磁探基本知识素材

磁探基本知识素材第1页/共63页1无损检测概论

1.1无损检测概念及特点一、磁粉检测原理铁磁性材料或工件直接通以电流或置于磁场中，使其磁化，在一定条件下，缺陷处产生漏磁场，此时在工件表面上撒上磁粉或浇上磁悬液，漏磁场将吸引磁粉，显示缺陷的位置、形状和大小。第2页/共63页涉及的概念：漏磁场漏磁场：磁力线离开表面又进入工件表面的地方有漏磁场产生。漏磁场的大小取决于磁力线与缺陷的相对位置，分三种情况：1、磁力线与缺陷垂直，漏磁场最强，有利于检出缺陷；2、磁力线与缺陷平行或夹角在0-45度，漏磁场最弱，不能检出缺陷；3、磁力线与缺陷的夹角45-90°，可检出缺陷，但灵敏度降低。由于这种关系，探伤时一般要对工件进行两个方向的磁化，从而检查全方位的缺陷。第3页/共63页二、磁粉探伤的适用范围磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄（如可分别检测出长0.1-0.5mm、宽为微米级、深几十微米的裂纹），目视难以看出的不连续性。第4页/共63页适用于铁磁性材料：碳钢、合金结构钢、电工钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化钢，不适用于检测非铁磁性材料如铜、铝、镁、钛及其合金，奥氏体不锈钢和奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝。适用于原材料检验（管材、棒材、板材、型材）、半成品检验、成品检验（焊接件、铸件、锻件）、在役检验。如车轴。适用于检验工件的表面和近表面缺陷，如裂纹、白点、发纹、气孔、夹杂、折叠等。不适用于检测表面浅而宽的缺陷、针孔、埋藏深度较深的缺陷以及与表面夹角小于20°的分层。第5页/共63页三、磁粉检验优点和缺点优点1）直观。2）灵敏度高。3）适应性好。4）效率高、工艺简单。5）重现性好。6）成本低第6页/共63页缺点1）铁磁性材料，非铁磁性材料不可以。2）表面和近表面缺陷，内部缺陷不可以。3）缺陷主平面要与磁场正交。4）不能确定缺陷的埋深和自身高度5）浅而宽的缺陷、埋藏较深的缺陷、表面的分层难检测。6）非相关显示。第7页/共63页四、磁化方法1、通电法2、穿棒法3、局部磁化法4、整体磁化法第8页/共63页1、通电法使电流从被检工件上直接流过，在工件的周围及内部和表面产生一个周向磁场的方法。主要发现与工件轴线平行的缺陷及与工件轴线夹角小于45°的缺陷。如果工件截面是圆形便产生圆形磁场，如是矩形则产生椭圆形磁场。第9页/共63页通电法缺点容易产生打火烧伤。产生原因：①工件与两磁化夹头接触部位有铁锈、铁屑、

氧化皮及脏物；工件凹凸不平、点接触。②磁化电流过大；③夹持压力不足；④在磁化夹头通电时夹持或松开工件；⑤工件端面与夹头面不平行。第10页/共63页预防打火烧伤的措施是：①清除掉与电极接触部位的铁锈、油漆和非导电覆盖层；②必要时应在电极上安装接触垫，如铅垫或铜编织垫，应当注意，铅蒸汽是有害的，使用时应注意通风，铜编织物仅适用于冶金上允许的场合；③磁化电流应在夹持压力足够时接通；④必须在磁化电流断电时夹持或松开工件；⑤用合适的磁化电流磁化。⑥调整探伤机滚轮中心高，使端面平行。第11页/共63页轴向通电法的优点①无论简单或复杂工件，一次或数次通电都能方便地磁化；②在整个电流通路的周围产生周向磁场，磁场基本上都集中在工件的表面和近表面；③两端通电，即可对工件全长进行磁化，所需电流值与长度无关；④磁化规范容易计算；⑤工件端头无磁极，不会产生退磁场；⑥用大电流可在短时间内进行大面积磁化；⑦工艺方法简单，检测效率高；⑧有较高的检测灵敏度。第12页/共63页轴向通电法的缺点①接触不良会产生电弧烧伤工件；②不能检测空心工件内表面的不连续性；③夹持细长工件时，容易使工件变形。轴向通电法适用于：承压设备实心和空心工件的焊缝、轴类、管子、铸钢件和锻钢件的磁粉检测。铁道工件：车轴、弹簧、销轴类等第13页/共63页CJW-4000型机车轮对磁粉探伤机第14页/共63页2、

穿棒法（中心导体法）第15页/共63页概念及发现缺陷将一导体穿入空心工件的孔中并使电流从导体上流过的方法，又称中心导体法。主要发现空心工件内表面、外表面的轴向缺陷及端表面的径向缺陷。内表面磁感应强度高于外表面磁感应强度。第16页/共63页穿棒法的优点①磁化电流不从工件上直接流过，不会产生电弧；②在空心工件的内、外表面及端面都会产生周向磁场；③重量轻的工件可用芯棒支承，许多小工件可穿在芯棒上一次磁化；④一次通电，工件全长都能得到周向磁化；⑤工艺方法简单、检测效率高；⑥有较高的检测灵敏度。因而是最有效、最常用的磁化方法之一。2.第17页/共63页穿棒法的缺点及适用范围①对于厚壁工件，外表面缺陷的检测灵敏度比内表面低很多；②检查大直径管子时，应采用偏置芯棒法，需转动工件，进行多次磁化和检验；③仅适用于有孔工件的检验。中心导体法适用于：承压设备的管子、管接头、空心焊接件和各种有孔的工件如轴承圈、空心圆柱、齿轮、螺帽及环形件的磁粉检测。工件：弹簧、轴承内、外圈、车钩耳孔等。第18页/共63页3、局部磁轭磁化：磁轭间距便携式电磁轭，磁极间距L一般控制在75mm-200mm为宜，但最短不得小于75mm。因为磁极附近25mm范围内，磁通密度过大会产生过度背景，有可能掩盖相关显示。在磁路上总磁通量一定的情况下，工件表面的磁场强度随着两极间距L的增大而减小，所以磁极间距也不能太大。第19页/共63页工件上磁场强度还与磁极与工件的间隙有关，间隙增大，磁场强度相应降低。同时会增大探伤盲区，一般紧密接触时，磁极周围有2-3mm的盲区，如果间隙为3mm，盲区宽度约为15mm。探伤过程中磁轭应与工件须接触良好。所以，用马蹄跌探伤时禁止单脚磁化。第20页/共63页局部磁轭法：

电磁轭的有效磁化范围GB/T15822-2005《磁粉探伤方法》用磁轭检验的有效探伤范围在磁极两侧各为磁极间距的1/4，磁轭每次移动的覆盖区应不少于25mm。在这个范围内磁场强度的分布：在磁轭两极连线上中心磁场最弱，靠近磁极的地方较强，在磁轭垂直两极连线上中心磁场最强，越远离连线，磁场越弱。第21页/共63页磁轭法有效探伤范围示意图，有效磁化区如图阴影部分，面积约为（L-50）×（L/2）mm2第22页/共63页要对工件进行全方位的探伤，须进行两次相互垂直的磁化，误差不能超过30°。第23页/共63页磁轭法的优点①非电接触；②改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷；③便携式磁轭可带到现场检测，灵活，方便；④可用于检测带漆层的工件（当漆层厚度允许时，一般要求小于50um）；⑤检测灵敏度较高。第24页/共63页磁轭法的缺点①几何形状复杂的工件检验较困难；②磁轭必须放到有利于缺陷检出的方向；③用便携式磁轭一次磁化只能检验较小的区域，大面积检验时，要求分块累积，很费时；④磁轭磁化时应与工件接触好，尽量减小间隙的影响。第25页/共63页磁轭法适用范围承压设备平板对接焊缝、T型焊缝、管板焊缝、角焊缝以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测。机车车辆焊缝、铸件、锻件。第26页/共63页4、整体磁化法旋转磁场形成的原理

用两个幅值相等、相互交叉、并具有一定电流相位差的交流磁场对工件磁化，其矢量合成的磁场为随时间变化的旋转磁场，在平面上的轨迹呈圆形或椭圆形。见下图。

旋转磁场只能用于连续法检验。第27页/共63页旋转磁场的合成第28页/共63页①连续法—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。特点：检测灵敏度高，但效率低，容易出现干扰缺陷评定的杂乱显示，复合磁化方法只能在连续法检测中使用五、检测方法第29页/共63页②剩磁法—先将试件磁化，待切断电源或移去外加磁场后，再进行检测的方法。特点：检测灵敏度高，效率高，磁痕容易显示，复合磁化方法和干粉不能在剩磁法检测中使用。第30页/共63页六、磁粉分析与记录1.

非荧光磁粉的磁痕应当在白光照射下进行观察，白光强度不小于1000lx。（一）磁痕观察2.荧光磁粉的磁痕应当在强度不大于20lx

的阴暗环境下用紫外线灯进行观察，紫外线灯的发光强度应不低于1500μW/cm2

。第31页/共63页磁痕分析原材料缺陷裂纹磁痕一般呈直线状，有时也分叉，显示清晰

第32页/共63页热加工缺陷锻造裂纹锻造裂纹的磁痕浓密、清晰，呈直的或弯曲的线状第33页/共63页第34页/共63页热加工缺陷锻造折叠直线状和弧形线第35页/共63页白点：氢致裂纹

横向断口表现为由内部向外辐射状不规则分布的小裂纹，在纵向断口呈弯曲线状裂纹或银白色的圆形或椭圆形斑点第36页/共63页分层（荧光磁粉）断续或连续的线状第37页/共63页铸造热裂纹第38页/共63页铸造冷裂纹第39页/共63页疏松（荧光磁粉）点状或线状分布，磁粉堆集比裂纹稀疏第40页/共63页冷隔圆角或凹陷状第41页/共63页焊接裂纹磁痕浓密、清晰，有的呈直线状，有的呈弯曲状，也有呈树枝状第42页/共63页焊接裂纹（荧光磁粉）第43页/共63页淬火裂纹

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第44页/共63页磨削裂纹第45页/共63页疲劳裂纹

它常出现在应力集中处，与应力方向垂直。疲劳裂纹中间粗、两端细，磁痕浓密、清晰，有时成群出现，在主裂纹的旁边还有一些平行的小裂纹。第46页/共63页七、退磁

退磁就是将工件内的剩磁减少到零或最小的操作过程，使剩磁对工件的使用性能不产生不利影响。下述几种情况必须进行退磁（a）需要再次进行磁粉检测的工件，而前一次检测留下的剩磁对工件以后的磁化有影响；（b）工件上的剩磁对以后的机械加工会造成困难；（c）工件上的剩磁对测量仪器的操作或精度会造成不良影响；第47页/共63页（d）轴承、轴套、齿轮等配合良好的运动件，如有剩磁存在，会吸引金属微粒，加快工件的磨损而损坏；（一）退磁原理

退磁就是使构件内的剩磁减为零，也就是打乱构件内由于磁化而取向一致排列的磁畴，从而使之恢复到未磁化前的杂乱无章的状态，最终使工件对外不再显示磁性第48页/共63页（二）退磁方法

（1）交流退磁法

常用的交流退磁法是把工件放入通以交流电的退磁线圈中，然后将工件通过并逐渐离开线圈至1.5m外，或者将工件放入退磁线圈中不动，而逐渐将电流降低到零，即可实现退磁

（2）直流退磁法

用直流电产生的磁场对工件进行退磁的方法，称为直流退磁法。直流电退磁时，既要不断变换电流的方向，同时又要逐渐减小电流强度

第49页/共63页八、后处理

经磁粉检测的工件要求进行后处理。对检验合格的工件，要去除工件表面残留的磁粉、磁悬液，如果使用水磁悬液，清洗后应进行脱水防锈处理。经检验不合格的工件应另外存放，并在工件上标记缺陷的位置和尺度范围，以便进一步验证和返修。对于无法返修的报废品，应在检测报告中注明其数量，对主要缺陷(报废原因)进行定性、定量、定位分析。如有可能，还要对缺陷产生原因进行分析，提出防止缺陷的意见和