匙开关选择直流电。单击触摸屏电流框，弹 出输入小键盘，在键盘上输入电流值 1000A，并按“Ent”键，即可输入预先设定的电流值。2、 选择合适磁化方式：E 型交流标准试件人工缺陷为纵向横孔，选择周向直流磁化。 将探伤机左侧开关向下扳即为周向直流磁化，此时在移动控制盒面板上周向直流指示灯亮。3、 连续法磁化检查：将 E 型交流标准试件夹在探伤机夹头上，把试件人工 1、2 和 3 孔旋至向上正中位置。在移动控制盒面板上，按下“磁化”按钮对工件进行磁化，通常最少 通电两次，两次操作为紧随，每次通电时间不少于 0.5 秒。施加磁悬液，观察人工

20、孔处圆周 表面磁痕，并记录填入表 3-1。4、 退磁：在零件完成连续法检测后，可立即进行退磁操作。5、 关断电流：在控制柜面板上通过钥匙开关关断直流电。表 3 -1 E 型试块试验结果磁化电流（A）交流电700直流电1000磁悬液种类荧光非荧光荧光非荧光应显示孔数1133实验显示孔数磁痕线情况（2）将 B 型直流标准环形试块穿在直径 25mm，长 412mm 的铜棒上，夹在探伤机两夹 头上，分别用直流和交流电连续磁化，观察试块圆周上磁痕显示的孔数。孔号通孔中心距11.7823.5635.3347.1158.89610.67712.45814.22916.001017.781119.561221

21、.34外 缘 距 离（mm）具体操作方法：1、 选择合适电流：在控制柜面板上通过钥匙开关选择直流电（或交流电）。单击触摸 屏电流框，弹出输入小键盘，在键盘上输入电流值 800A（或 1400A, 2500A），并按“Ent” 键，即可输入预先设定的电流值。2、 选择合适磁化方式：B 型直流标准环形试块人工缺陷为纵向横孔，选择周向直流磁 化（或周向交流磁化）。将探伤机左侧开关向下扳即为周向直流磁化（或向上扳即为周向交 流磁化），此时在移动控制盒面板上周向直流指示灯亮（或周向交流指示灯亮）。3、 连续法磁化检查：将 B 型直流标准环形试块夹在探伤机夹头上，把试件人工孔旋至 向上正中位置。在移动控制

22、盒面板上，按下“磁化”按钮对工件进行磁化，通常最少通电两 次，两次操作为紧随，每次通电时间不少于 0.5 秒。施加磁悬液，观察人工孔处圆周表面磁 痕，并记录填入表 3-2。4、 退磁：在零件完成连续法检测后，可立即进行退磁操作。5、 关断电流：在控制柜面板上通过钥匙开关关断直流电（或交流电）。表 3-2 B 型直流标准试块试验结果磁化电流（A）800磁悬液种类荧光应显示孔数1直流磁化显示孔数交流磁化显示孔数14002500非荧光荧光非荧光荧光非荧光13355（3）退磁经磁粉探伤后, 通常应对被检试件进行退磁处理。将发动机叶片在 CT-800 退磁机上进 行退磁，退磁后用磁强计测量试块表面的最大

23、磁场强度，按照 MH/T3008-2004 航空器无 损检测 磁粉检验标准规定在零件任何部分剩磁不得超过 3GS。具体操作方法：1、 接通电源：合上总开关，将钥匙开关转到开的位置，按下电源“启动”按钮，“启 动”按钮内指示灯亮，表明退磁机电源已经接通。2、 选择合适磁化电流：按下“磁化”按钮，调节电位器，观察电流表指示，确定合适 磁化电流（中心磁场强度约为电流值的 5 倍，如 300GS 时电流值约为 60A，注意最大电流 为 65A）。3、 退磁：先把零件放入小车，然后将小车推到线圈内，用右手按住零件，防止零件在 退磁过程中移动，用左手按下“退磁”按钮，同时右手按住零件拉动小车向尾部前行，直

24、到 尾部触动行程开关为止。行程开关启动后，退磁电流自动衰减至关断，完成退磁操作。4、 测量剩磁：退磁后用磁强计测量试块表面的最大磁场强度，零件任何部分剩磁不得 超过 3GS。如果高于 3GS，重新进行上一退磁步骤，直到达到要求为止。四、实验报告1、 根据表 31 和 32 的实验结果，按照MH/T3008-2004 航空器无损检测 磁粉检 验标准对检测系统性能进行验收。2、 根据表 32 的实验结果，画出整流电和交流电的磁化电流与探测缺陷深度的曲线（用 显示磁痕的孔数换算出相对深度），并加以理论分析。3、 分析退磁机的退磁原理及使用方法。实验三 A 型灵敏度试片使用实验一、实验目的1、 了解

25、A 型灵敏度试片的应用范围。2、 了解 A 型灵敏度试片的使用方法。3、 了解 A 型灵敏度试片的刻痕显示与所施加磁场的关系。二、实验设备及附件CT-3000 交直流磁粉探伤机，CT-800 退磁机，磁强计， A 型标准灵敏度试片一套（A1、 A2 和 A3），铜棒，非荧光磁粉及磁悬液，铜棒，带有自然缺陷的飞机发动机叶片，透明胶 带纸。三、实验原理及步骤1实验原理：A 型灵敏度试片刻槽即为人工缺陷，当试片随工件磁化时，在刻槽处将产生磁力线弯曲 并逸出试片表面形成漏磁场，可用磁粉或磁悬液显示该漏磁场。使用 A 型灵敏度试片可检 查探伤装置或设备、磁粉或磁悬液的综合性以及在连续法探伤中表示出工件表

26、面的磁场强度 和方向，确定有效的探伤范围和判定探伤规范和操作方法是否正确等。A 型试片：试块和试片是磁粉检测必备的测试工具。它可以用来检查和评定磁粉检测系统性能。 检测中，定期用试块和试片来检查探伤设备、磁粉、磁悬浓的检测系统综合使用性能，以及操作方法是否恰当。磁粉检测中常用的试块和试片有:A 型试片 、C 型试片和 B 型试块 以及磁场指示器等。A 型试片通用名称的分数中：分子表示槽深，分母表示板厚，尺寸单位为m。2、实验步骤（1） 清洗发动机叶片表面油污和杂质。（2） 在发动机叶片外表面上依次贴上 A1、A2 和 A3 试片，它们同在一条母线上,相距 2030mm。将试片揩净，使刻槽一面朝向工件外表面。沿试片四边，用透明胶带纸将试片 紧贴于工件表面上，注意胶带纸不能掩盖刻