磁粉探伤基础理论学习教案

1、会计学1磁粉探伤磁粉探伤(tn shng)基础理论基础理论第一页，共45页。粉末磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场粉末磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在不连续吸附施加在不连续性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连续性性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大的位置、形状和大小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁带、霍尔元件、磁敏二极管和感应线圈等。敏二极管和感应线圈等。利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍线圈探伤法、霍尔元件检测法、磁敏二极管探测

2、法。尔元件检测法、磁敏二极管探测法。第1页/共44页第二页，共45页。第2页/共44页第三页，共45页。第3页/共44页第四页，共45页。mAmAOe/80/104113MxWb8101GsT4101第4页/共44页第五页，共45页。磁场的显示：磁场的大小、方向和分布情况，可以利用磁力磁场的显示：磁场的大小、方向和分布情况，可以利用磁力线来表线来表示。示。第5页/共44页第六页，共45页。（a）马蹄形磁铁(cti)被校直成条形磁铁(cti)后N极和S极的位置 （b）具有机加工槽的条形磁铁(cti)产生的漏磁场 （c）纵向磁化裂纹产生的漏磁场 条形(tio xn)磁铁的磁力线分布 第6页/共44

3、页第七页，共45页。第7页/共44页第八页，共45页。第8页/共44页第九页，共45页。第9页/共44页第十页，共45页。为磁畴，其体积约为为磁畴，其体积约为10-5cm3 ，在这个小区域内，含有大，在这个小区域内，含有大约约10121015个原子，各原子的磁化方向一致，对外呈现磁个原子，各原子的磁化方向一致，对外呈现磁性。性。第10页/共44页第十一页，共45页。第11页/共44页第十二页，共45页。接近的磁畴，如图接近的磁畴，如图 (c)。 (4)继续增大外加磁场，磁矩方向转动，与外加磁场方向接近，继续增大外加磁场，磁矩方向转动，与外加磁场方向接近，如图如图 (d)。 (5)当外加磁场增大

4、到一定值时，所有磁畴的磁矩都沿外加磁场当外加磁场增大到一定值时，所有磁畴的磁矩都沿外加磁场方向有序排列，方向有序排列，达到磁化饱和达到磁化饱和(boh)，相当于一个微小磁铁或磁偶极子，产生，相当于一个微小磁铁或磁偶极子，产生N极和极和S极，宏观上呈现极，宏观上呈现磁性，如图磁性，如图 (e)。第12页/共44页第十三页，共45页。第13页/共44页第十四页，共45页。第14页/共44页第十五页，共45页。IdlHRIH2第15页/共44页第十六页，共45页。第16页/共44页第十七页，共45页。第17页/共44页第十八页，共45页。第18页/共44页第十九页，共45页。漏磁场的宽度要比缺陷的实

5、际宽度大数倍至数十倍，所以磁痕对缺陷宽度具有放大作用，能将目视不可见的缺陷变成目视可见的磁痕使之容易观察出来。第19页/共44页第二十页，共45页。第20页/共44页第二十一页，共45页。第21页/共44页第二十二页，共45页。第22页/共44页第二十三页，共45页。第23页/共44页第二十四页，共45页。第24页/共44页第二十五页，共45页。3 磁化方法与磁化电流3.1 磁化电流 磁粉探伤采用的磁化电流有交流电、整流电（包括单相半波(bn b)整流电、单相全波整流电、三相半波(bn b)整流电和三相全波整流电）、直流电和冲击电流，其中最常用的磁化电流是交流电、单相半波(bn b)直流电和三

6、相全波整流电。交流电概念：峰值、有效值、平均值、趋肤效应、趋肤深度（穿透深度）交流电的趋肤效应：导体表面电流密度大，内部电流密度小 产生的原因是电磁感应产生了涡流。 电流从表面值下降到1/e0.37的深度称为趋肤深度，可由下式求出： 磁导率 电导率 电流的频率rff5001rf第25页/共44页第二十六页，共45页。第26页/共44页第二十七页，共45页。整流(zhngli)电单相半波 单相全波 三相半波 三相全波最常用的是单相半波和三相全波整流(zhngli)电 单相半波整流(zhngli)电 主要和干法配合使用 磁粉探伤中最常用的磁化电流之一，其优点：a 兼有直流的渗透性和交流的脉动性b

7、剩磁稳定 c 有利于近表面缺陷的检测d 能提供较高的灵敏度和对比度e 设备结构简单、轻便，有利于现场检验。局限性：a 退磁较困难 b 检测缺陷深度不如直流电大 c 要求较大的输入功率三相全波整流(zhngli)电 磁粉探伤中最常用的磁化电流之一，其优点：第27页/共44页第二十八页，共45页。a 具有很大的渗透性和很小的脉动性 b 剩磁稳定c 适用于近表面缺陷的检测d 需要设备的输入功率小。局限性： a 退磁困难 b 退磁场大 c 变截面工件(gngjin)磁化不均匀 d 不适用于干法检验 e 在周向和纵向磁化工序间需要退磁。直流电最早使用，现在使用少，其优缺点：a 具有很大的渗透性和很小的脉

8、动性 b 剩磁稳定c 适用于近表面缺陷的检测d 需要设备的输入功率小。局限性：a 退磁困难 b 退磁场大 c 不适用于干法检验 d 在周向和纵向磁化工序间需要退磁。第28页/共44页第二十九页，共45页。冲击电流冲击电流 由电容器充放电而获得，只能用于剩磁法，且仅适用于需要由电容器充放电而获得，只能用于剩磁法，且仅适用于需要电流电流值特别大而常规设备又不能满足时，根据工件要求制作专用值特别大而常规设备又不能满足时，根据工件要求制作专用设备。设备。选择磁化电流规则选择磁化电流规则 用交流电磁化，对表面微小缺陷检测灵敏度高；用交流电磁化，对表面微小缺陷检测灵敏度高；由于趋肤效应由于趋肤效应(q f

9、 xio yn)，对工件表面下的磁化能力，对工件表面下的磁化能力，交流电比直流电弱；交流电比直流电弱；交流电用于剩磁法时，应加装断电相位控制器；交流电用于剩磁法时，应加装断电相位控制器；交流电磁化连续法检验主要与电流有效值有关，而剩磁法检交流电磁化连续法检验主要与电流有效值有关，而剩磁法检验主要与峰值电流有关；验主要与峰值电流有关；整流电或直流电，能检测工件近表面较深的缺陷；整流电或直流电，能检测工件近表面较深的缺陷；整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越小；力越小；整流电和直流电用于剩磁法检验时，剩磁稳定；整流电和直流电用

10、于剩磁法检验时，剩磁稳定；冲击电流只能用于剩磁法和专用设备；冲击电流只能用于剩磁法和专用设备；直流电检测缺陷深度最大。直流电检测缺陷深度最大。第29页/共44页第三十页，共45页。第30页/共44页第三十一页，共45页。第31页/共44页第三十二页，共45页。平行的纵向不连续性和端面的径向不连续性。平行的纵向不连续性和端面的径向不连续性。空心件用直接通电法不能检查内表面的不连续性，因为内表面的空心件用直接通电法不能检查内表面的不连续性，因为内表面的第32页/共44页第三十三页，共45页。第33页/共44页第三十四页，共45页。磁极间磁极间对工件感应磁化，所以磁轭法也称为极间法，属于闭路磁化。对

11、工件感应磁化，所以磁轭法也称为极间法，属于闭路磁化。磁轭法分为整体磁化和局部磁化。磁轭法分为整体磁化和局部磁化。第34页/共44页第三十五页，共45页。第35页/共44页第三十六页，共45页。第36页/共44页第三十七页，共45页。第37页/共44页第三十八页，共45页。第38页/共44页第三十九页，共45页。第39页/共44页第四十页，共45页。流的相位差流的相位差=2/3时，不同瞬间其合成磁场形成的过程。此图是按每隔时，不同瞬间其合成磁场形成的过程。此图是按每隔/6的相位的相位角进角进行一次磁场合成的结果。行一次磁场合成的结果。由图由图2-32不难看出，随着时间的变化，合成磁场的方向在旋转，当激不难看出，随着时间的变化，合成磁场的方向在旋转，当激磁电流磁电流相位角相位角t由由