磁粉检测器材

磁粉检测器材第1页/共63页1、固定式磁粉探伤机

4.4.1磁粉检测设备常见型号：CEW-2000、CEW-2000A、CEW-4000、TC-6000、CEW-10000。特点：体积和重量大，额定周向磁化电流一般从1000——10000A。可进行通电法，中心导体法，感应电流法，线圈法，磁轭法整体磁化或复合磁化等。附件：带有照明装置，退磁装置，磁悬液搅拌，喷洒装置，有夹持工件的磁化夹头和放置工件的工作台，另备有触头和电缆。第2页/共63页适用：对中小工件检测，利用备有的触头和电缆也可对难以搬上工作台的大型工件进行探伤。局限性：检测的最大截面受磁化电流和夹头中心高限制，检测长度受最大夹头间距限制。第3页/共63页2、移动式磁粉探伤机

常见移动式磁粉探伤机型号：CYD3000、CYD5000。特点：额定周向磁化电流一般为500-8000A，主体为磁化电源，可提供交流和单相半波整流电的磁化电流。附件：有支杆（触头），夹钳，磁化线圈和电缆，能进行支杆法，夹钳通电法和线圈法磁化。适用：借助运输工具运至现场可对大型工件探伤。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、断电相位控制器三个方面。（连续法）第4页/共63页第5页/共63页3、便携式磁粉探伤机常见型号：CYE-3（旋转磁场仪）、E型（旋转磁场仪）、CYE-1（电磁轭型）、CJE型（电磁轭）、CY-500（支杆）、CY-1000（支杆）。系统组成：磁化电源、磁化线圈、触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式）、指示装置、照明装置。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、退磁装置、断电相位控制器四个方面。分类：①电磁轭（包括交流、直流）②交叉磁轭（包括空间交叉、平面交叉）③永久磁铁第6页/共63页

1）支杆型

2）电磁轭型

适用：体积小、重量轻、特别适合于野外和高空作业，是特种设备检测的最常用仪器。第7页/共63页3）交叉磁轭型第8页/共63页1、照明及测试仪器1）照明装置

可见光光源用于普通磁粉检测的可见光源可以是自然光，白炽灯，日光灯，只要满足照度即可。国内多个标准要求白光照度不低于10001x。4.4.2磁粉检测辅助器材第9页/共63页紫外线光源

紫外线光源用于荧光磁粉检验。紫外线灯也称黑光灯，主要由两个主电极，一个辅助启动电极，贮有水银的内管及外管组成。

第10页/共63页接通电源后，辅助电极与一个电极之间发生辉光放电，管内温度开高，水银逐渐气化，然后主电极间的水银弧光放电，产生紫外线，该过程大约要5min。外壳用深紫色镍玻璃制成，吸收可见光，仅让320-400nm波长的黑光通过，外壳锥体镀有银，可起到聚光作用，大大提黑光灯的辅照度。黑光的波长为320nm~400nm，中心波长约为365nm。黑光源应符合GB/T16673的规定。第11页/共63页1）刚点燃时，输出达不到最大值，检验工件应等5min以后。2）频繁启动会缩短灯的寿命。3）随应用辐射能量下降，应定期测量黑光辐射照度4）光源电压波动对黑光灯影响较大，必要时应装有稳压电源。5）避免将磁悬液溅到黑光灯上，使灯泡炸裂。6）不要将黑光灯直对人的眼睛照。7）滤光片若有裂纹及时更换，否则中，短波紫外光通过对人有伤害。注意事项：第12页/共63页2、测试仪器1）照度计测量被检工件表面的可见光照度。常用仪器有：ST-85和ST-80C型，量程是0—199900lx，分辨：0.1lx。2）黑光辐照计：测量波长320—400nm，中心波长365nm的黑光辐照度。常用仪器为UV-A。第13页/共63页2、磁场测量仪表1）特斯拉计

称高斯计，特斯拉计是依据某些半导体材料的霍耳效应原理工作的。分有直流和交、直流两用两种。第14页/共63页2）袖珍式磁强计

袖珍式磁强计常用于测量工件的剩磁和检验工件的退磁效果，它是利用力矩原理做成的简易测磁仪。常用仪器：XCJ-A（精度0.1mT）

XCJ-B（精度0.1mT即Gs）

XCJ-C（精度0.05mT）第15页/共63页一、

磁粉灵敏度：缺陷漏磁场，磁粉和磁悬液的性能。

磁场传感器4.4.4磁粉和磁悬液第16页/共63页1磁粉的分类

磁粉：Fe3O4，Fe2O3和工业纯铁粉等。 显示材料：荧光磁粉和非荧光磁粉；分散剂：干式磁粉和湿式磁粉。第17页/共63页1）非荧光磁粉和荧光磁粉

非荧光磁粉又称普通磁粉，用于在可见光下观察磁痕图像。非荧光磁粉具有黑色、红色、银白色、蓝色等不同色泽的品种。荧光磁粉是将荧光物质粘结在磁性铁粉表面或将荧光染料化学处理在铁粉表面（如美国14A荧光磁粉）制成的，通常观察磁痕是在紫外灯下进行，磁痕会发出色泽鲜艳的黄绿色荧光，具有很高的灵敏度，能发现微小的缺陷。

第18页/共63页非荧光磁粉和荧光磁粉检测结果第19页/共63页标准规定：对在用承压设备进行磁粉检测时，如制造时采用高强度钢以及对裂纹（包括冷裂纹、热裂纹和再热裂纹）敏感的材料，或是长期工作在腐蚀介质环境下，有可能发生应力腐蚀裂纹的场合，其内壁宜采用荧光磁粉方法进行检测。JB/T4730.4-2005

第20页/共63页2）干式磁粉和湿式磁粉

干式磁粉适用于干法检验，使用时以空气为分散剂施加在被检工件表面。对于微小缺陷，小粒度的磁粉比大粒度的磁粉有更高的灵敏度，而大粒度磁粉对大缺陷的磁痕跨接上有更好的效果，所以实用中的干式磁粉粒度上有一定的匹配。

7本部0507第21页/共63页湿式磁粉用于湿法检验，使用时，需要以油或水作分散剂，配制成磁悬液，然后施加在工件表面上。由于磁粉要悬浮在分散剂中，湿式磁粉应有比干式磁粉更细的粒度。黑色和红褐色磁粉既适用于湿法，又适用于干法。以工业纯铁粉等为原料，用粘合剂包覆制成的白磁粉或经氧化处理的蓝磁粉等非荧光的彩色磁粉只适用于干法。第22页/共63页高温磁粉JCM系列空心球形磁粉是铁铬铝的复合氧化物，具有良好移动性和分散性，检测灵敏度高，高温不氧化，在400℃仍能使用，可用于高温检测，但只能用于干法。第23页/共63页2磁粉的性能

1）磁粉的磁性

高磁导率、低矫顽力和低剩磁。

高磁导率，使磁粉容易被微弱漏磁所吸附；低的剩磁和低的矫顽力，磁粉容易分散和流动，磁粉经磁化后再用，也不会凝聚成团、影响分散和悬浮。第24页/共63页2）磁粉的粒度

选择时，应考虑：缺陷的性质、尺寸、埋藏深度及磁粉的施加方式粒度大，分散性好，悬浮性差，难以为漏磁场吸附；粒度小则反之。湿法中对缺陷最敏感磁粉粒度是5-15μm。荧光磁粉外表粘合了荧光颜料，其粒度要稍大一些，兼顾分散性、悬浮性和灵敏度，一般要求在5-25μm范围。

干法用磁粉：10μm～50μm

第25页/共63页JB/T6063-2006的规定：第26页/共63页实践中检测小缺陷，宜选用粒度细小的湿法用磁粉。（悬浮性好，宜被小缺陷吸附）检测大缺陷，宜选用粒度较粗大干法用磁粉。（易分开，易跨接）因此实际使用了磁粉包括有各种粒度的。全用细磁粉，易形成过度背景，且粉尘飞扬。第27页/共63页采用直流电中心导体法磁化，磁化电流1000A，用目视或其他适当方法进行显示比较来进行评定。标准JB/T6063-2006Ⅰ型参考试块（磁粉性能型式检验）试块上有磨削和应力腐蚀产生的粗线头裂纹和细微裂纹。第28页/共63页3）磁粉的形状

磁粉的形状对磁痕的形成具有较大的影响。条状磁粉和球状磁粉的退磁场。理想的磁粉就由一定比例的条状磁粉和球状磁粉混合而成，具有良好流动性和磁吸附性能。4）磁粉的密度

密度大、磁性强，悬浮性差，流动性也不好。干式磁粉8g/cm3；（纯铁粉）湿式磁粉4.5g/cm3。（黑磁粉和红磁粉）空心球形磁粉：0.7~2.3g/cm3第29页/共63页5）流动性便于被漏磁场吸附。

湿法：磁悬液带动。

干法：a微风b交流电换向或单项半波脉动。6）识别度

光学性能：包括颜色、荧光亮度及与工件表面颜色的对比度。纯白和纯黑在明亮的环境里对比系数为25：1，黑暗中荧光提供的对比系数高达1000：1。

第30页/共63页3磁粉的验收试验湿法非荧光磁粉：污染、颜色、粒度、灵敏度、悬浮性湿法荧光磁粉：污染、颜色、粒度、灵敏度、悬浮性、耐用性第31页/共63页1）污染：目视检查，不应显示明显的外来物、结块和浮渣。2）颜色：非荧光磁粉，1000lx的白光检查，成黑色、红色或要求的颜色。荧光磁粉，暗室中1000μw/cm2黑光检查，磁粉发出黄绿色荧光。第32页/共63页3）粒度：将磁悬液通过320目（45μm）分样筛，通过筛子的磁粉质量是总量的98%以上。4）灵敏度：

①

湿法非荧光磁粉：将B型试块穿在长为400mm直径为25mm～38mm的铜棒上，使用中心导体法，三相全波整流电磁化，湿法连续法检测，在不小于1000lx的可见光照度下观察，至少应显示5个孔。第33页/共63页将E型试块用中心导体法周向磁化，用湿连续法检验，采用有效值700A交流电连续磁化，在不小于1000lx的可见光照度下观察，至少应显示1个孔。②

湿法荧光磁粉同上，B型试块，在环境光不大于20lx暗区内，用不小于1000μw/cm2黑光检查，至少显示5个孔。同上，E型试块，在环境光不大于20lx暗区内，用不小于1000μw/cm2黑光检查，至少显示1个孔。第34页/共63页③衬度试验：在已知缺陷的工件上，在符合规定的条件下，观察缺陷，缺陷周围的本底荧光不影响缺陷显示，又不给检测缺陷带来困难。第35页/共63页5）悬浮性用酒精沉淀法测定磁粉悬浮性，用以反映磁粉的粒度，酒精和磁粉明显分界处的磁粉柱高度应不低于180mm。该方法系用一根长400mm，内径为10±1mm的玻璃管，垂直固定在支座上，用夹子夹紧。从玻璃管底部为零的水平线到300mm高度进行刻度，试验程序如下：第36页/共63页1）用工业天平称出3g未经磁化的磁粉试样；2）往玻璃管内倒入酒精到150mm高度处；3）将称出的3g磁粉试样倒入玻璃管内酒精中，并使其均匀混合；4）再往玻璃管内注入酒精至300mm高度处；5）堵上塞子，反复倒置玻璃管，使磁粉与酒精均匀混合；6）停止倒置，将玻璃管垂直固定在支座上，静置3min，读出明显分界处的磁粉柱高度；7）按上述步骤试验3次，每次更换新磁粉，取3次平均值。酒精沉淀法磁粉的悬浮情况如图所示。第37页/共63页a）悬浮酒精中的磁粉b）粒度不均匀的磁粉沉淀c）粒度均匀而细的磁粉沉淀d）均匀粗大的磁粉沉淀第38页/共63页6）耐用性将浓度和综合性能试验合格的荧光磁悬液至少400mL注入1000ml的恒速搅拌器内，以大约10000r/min～12000r/min的速度转动10min，搅拌2min，并停5min，重复此操作5次，按要求再进行综合性能试验，荧光磁粉应能保持原始的检测灵敏度、颜色和亮度为耐用性合格。第39页/共63页二、载液

载液：用来悬浮磁粉的液体。湿式检验用油或水作载液。乙醇载液（橡胶铸型法）。磁悬液：磁粉和载液按一定比例混合的悬浮液。

第40页/共63页1油基载液

具有防腐、防锈、不需任何添加剂等优点，但也有易燃易挥发，成本高等不足，作为载液时，主要性能要求有：①高闪点；（安全性）②粘度适中；（较低温度下载液应有较好的流动性）

③稳定，不易挥发和变质，经久耐用；

④无味、无毒，对工件无化学反应等。

⑤无荧光（不干扰正常显示）第41页/共63页闪点:不低于94℃运动粘度:38℃时小于等于3.0mm2/s或使用温度下小于等于5.0mm2/s荧光:无气味:无颗粒物:不大于1.0mg/L总酸值:不大于1.0mgKOH/L颜色:水白色毒性:无第42页/共63页粘度液体流动时内摩擦力的量度。粘度值随温度的升高而降低。动力粘度表示液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度，其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速度率之比，在国际单位制（SI）中以帕·秒（pa·s）表示。习惯用厘帕（cpa）为单位。1厘帕=10-3帕·秒=1毫帕·秒。运动粘度表示液体在重力作用下流动时摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，在国际单位制中以米2/秒表示。习惯用厘斯（cSt）为单位。1厘斯=10-6米2/秒=1毫米2/秒（mm2/s）。第43页/共63页2水载液优点：粘度较低，流动性好成本低，无着火危险。缺点：易于腐蚀工件，湿润效果不太理想。还应有以下性能：①润湿性：能均匀完整地润湿磁粉和工件；②分散性：均匀分散磁粉，无结团现象；③防锈性：无腐蚀至少在规定时间内不锈蚀工件；④消泡性：能消除因搅拌磁悬液出现的大量气泡，不影响正常检验；⑤稳定性：在规定的使用期内不变质变味；⑥酸碱度:在PH6.0-10.0范围。第44页/共63页磁悬液配置浓度:每升磁悬液所含磁粉的重量（g/L）。（配置磁悬液简单方便）磁悬液沉淀浓度：每100mL磁悬液沉淀出磁粉体积（ml/100mL）。（对材料的质量进行控制时利用梨形沉淀管测定磁悬液浓度变得简捷可行）

浓度太低：影响漏磁场对磁粉的吸附量，磁痕不清晰会使缺陷漏检。浓度太高：会在工件上滞留很多磁粉，形成过度背景，甚至会掩盖相关显示。1磁悬液浓度磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体。三磁悬液第45页/共63页磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来确定。一般情况下，磁悬液浓度范围应符合下表规定。测定前应对磁悬液进行充分搅拌。第46页/共63页四反差增强剂

作用：提高缺陷磁痕与工件表面的对比度检测前，将其涂在工件表面呈白色薄膜，干燥后磁化工件，喷洒黑磁粉磁悬液，磁粉清晰可见。第47页/共63页1、标准试片用途：

①检验设备、磁粉、磁悬液的综合性能（系统灵敏度）。

②检测磁场方向、有效磁化范围、大致的磁场强度。③考察探伤工艺和操作方法是否妥当。

④确定磁化规范。

磁粉检测用标准试片JB/T6065-2004五、标准试片和标准试块第48页/共63页试片由DT4A超高纯低碳纯铁制成。用于加工试片的材料，包括经退火处理和未经退火处理两种。试片分类符号用大写英文字母表示，A、C、D型用A、C、D表示，热处理状态用阿拉伯数字表示，经退火处理的为1或空缺，未经退火处理的为2。（按灵敏度等级分类，仅适宜于相同热处理状态的试片；同一类型和灵敏度等级的试片，未经退火处理的比经退火处理的灵敏度约高1倍。）型号名称中的分数，分子表示试片人工缺陷槽的深度，分母表示试片的厚度，单位为μm。五、标准试片和标准试块第49页/共63页第50页/共63页第51页/共63页标准试片的使用试片只适用于连续法检测，不适用于磁法检验。使用试片前应用溶剂清洗防锈油。如果工件表面贴试片处凹凸不平，应打磨平，并除去油垢。试片表面锈蚀或有褶纹时，不得继续使用。将试片有槽的一面与工件受检面接触，用通明胶纸靠近试片表面贴成“井”字形，透明胶纸不能盖住有槽的部位。第52页/共63页磁粉检测一般选用A1-30/100A型试片。灵敏度要求高时，可选用A1-15/100的试片。当检测焊缝坡口等狭小部位，A1型试片使用不便时，一般可选用C-15/50型标准试片，可剪成5个小片单独使用。当用户需要或技术文件有规定时，可选用D型或M1型试片。根据工件表面探伤所需的有效磁场强度选取不同灵敏度的试片，需要有效磁场强度较小时，选取分子数值较大的低灵敏度试片，否则选用高灵敏度的试片。也可以选取不同类型的试片，分别贴在工件不同位置。用完试片后，可用溶剂清洗并擦干，放回原处。五、标准试片和标准试块第53页/共63页A-15/100、A-30/100、A-60/100三种试片，适用于平的探伤面。A-7/50、A-15/50、A-30/50三种试片是适用于有曲率的探伤面，它们是由日本无损检测学会颁布的。由于不退火材料制成试片的磁导率μ低，未退火材料必须比退火材料施加的外加磁场更大才能显示磁痕，由于外加磁场大，所以它对自然缺陷显示的灵敏度就高。C-8/50的灵敏度相当于A-7/50，C-15/50的灵敏度相当于A-15/50。五、标准试片和标准试块第54页/共63页2、标准试块用途：基本同试片，但不能用于确定磁化规范，也不能考察被检工件表面的磁场方向和有效磁化区。主要用于验证磁粉检测综合性能（系统灵敏度）。分类：B型试块—

直流试块（直流或三相全波整流电）

E型试块—

交流试块（交流或单相半波整流电）磁场指示器—

八角试块自然缺陷试块五、标准试片和标准试块第55页/共63页1）B型标准试块（直流标准环