磁粉基础知识

磁粉检测第一章绪论磁粉检测的进展简史和现状漏磁场检测分类磁粉检测是利用漏磁场原理进展检测的。漏磁场：铁磁材料被磁化后，在不连续性处或磁路截面变化处，磁感应先离开和进入工件外表形成的磁场称为漏磁场。可能也可能不影响工件的使用性能。缺陷：通常把影响工件使用性能的不连续性称为缺陷。工件使用性能的不连续性才是缺陷。漏磁场检测：利用某种传感器件，直接对漏磁场进展检测的方法。的传感器不同。磁粉检测--磁粉〔铁磁性粉末〕检测元件检测--磁带、霍尔元件、磁敏二极管或感应线圈1、 磁粉检测〔MT〕方法。〔1〕①〔条件〕铁磁材料被磁化后，②(缘由)由于不连续性的存在，③(后果)在工件外表和近外表的磁力线发生畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件外表的磁粉，④(现象)在适宜的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、外形和严峻程度。磁粉检测的适用范围适用于铁磁材料。不适用于非铁磁材料和奥氏体不锈钢。适用于检测外表和近外表缺陷，如裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷，缺陷显现直观，可以一目了点，还可以大致确定缺陷是什么性质〔裂纹、非金属夹杂、气孔等。不适用于检测宽而浅的划痕、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延长方向与磁力线方向夹角小于20°的缺陷。？〕适用于未加工的原材料〔如钢坯品及在役或使用中的零部件。4〕适用于管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件和焊接件。所以标准规定的适用范围1 范围JB/T4730的本局部规定了承压设备磁粉检测方法及质量分级要求。非铁磁性材料的检测。进展磁粉检测。磁粉检测程序3.2 磁粉检测程序磁粉检测程序如下：1〕预处理；2〕磁化；施加磁粉或磁悬液；磁痕的观看与记录；缺陷评级；退磁；后处理。磁粉检测的优点和局限性磁粉检测的优点：检测铁磁材料的外表和近外表〔开口或不开口〕缺陷。能直观地显示缺陷的位置、外形、大小和严峻程度。具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。所以标准规定4.1.3 铁磁性材料外表检测时，宜承受磁粉检测。单个工件检测速度快，工艺简洁，本钱低廉，污染少。，根本上不受工件大小和几何外形的限制。缺陷检测重复性好。可检测受腐蚀的外表。磁粉检测的局限性1〕锈钢、奥氏体不锈钢焊缝。部缺陷。20°，缺陷就很难觉察。另外，宽而浅的划痕、针孔状缺陷、锻造邹折也不易觉察。受几何外形影响，易产生非相关显示。？和触头法磁化时，易产生电弧，烧伤工件。因此，电接触部位的非导电掩盖层必需打磨掉。所以标准规定3.8.4 触头法3.8.4.2 承受触头法时，电极间距应掌握在75mm～200mm1/46〕局部磁化后具有较大剩磁的工件需进展退磁处理。1.3外表无损检测方法的比较补充。应当很好把握各种检测方法，并能依据工件材料、状态和检检测不管是在灵敏度还是在检测方法及检测本钱上都占有相当的优透检测或涡流检测。表1-1外表无损检测方法的比较2章磁粉检测物理根底2.1磁的根本现象没有磁性的物体得到磁性的现象叫磁化承受什么方法能够使物体磁化？磁场与磁感应线2.7.3真实的缺陷具有简单的几何外形，计算其漏磁场是困难的。但律进展探讨。影响缺陷漏磁场的主要因素有：1、外加磁化场的影响般说来，在材料未到达近饱和前，漏磁场的反响是不充分的。这时磁路中的磁导率μ一般都比较大，磁化不充分，则磁感应线多数向下部材料处“压缩漏磁场将快速增加，如图所示。2、缺陷位置及外形的影响同的位置及不同外形的缺陷在一样磁化条件下漏磁场的反映是不同的。外表缺陷产生的漏磁场较大，外表下的缺陷〔近外表缺陷〕漏磁场较小，埋藏深度过深时，被弯曲的磁感应线难以逸出外表，很难形成漏磁场。缺陷埋藏深度对漏磁场的影响见图最小，接近于零。其下降曲线类似于正弦波曲线〔图中虚线。图表示了缺陷倾角与漏磁场大小的关系。在肯定范围内，缺陷深度与漏磁场增加成正比关系。同样深度缺陷，〔深宽比〕是影响漏磁场的重要因素。深宽比愈大，漏磁场也愈强，缺陷也侧各消灭一条磁痕。一般要求缺陷深宽比应大于5。外表下的缺陷也是一样，气孔比横向裂纹产生的漏磁场小。球孔、柱孔、链孔等外形需磁场的关系。3、钢材外表掩盖层的影响度对漏磁场的影响。假设工件外表进展了喷丸强化处理，由于处理影响缺陷的检出。4、工件材料磁性的影响性各不一样，磁路中的磁阻也不一样。一般说来，易于磁化的材料简洁产生漏磁场。5、磁化电流类型的影响肤效应的影响，外表磁场最大，外表缺陷反映灵敏，但随着外表对里藏较深的缺陷。因此，对外表下的缺陷，直流电产生的漏磁场比沟通电产生的漏磁场要大。3磁化电流磁化。这种为在工件上形成磁化磁场而承受的电流叫做磁化电流。类的影响。常用的磁化电流有沟通电流、直流电流、整流电流〔单项半波整流电、单相全波整流电、三项半波整流电和三相全波整流，在一些特别的地方，还使用高压脉冲电流。3.1.1沟通电流〔AC〕以提高工件外表缺陷检查的灵敏度，而且工件磁化后也简洁退磁。沟通电具有集肤效应的缘由是由于导体在变化的磁场里因电磁率提高时，都会使集肤效应更加明显。50Hz沟通电的集肤深度，大约2mm。3P52(6)对截面变化的工件磁化时易用沟通电。〔9〕对在用设备用沟通电好于直流电。4、沟通电断电相位的影响3.3.3 断电相位掌握器承受剩磁法检测时，沟通探伤机应配备断电相位掌握器。目的得到最大的剩磁。3.1.5对于钢铁的磁化来说，起作用的不是磁化电流的有效值或平均值，而是峰值。由于探伤机上的电流表多用有效值〔沟通〕和平均值〔直流〕进展计算，因此存在一个峰值与其它值间的转换关系P56外表缺陷-沟通电铸造工件干法-单项半波整流电外表或近外表缺陷-三相全波整流磁化方法目的是使工件得到什么样的磁场，最好的方法是缺陷与磁场垂直，也就是最正确的方法。缺陷磁粉显示和检测灵敏度磁粉检测效果是用磁粉的积存来显示的，是以工件上不允许存小缺陷磁粉显现的程度叫做检测灵敏度，或叫做磁粉检测灵敏度。依据工件上缺陷显现的状况，磁粉的显示可分为四种状况：显示不清。磁粉聚拢微弱，磁痕浅而淡，不能显示缺陷全部状况，重复性不好，简洁漏检，其检测灵敏度也是最低，不能作为推断缺陷的依据。根本显示。磁粉聚拢细而弱，能显示缺陷全部外形和性质，重复性一般。其检测灵敏度表现亦欠佳，做为缺陷推断依据效果不佳。清楚显示。磁粉聚拢严密、集中、鲜亮，能显示全部缺陷外形和性质，重复性良好，能到达需要的检测灵敏度。这是磁粉检测推断的标准。假显示。缺陷处磁粉聚拢过密，在没有缺陷的外表上有较明显的正常推断，是检测灵敏度显示过度的反映，应当留意排解。件下规定检查的缺陷的磁痕能够清楚显示。影响磁粉检测灵敏度的主要因素有：①正确的磁化参数〔包括工件磁化的方向和磁场大小确实定；适宜的检测时机；适当的磁化方法和检验方法；磁粉的性能和磁悬液浓度及质量；检测设备的性能；工件外形与外表粗糙度；缺陷的性质、外形和埋藏深度；正确的工艺操作；检测人员的素养；照明条件等。⑪其中，合理地选择磁化方法和磁化标准的工艺参数是保证磁显示缺陷的磁化电流标准。最正确磁化方向的选择磁场方向与觉察缺陷的关系45°角时，磁化仍旧有效；当缺陷方向平行于或接近平行于磁场方向种取向。这些方向有时难于估量。为了觉察全部的缺陷，于是进展了的磁化场。选择磁化方法应考虑的因素选择工件磁化方法主要应考虑的因素有：工件的尺寸大小。对于尺寸较小的工件，通常选用整体磁化的方法；而对于尺寸较大的工件，则选择局部磁化方法。工件的外形构造。外形构造简洁的工件，通常承受单一的磁化方法。而外形比较简单的工件，往往承受一种磁化方法缺陷难于完全显示，有必要承受多种磁化方法或多向磁化的方法。特别是一些体积较大而外形又较简单的工件更是如此。工件的外表状态。工件外表比较粗糙的工件可以承受直接通电的磁化方法。但有的工件直接通电会影响工件外表形态或使用效果，则只能承受感应磁化的方法。工件检查的数量。对于数量较少的工件，可承受一般规定的磁化方法〔如分两次或屡次磁化；但对于大批量的检查，则往往承受多向磁化或半自动化检查方法。，使用中的工件多考虑应力集中处的疲乏裂纹常承受纵向磁化或多向磁化等。当的磁化方法。磁化方法的分类依据工件磁化时磁场的方向，可以分为周向磁化、纵向磁化、多向磁化和关心通电法。如下图的是周向磁化主要磁化方法。纵向磁化的纵向磁场可由磁化线圈〔螺线管〕产生，也可由电磁轭或永久磁铁产生，其主要磁化方式如图所示。于一个方向上的缺陷。多向磁化方法又称组合磁化法或复合磁化法。圈穿插旋转磁场磁化法等。化〔通磁磁化〕是指工件磁化时电流磁场产生的方式。用电磁感应的原理在工件上感应出电流，使工件得到磁化。化。这种磁化磁场可以是周向磁场〔中心导体法，也可以是纵向磁〔线圈或磁轭它；而通电磁化的磁场在电流通过工件时产生，电流消逝就没有了。这是二者的差异。磁场，也可能是纵向磁场。、磁化标准分级及其确定原则的磁化磁场或磁化电流值。实际应用时，磁化标准依据检测灵敏度一般可分为三个等级：，如深度超过0.05mm的裂纹，外表较小的发纹及非金属夹杂物等，敏度标准。严格磁化标准。在这种标准下，可以显示出工件上深度在0.05mm以内的微细裂纹，皮下发纹以及其它的外表与近外表缺陷。可能会消灭伪像。严格磁化标准有时也叫做高灵敏度标准。放宽磁化标准。在这种标准下，能清楚地显示出各种性质的裂灵敏度较上两种低，故有时也叫做低灵敏度标准。时应留意在磁场变化周期内的各个瞬时的合成磁场矢量对工件的磁化状况。感应强度〔磁通密度〕的数值来确定相应的外加磁化场强度的大小。在制定一个工件的磁化标准时，需要综合考虑被检测工件的材的目的都是使工件得到技术条件许可下的最充分磁化。周向磁化方法及磁场分布通电磁化法的一对接触板〔电极〕之间，使低电压的较大电流通过两电极进入被检测的工件。这时，在工件外表和内部将产生周向磁场，如下图。如图和夹钳通电法如图。通电法主要用来觉察与磁场方向垂直而与电流方向平行的缺陷。成漏磁场。的特点。特别适用于批量检验。只要掌握通入工件电流的大小，就可以掌握产生磁场的大小。通电法的磁化电流可以承受任何一种电流。如图表示了实心圆钢件和空心圆钢件通电法磁化时磁场分布的状况。从图中可以看出，实心工件中心和空心工件内壁磁感应强度为的缺陷检出力量强于沟通电。因此直接通电方法不适用于工件内外表的磁粉检测。通电法能对各种工件实施有效的磁化。它磁场集中，无退磁场，度也较高，磁化电流的计算也较简洁，是最常使用的磁化方法之一。不连续性，夹持瘦长工件时，简洁使工件变形。由于电流直接通过工件，通电时间过长时，工件发热现象严峻。通电法常用于实心和空心工件如焊接件、机加工件、轴类、钢管、铸钢件和锻钢件的磁粉探伤。中心导体法〔心棒或电缆穿入空心钢件的孔中，并置于孔感应磁化。这种方法又叫穿棒法或心棒法，也叫电流贯穿法，如下图。心棒通过电流时，在心棒四周产生的磁场在工件上形成了闭合的工作磁通。其磁场分布见图急剧下降到磁场强度值，然后与距离成反比削减。心棒材料一般用导电良好的非铁磁材料，常承受铜或铝棒。中心导体法主要用来检查工件沿轴向〔平行于电流方向或小于45°范围内〕的缺陷。由于它是感应磁化，工件内外外表的轴向缺陷及两端面的径向缺陷都可以觉察。中心导体法在中空工件检查中广泛使用，如钢管、空心圆柱、轴向磁化；对小型工件，可在心棒上一次穿上多个进展磁化以提高效较厚的工件更是如此。作适当调整，如：1〕大直径工件时可承受偏置心棒分段进展磁化。由于大直径工件整流从心棒流过并在工件上形成局部周向磁场〔见图，该磁场能够检测出空心工件心棒四周内外外表与电流方向平行和端面径向的不连续性。检查时，应承受适当的电流值对工件进展磁化，有效检查范围约为心棒直径的4倍。为了全面检查工件，使用中应转开工件或10%的掩盖。一端有封头的工件，认真棒穿入作为一端，封头作为另一端，通电磁化，如下图。大型工件的螺钉孔、法兰盘的固定孔等可用电缆穿过对孔四周实施检查。弯曲内孔的工件可用柔性电缆代替刚性心棒检查。小型空心环件，可将数个工件穿在心棒上一次磁化，如下图。此外，还可以承受立式磁化〔工件和心棒直立，以检查内壁等。触头通电法极换成了一对可移动的支杆式触头电极，以便对大工件进展局部磁化，用来觉察与两触头连线平行的不连续性。如图运用触头法可用较小的电流值在局部得到必要的磁化场强度。方法是调整两触头电极间的距离。一般间距可取150-200mm，特别头间的磁场分布和电流分布。3.8.4.275mm～200mm1/4有不小于10%的磁化重叠区。检测时磁化电流应依据标准试片实测结果来校正。化效果更好。感应电流法接用电极从电网〔或设备〕中得到电流，而是运用变压器原理，把环法原理如下图。感应电流法又叫磁通贯穿法。由于电流沿工件环形方向闭合流动，适合于检查工件内外壁及侧面上沿截面边缘圆周方向分布的缺工件端部烧伤和变形。在一些环状薄壁工件〔如轴承环〕检查时常常用到。对一些较小的环状工件也可以承受另一种感应电流磁化的方法。上感应出电流。如下图。电流。培值很高的单脉冲电流。这样，工件就被环形磁场磁化，具有剩磁，即可承受剩磁法检验。这时，磁化用的电流为直流电流。环形件绕电缆法的方式进展磁化，如下图。由于磁路是一闭合铁磁体，无退磁场产生，工件易于磁化。但多向磁化方法进展检查。纵向磁化方法及磁场分布线圈法形成的磁化线圈。如下图。当电流通过线圈时，线圈中产生的纵向磁场将使线圈中的工件的检测灵敏度，是磁粉检测的根本方法之一。磁粉检测中多用短螺管线圈，它的磁场是一个不均匀的纵向磁端部进展发散，离线圈愈远，其磁场发散愈严峻，有效磁场也愈小。端部约为线圈直径1/2的地方。线圈磁化方法在工件两端产生了磁极，形成了退磁场。工件在度和直径之比〔L/D〕L/D值愈小退磁场越强，工件也〔S工作/S线圈ηη＜0.1时，这种影响可以无视不计。〔间绕或密绕沟通线圈作成间绕开合方式。但应留意间绕方式磁场的不均匀性。磁轭法间磁化。依据设备装置的不同，又有固定式磁轭和便携式磁轭之分。固定式磁轭又叫做极间法。它是将工件夹在电磁轭的两个磁极极间的连线，如下图。〔也有装在中部的一般作得较大并选用软磁材料，以削减其中的磁阻。在检测中，假设闭合磁路，则也是一种极间式磁轭检测。化电流较大，线圈制作困难及散热不简洁掌握。。便携式磁轭由一个专用的磁化线圈产生磁场，π形磁轭形成两极。两极间的磁力线不是均匀的，如图表示了这种不均匀磁场。形所包围的面积，如下图。〔极间距磁势肯定的状况下，工件外表的磁场强度随着两极距离的增大而降低，图说明白这种状况。限制磁场，以保证检测工作的正常进展。磁轭法75mm～200mm效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少15mm果来校验灵敏度是否满足要求。多向磁化及其它磁化方法多向磁化法是一种能在工件上获得多个方向磁场进展磁化的方固定的。它的磁化轨迹在磁化周期内是一个固定的平面或空间的图形，在某一时刻却是一个确定方向上的直线。螺旋形摇摆磁场磁化法该方法是一个固定方向的磁场与一个或多个成肯定角度的变化磁场纵向磁化和沟通通电周向磁化。其磁扮装置如下图。场越大，磁场的摇摆范围也越大。在一般固定式磁粉探伤机里都装有直流线圈和沟通通电磁扮装置，可以形成摇摆磁场对工件进展磁化。摇摆磁场多向磁扮装置中的纵向磁场也可以用其它电流〔