磁粉探傷理論實(shí)用教案

1、1.2 磁粉探傷(tn shng)Magnetic Particle Testing，簡(jiǎn)稱 MT基本原理是：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見(jiàn)的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置(wi zhi)、形狀和大小。如圖11所示。 1.3 磁粉探傷的適用性和局限性 適用性： 磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測(cè)出長(zhǎng)0.1mm、寬為微米級(jí)的裂紋），目視難以看出的不連續(xù)性。第1頁(yè)/共43頁(yè)第一頁(yè)，共44頁(yè)。 磁粉檢測(cè)可對(duì)原材料、半成品、成品工件(gngjin)和在役

2、的零部件檢測(cè)探傷，還可對(duì)板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測(cè)。馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼具有磁性，可進(jìn)行MT。MT可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。第2頁(yè)/共43頁(yè)第二頁(yè)，共44頁(yè)。 局限性： MT不能檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測(cè)銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對(duì)于表面(biomin)淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面(biomin)夾角小于20的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。 1.5 磁粉探傷中使用的單位、SI單位與CGS制的換算關(guān)系 磁場(chǎng)強(qiáng)度H A/m Oe 磁通量 Wb Mx 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B T Gs 第3頁(yè)/共43頁(yè)第三頁(yè)，

3、共44頁(yè)。2 磁粉探傷的物理(wl)基礎(chǔ)2.1 磁粉探傷中的相關(guān)物理量2.1.1 磁的基本現(xiàn)象磁性(cxng)、磁體、磁極、磁化磁性(cxng)：磁鐵能夠吸引鐵磁性(cxng)材料的性質(zhì)叫磁性(cxng)。磁體：凡能夠吸引其他鐵磁性(cxng)材料的物體叫磁體。磁極：靠近磁鐵兩端磁性(cxng)特別強(qiáng)吸附磁粉特別多的區(qū)域稱為磁極。 每一小塊磁體總有兩個(gè)磁極。磁化：使原來(lái)沒(méi)有磁性(cxng)的物體得到磁性(cxng)的過(guò)程叫磁化。2.1.2 磁場(chǎng)：具有磁性(cxng)作用的空間磁場(chǎng)的特征、顯示和磁力線磁場(chǎng)的特征：是對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷（或電流）具有作用力，在磁場(chǎng)變化 的同時(shí)也產(chǎn)生電場(chǎng)。 磁場(chǎng)的顯示：磁場(chǎng)

4、的大小、方向和分布情況，可以利用磁力線來(lái)表 示。第4頁(yè)/共43頁(yè)第四頁(yè)，共44頁(yè)。2.1.3磁力線（a）馬蹄形磁鐵(cti)被校直成條形磁鐵(cti)后N極和S極的位置 （b）具有機(jī)加工槽的條形(tio xn)磁鐵產(chǎn)生的漏磁場(chǎng) （c）縱向磁化裂紋產(chǎn)生的漏磁場(chǎng) 條形(tio xn)磁鐵的磁力線分布 第5頁(yè)/共43頁(yè)第五頁(yè)，共44頁(yè)。 磁力線在每點(diǎn)的切線方向代表(dibio)磁場(chǎng)的方向，磁力線的疏密程度反映磁場(chǎng)的大小。磁力線具有以下特性：磁力線在磁體外，是由N極出發(fā)穿過(guò)空氣進(jìn)入S極，在磁體內(nèi)是由S極到N極的閉合線；磁力線互不相交；同性磁極相斥，因同性磁極間間磁力線有互相排擠的傾向；異性磁極相吸，因

5、異性磁極間磁力線有縮短長(zhǎng)度的傾向。第6頁(yè)/共43頁(yè)第六頁(yè)，共44頁(yè)。2.1.4 磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度： 磁場(chǎng)具有大小和方向，磁場(chǎng)大小和方向的總稱叫磁場(chǎng)強(qiáng)度H，通常也把單位(dnwi)正磁極所受的力稱為磁場(chǎng)強(qiáng)度。 單位(dnwi)為A/m（SI）和Oe（CGS）。 磁通量： 簡(jiǎn)稱磁通，它是磁場(chǎng)中垂直穿過(guò)某一截面的磁力線的條數(shù)，用符號(hào)表示。單位(dnwi)為Wb（SI）和Mx（CGS）。第7頁(yè)/共43頁(yè)第七頁(yè)，共44頁(yè)。磁感應(yīng)強(qiáng)度： 將原來(lái)不具有磁性的鐵磁性材料放入外加磁場(chǎng)內(nèi)，便得到磁化，它除了原來(lái)的外加磁場(chǎng)外，在磁化狀態(tài)下鐵磁性材料本身(bnshn)還產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)，這兩個(gè)磁場(chǎng)

6、疊加起來(lái)的總磁場(chǎng)，稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度B。 單位是T （SI）和Gs （CGS）。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，有大小和方向，可用磁感應(yīng)線來(lái)表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于穿過(guò)與磁感應(yīng)線垂直的單位面積上的磁通量，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱為磁通密度。 磁感應(yīng)強(qiáng)度不僅有外加磁場(chǎng)有關(guān)，還與被磁化的鐵磁性材料的性質(zhì)有關(guān)，BH。第8頁(yè)/共43頁(yè)第八頁(yè)，共44頁(yè)。2.2 鐵磁性材料2.2.1 磁介質(zhì) 磁介質(zhì)分類 能影響磁場(chǎng)的物質(zhì)稱為磁介質(zhì)。各種宏觀物質(zhì) 都是磁介質(zhì)。 磁介質(zhì)分為：順磁質(zhì)、逆磁質(zhì)（抗磁質(zhì)）和鐵磁質(zhì)。 磁粉探傷只適用于鐵磁性材料，通常把順磁性材料和逆磁性材料都列入非磁性材料。2.2.2 磁疇鐵磁性材料內(nèi)部自發(fā)磁化的大小和方

7、向基本均勻一致的小區(qū)域稱為磁疇，其體積約為10-5cm3 ，在這個(gè)小區(qū)域內(nèi)，含有大約(dyu) 10121015個(gè)原子，各原子的磁化方向一致，對(duì)外呈現(xiàn)磁性。第9頁(yè)/共43頁(yè)第九頁(yè)，共44頁(yè)。鐵磁性材料的磁疇方向a）不顯示磁性； b）磁化 c）保留一定剩磁 當(dāng)把鐵磁性材料放到外加磁場(chǎng)中去時(shí)，磁疇就會(huì)受到外加磁場(chǎng)的作用，一是使磁疇磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)，二是使疇壁發(fā)生位移(wiy)，最后全部磁疇的磁矩方向轉(zhuǎn)向與外加磁場(chǎng)方向一致，鐵磁性材料被磁化，顯示出很強(qiáng)的磁性。 高溫情況下，磁體中分子熱運(yùn)動(dòng)會(huì)破壞磁疇的有規(guī)則排列，使磁體的磁性削弱。超過(guò)居里點(diǎn)后，磁性全部消失，變?yōu)轫槾刨|(zhì)。第10頁(yè)/共43頁(yè)第十頁(yè)，共44頁(yè)。2

8、.2.3 磁化過(guò)程 (1)未加外加磁場(chǎng)時(shí)，磁疇磁矩雜亂無(wú)章，對(duì)外不顯示宏觀磁性，如圖 (a) (2)在較小的磁場(chǎng)作用下，磁矩方向與外加磁場(chǎng)方向一致或接近的磁疇體積增大， 而磁矩方向與外加磁場(chǎng)方向相反的磁疇體積減小，疇壁發(fā)生位移(wiy)，如圖 (b)。 (3)增大外加磁場(chǎng)時(shí)，磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)疇壁繼續(xù)位移(wiy)， 最后只剩下與外加磁場(chǎng)方向比較接近的磁疇，如圖 (c)。 (4)繼續(xù)增大外加磁場(chǎng)，磁矩方向轉(zhuǎn)動(dòng)，與外加磁場(chǎng)方向接近，如圖 (d)。 (5)當(dāng)外加磁場(chǎng)增大到一定值時(shí)，所有磁疇的磁矩都沿外加磁場(chǎng)方向有序排列， 達(dá)到磁化飽和，相當(dāng)于一個(gè)微小磁鐵或磁偶極子，產(chǎn)生N極和S極，宏觀上呈現(xiàn)磁性，如圖 (e

9、)。第11頁(yè)/共43頁(yè)第十一頁(yè)，共44頁(yè)。2.2.5 磁滯回線飽和(boh)磁場(chǎng)強(qiáng)度 Bm 矯頑力 Hc 第12頁(yè)/共43頁(yè)第十二頁(yè)，共44頁(yè)。鐵磁性材料的特性：高導(dǎo)磁性磁飽和(boh)性磁滯性根據(jù)矯頑力Hc大小分為軟磁材料（Hc=8000A/m）軟磁材料與硬磁材料的特征 (1)軟磁材料是指磁滯回線狹長(zhǎng)，具有高磁導(dǎo)率、低剩磁、低矯頑力和低磁阻的鐵磁性材料。軟磁材料磁粉檢測(cè)時(shí)容易磁化，也容易退磁。軟磁材料如電工用純鐵、低碳鋼和軟磁鐵氧體等材料。 (2)硬磁材料是指磁滯回線肥大，具有低磁導(dǎo)率、高剩磁、高矯頑力和高磁阻的鐵磁性材料。硬磁材料磁粉檢測(cè)時(shí)難以磁化，也難以退磁。硬磁材料如鋁鎳鈷、稀土鈷和硬

10、磁鐵氧體等材料。第13頁(yè)/共43頁(yè)第十三頁(yè)，共44頁(yè)。2.3電流的磁場(chǎng)2.3.1通電圓柱導(dǎo)體的磁場(chǎng)磁場(chǎng)方向：與電流方向有關(guān)，用右手定則確定。磁場(chǎng)大?。喊才喹h(huán)路定律計(jì)算根據(jù)(gnj)上式，通電直長(zhǎng)導(dǎo)體表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度為：第14頁(yè)/共43頁(yè)第十四頁(yè)，共44頁(yè)。2.6 漏磁場(chǎng)2.6.1 漏磁場(chǎng)的形成 所謂漏磁場(chǎng)，就是鐵磁性材料(c xn ci lio)磁化后，在不連續(xù)性處或磁路的截面變化處，磁感應(yīng)線離開(kāi)和進(jìn)入表面時(shí)形成的磁場(chǎng)。如右圖 兩磁極間漏磁場(chǎng)分布第15頁(yè)/共43頁(yè)第十五頁(yè)，共44頁(yè)。漏磁場(chǎng)形成的原因，是由于(yuy)空氣的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵磁性材料的磁導(dǎo)率。如果在磁化了的鐵磁性工件上存在著不連續(xù)性

11、或裂紋，則磁感應(yīng)線優(yōu)先通過(guò)磁導(dǎo)率高的工件，這就迫使不部分磁感應(yīng)線從缺陷下面繞過(guò)，形成磁感應(yīng)線的壓縮。但是，工件上這部分可容納的磁感應(yīng)線數(shù)目也是有限的，又由于(yuy)同性磁感應(yīng)線相斥，所以，部分磁感應(yīng)線從不連續(xù)性中穿過(guò)，另一部分磁感應(yīng)線遵從折射定律幾乎從工件表面垂直地進(jìn)入空氣中去繞過(guò)缺陷又折回工件，形成了漏磁場(chǎng)。2.6.2 缺陷的漏磁場(chǎng)分布 缺陷產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)可以分解為水平分量Bx和垂直分量By，水平分量與工件表面平行，垂直分量與工件表面垂直。假設(shè)有一矩形缺陷，則在矩形中心，漏磁場(chǎng)的水平分量有極大值，并左右對(duì)稱。而垂直分量為通過(guò)中心點(diǎn)的曲線，其示意圖見(jiàn)圖2-32，圖中（a）為水平分量，（b）為垂

12、直分量，如果將兩個(gè)分量合成，則可得到如圖（c）所示的漏磁場(chǎng)。 第16頁(yè)/共43頁(yè)第十六頁(yè)，共44頁(yè)。第17頁(yè)/共43頁(yè)第十七頁(yè)，共44頁(yè)。2.6.3 漏磁場(chǎng)對(duì)磁粉的作用力 漏磁場(chǎng)對(duì)磁粉的吸附可看成是磁極(cj)的作用，如果有磁粉在磁極(cj)區(qū)通過(guò)，則將被磁化，也呈現(xiàn)出N極和S極，并沿著磁感應(yīng)線排列起來(lái)。當(dāng)磁粉的兩極與漏磁場(chǎng)的兩極互相作用時(shí)，磁粉就會(huì)被吸附并加速移到缺陷上去。漏磁場(chǎng)的磁力作用在磁粉微粒上，其方向指向磁感應(yīng)線最大密度區(qū)，即指向缺陷處。 見(jiàn)下頁(yè) 圖 漏磁場(chǎng)的寬度要比缺陷的實(shí)際寬度大數(shù)倍至數(shù)十倍，所以磁痕對(duì)缺陷寬度具有放大作用，能將目視不可見(jiàn)的缺陷變成目視可見(jiàn)的磁痕使之容易觀察出來(lái)。

13、第18頁(yè)/共43頁(yè)第十八頁(yè)，共44頁(yè)。 磁粉受漏磁場(chǎng)(cchng)吸引第19頁(yè)/共43頁(yè)第十九頁(yè)，共44頁(yè)。第20頁(yè)/共43頁(yè)第二十頁(yè)，共44頁(yè)。2.6.4 影響漏磁場(chǎng)的因素（1）外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響 缺陷(quxin)的漏磁場(chǎng)大小與工件磁化程度有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度一定要大于產(chǎn)生最大磁導(dǎo)率m對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hm，使磁導(dǎo)率減小，磁阻增大，漏磁場(chǎng)增大。 當(dāng)鐵磁性材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和值的80%左右時(shí)，漏磁場(chǎng)便會(huì)迅速增大。第21頁(yè)/共43頁(yè)第二十一頁(yè)，共44頁(yè)。（2）缺陷位置(wi zhi)及形狀的影響 a 缺陷埋藏深度的影響 影響很大 同樣的缺陷，位于工件表面時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)大；若位于工件的

14、近表面，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)顯著減??；若位于工件表面很深處，則幾乎沒(méi)有漏磁場(chǎng)泄漏出工件表面。 b 缺陷方向的影響 缺陷垂直于磁場(chǎng)方向，漏磁場(chǎng)最大，也最有利于缺陷的檢出；若與磁場(chǎng)方向平行則幾乎不產(chǎn)生漏磁場(chǎng)；當(dāng)缺陷與工件表面由垂直逐漸傾斜成某一角度，而最終變?yōu)槠叫?，即傾角等于0時(shí)，漏磁場(chǎng)也由最大下降至零，下降曲線類似于正弦曲線由最大值降至零值的部分。c 缺陷深寬比的影響 缺陷的深寬比是影響漏磁場(chǎng)的一個(gè)重要因素，缺陷的深寬比愈大，漏磁場(chǎng)愈大，缺陷愈容易發(fā)現(xiàn)。第22頁(yè)/共43頁(yè)第二十二頁(yè)，共44頁(yè)。（3）工件表面覆蓋層的影響（4）工件材料(cilio)及狀態(tài)的影響 晶粒大小的影響 含碳量的影響 熱處理的影響

15、合金元素的影響 冷加工的影響第23頁(yè)/共43頁(yè)第二十三頁(yè)，共44頁(yè)。3 磁化方法(fngf)與磁化電流3.1 磁化電流 磁粉探傷采用的磁化電流有交流電、整流電（包括單相半波整流電、單相全波整流電、三相半波整流電和三相全波整流電）、直流電和沖擊電流，其中最常用的磁化電流是交流電、單相半波直流電和三相全波整流電。3.1.1 交流電概念：峰值、有效值、平均值、趨膚效應(yīng)、趨膚深度（穿透深度）交流電的趨膚效應(yīng)：導(dǎo)體表面電流密度大，內(nèi)部電流密度小 產(chǎn)生的原因是電磁感應(yīng)產(chǎn)生了渦流。 電流從表面值下降到1/e0.37的深度稱為趨膚深度，可由下式求出： 磁導(dǎo)率 電導(dǎo)率 電流的頻率第24頁(yè)/共43頁(yè)第二十四頁(yè)，共

16、44頁(yè)。交流電的優(yōu)點(diǎn)：a 對(duì)表面缺陷檢測(cè)靈敏度高 b 容易退磁 c 能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)電流磁化 d 能夠?qū)崿F(xiàn)多向磁化 e 變截面工件磁場(chǎng)分布較均勻 f 有利于磁粉遷移 g 用于評(píng)價(jià)直流電發(fā)現(xiàn)(fxin)的磁痕顯示h 適用于在役工件的檢驗(yàn)I 適用于12mm彈簧鋼絲的檢驗(yàn) J 交流電磁化時(shí)，兩次磁化的工序間不需要退磁交流電的局限性：a 剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，受交流電斷電相位的影響 b 探測(cè)缺陷的深度小。交流斷電相位的控制：為了得到穩(wěn)定和最大的剩磁第25頁(yè)/共43頁(yè)第二十五頁(yè)，共44頁(yè)。3.1.2整流電單相半波 單相全波 三相半波 三相全波最常用的是單相半波和三相全波整流電 單相半波整流電 主要和干法配合使用 磁

17、粉探傷中最常用的磁化電流之一，其優(yōu)點(diǎn)(yudin)：a 兼有直流的滲透性和交流的脈動(dòng)性b 剩磁穩(wěn)定 c 有利于近表面缺陷的檢測(cè)d 能提供較高的靈敏度和對(duì)比度e 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，有利于現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。局限性：a 退磁較困難 b 檢測(cè)缺陷深度不如直流電大 c 要求較大的輸入功率三相全波整流電 磁粉探傷中最常用的磁化電流之一，其優(yōu)點(diǎn)(yudin)：第26頁(yè)/共43頁(yè)第二十六頁(yè)，共44頁(yè)。a 具有很大的滲透性和很小的脈動(dòng)性 b 剩磁穩(wěn)定c 適用于近表面缺陷的檢測(cè)d 需要設(shè)備的輸入功率小。局限性： a 退磁困難 b 退磁場(chǎng)大 c 變截面工件(gngjin)磁化不均勻 d 不適用于干法檢驗(yàn) e 在周向和縱向

18、磁化工序間需要退磁。直流電最早使用，現(xiàn)在使用少，其優(yōu)缺點(diǎn)：a 具有很大的滲透性和很小的脈動(dòng)性 b 剩磁穩(wěn)定c 適用于近表面缺陷的檢測(cè)d 需要設(shè)備的輸入功率小。局限性：a 退磁困難 b 退磁場(chǎng)大 c 不適用于干法檢驗(yàn) d 在周向和縱向磁化工序間需要退磁。第27頁(yè)/共43頁(yè)第二十七頁(yè)，共44頁(yè)。沖擊電流 由電容器充放電而獲得，只能用于剩磁法，且僅適用于需要電流值特別大而常規(guī)設(shè)備又不能滿足時(shí)，根據(jù)工件要求制作專用設(shè)備。3.1.4 選擇磁化電流規(guī)則 用交流電磁化，對(duì)表面微小缺陷檢測(cè)靈敏度高；由于趨膚效應(yīng)，對(duì)工件表面下的磁化能力，交流電比直流電弱；交流電用于剩磁法時(shí)，應(yīng)加裝斷電相位(xingwi)控制器

19、；交流電磁化連續(xù)法檢驗(yàn)主要與電流有效值有關(guān)，而剩磁法檢驗(yàn)主要與峰值電流有關(guān)；整流電或直流電，能檢測(cè)工件近表面較深的缺陷；整流電流中包含的交流分量越大，檢測(cè)近表面較深缺陷的能力越??；整流電和直流電用于剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，剩磁穩(wěn)定；沖擊電流只能用于剩磁法和專用設(shè)備；直流電檢測(cè)缺陷深度最大。第28頁(yè)/共43頁(yè)第二十八頁(yè)，共44頁(yè)。 3.2 磁化方法(fngf) 3.2.1 磁場(chǎng)方向與發(fā)現(xiàn)缺陷的關(guān)系 （磁場(chǎng)方向與缺陷垂直） 磁粉檢測(cè)的能力，取決于施加磁場(chǎng)的大小和缺陷的延伸方向，還與缺陷的位置、大小和形狀等因素有關(guān)。工件磁化時(shí)，當(dāng)磁場(chǎng)方向與缺陷延伸方向垂直時(shí)，缺陷處的漏磁場(chǎng)最大，檢測(cè)靈敏度最高。第29頁(yè)/共4

20、3頁(yè)第二十九頁(yè)，共44頁(yè)。第30頁(yè)/共43頁(yè)第三十頁(yè)，共44頁(yè)。軸向通電法定義： 如果工件截面是圓形，便產(chǎn)生圓形磁場(chǎng)；長(zhǎng)方形截面則產(chǎn)生橢圓形 磁場(chǎng)；電流方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系遵從右手定則。 另有直角通電和夾鉗通電法 通電法產(chǎn)生打火燒傷的原因及預(yù)防措施；通電法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。P.33中心導(dǎo)體法（芯棒法）定義： 是感應(yīng)磁化，可用于檢查空心工件內(nèi)、外表面與電流 平行(pngxng)的縱向不連續(xù)性和端面的徑向不連續(xù)性?？招募弥苯油姺ú荒軝z查內(nèi)表面的不連續(xù)性，因?yàn)閮?nèi)表面的第31頁(yè)/共43頁(yè)第三十一頁(yè)，共44頁(yè)。磁場(chǎng)強(qiáng)度為零；但用中心導(dǎo)體法能更清晰地發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)表面的缺陷，由于內(nèi)表面比外表面具有更大的

21、磁場(chǎng)強(qiáng)度。 導(dǎo)體材料一般用銅棒或鋁棒，當(dāng)采用鋼棒時(shí)，應(yīng)避免與工件接觸而產(chǎn)生磁瀉。中心導(dǎo)體法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。偏置芯棒法適用于中心導(dǎo)體法檢驗(yàn)時(shí)，設(shè)備功率達(dá)不到的大型環(huán)和管子的檢驗(yàn)。偏置芯棒法采用適當(dāng)?shù)碾娏髦荡呕?，有效磁化范圍約為導(dǎo)體直徑D的4倍。檢查時(shí)要轉(zhuǎn)動(dòng)工件，以檢查整個(gè)圓周，并要保證(bozhng)相鄰檢查區(qū)域有10%的重疊。觸頭法（支桿法）定義 ： 觸頭間距 75200mm，兩次應(yīng)重疊25mm。（按標(biāo)準(zhǔn)） 當(dāng)觸頭間距為200mm時(shí)，通以800A的交流電，則有效的磁化范圍寬度約為（3L/8+3L/8），如圖3-6 P.35。 在兩觸頭的連線上，產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，愈遠(yuǎn)離該連線，磁場(chǎng)強(qiáng)度愈小

22、。第32頁(yè)/共43頁(yè)第三十二頁(yè)，共44頁(yè)?？焖贁嚯姷挠绊?快速切斷施加于線圈中的三相全波整流電，使通過(guò)工件中的磁場(chǎng)迅速消逝為零，在工件內(nèi)部形成非常大的低頻渦流，同時(shí)在工件表面建立一種封閉的環(huán)形磁場(chǎng)，稱為“快速斷電效應(yīng)”，利用這種效應(yīng)，有利于檢測(cè)工件端面的徑向不連續(xù)。2 磁軛法 是用固定式電磁軛兩磁極夾住工件進(jìn)行整體磁化，或用便攜式電磁軛兩磁極接觸工件表面進(jìn)行局部磁化，用于發(fā)現(xiàn)與兩磁極連線垂直的不連續(xù)性。在磁軛法中，工件不閉合磁路的一部分，在磁極間對(duì)工件感應(yīng)(gnyng)磁化，所以磁軛法也稱為極間法，屬于閉路磁化。 磁軛法分為整體磁化和局部磁化。第33頁(yè)/共43頁(yè)第三十三頁(yè)，共44頁(yè)。整體磁化的

23、要求：a 磁極截面大于工件截面 b 工件與電磁軛之間應(yīng)無(wú)空氣隙c 極間距大于1m時(shí)，磁化效果不好d 形狀復(fù)雜而且較長(zhǎng)的工件，不宜采用整體磁化。局部磁化的要求：a 有效磁化范圍的確定 b 工件上的磁場(chǎng)分布 c 活動(dòng)關(guān)節(jié)的影響d 通過(guò)測(cè)量(cling)提升力來(lái)控制探傷靈敏度 e 磁極與工件間隙的影響f 交流電的趨膚效應(yīng)的影響 g 直流電對(duì)近表面的靈敏度較高h(yuǎn) 直流電磁軛不適用厚工件的探傷 I 永久磁鐵的使用磁軛法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。3.2.5 多向磁化多向磁化： 指通過(guò)復(fù)合磁化，在工件中產(chǎn)生一個(gè)大小和方向隨時(shí)間第34頁(yè)/共43頁(yè)第三十四頁(yè)，共44頁(yè)。成圓形、橢圓形或螺旋形變化的磁場(chǎng)(cchng)。

24、因?yàn)榇艌?chǎng)(cchng)的方向在工件上不斷地變化著，所以可發(fā)現(xiàn)工件上所有方向的缺陷。 多向磁化是根據(jù)磁場(chǎng)(cchng)強(qiáng)度疊加原理，在工件中某一點(diǎn)的磁場(chǎng)(cchng)強(qiáng)度等于幾種磁化方法在該點(diǎn)分別產(chǎn)生的磁場(chǎng)(cchng)的矢量和，或者是不同方向的磁場(chǎng)(cchng)在工件上的輪流交替磁化。 3.2.5.1交叉磁軛法 使用交叉磁軛可在工件表面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(cchng)，可以一次檢測(cè)出工件表面所有方向的缺陷，檢測(cè)效率高。第35頁(yè)/共43頁(yè)第三十五頁(yè)，共44頁(yè)。 交叉磁軛可以形成旋轉(zhuǎn)(xunzhun)磁場(chǎng)。它的四個(gè)磁極分別由兩相具有一定相位差的正弦交變電流激磁。如圖2-31所示，于是就能在四個(gè)磁極所在平

25、面形成與激磁電流頻率相等的旋轉(zhuǎn)(xunzhun)著的（合成）磁場(chǎng)。 能形成旋轉(zhuǎn)(xunzhun)磁場(chǎng)的基本條件是：兩相磁軛的幾何夾角與兩相激磁電流的相位差均不等于0或180。 如下圖所示，當(dāng)1、2兩相磁軛的激磁電流分別為： Hx=HmSint （2-13） Hy=HmSin（t-）（2-14）第36頁(yè)/共43頁(yè)第三十六頁(yè)，共44頁(yè)。而且兩相磁軛的所有參數(shù)均相等時(shí)，可以用下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái) 描述四個(gè)磁極所在平面幾何中心點(diǎn)的合成磁場(chǎng)軌跡。Hx2/(2Hmcos/2cos/2)2+Hy2/(2Hmsin/2sin/2)2=1式中：Hx合成磁場(chǎng)在X軸方向的分量； Hy合成磁場(chǎng)在Y軸方向的分量； HmH

26、x與Hy的峰值； 兩相磁軛的幾何夾角； 兩相磁軛激磁電流的相位差； 當(dāng)兩相磁軛的幾何夾角與兩相磁軛激電流的相位差均為90時(shí)，在磁極所在面的幾何中心點(diǎn)將形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即一個(gè)周期內(nèi)其合成磁場(chǎng)軌跡為圓。而且其幅值始終(shzhng)與Hm相等，這就是為什么使用交叉磁軛一次磁化操作就能發(fā)現(xiàn)任何方向缺陷的原因。 第37頁(yè)/共43頁(yè)第三十七頁(yè)，共44頁(yè)。 圖2-32 交叉磁軛產(chǎn)生(chnshng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)第38頁(yè)/共43頁(yè)第三十八頁(yè)，共44頁(yè)。2 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成及其分布規(guī)律旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成及其分布規(guī)律（1） 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成的幾何模型旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成的幾何模型 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只有具備一定條件，才能在兩個(gè)正弦交變磁場(chǎng)

27、同時(shí)存在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只有具備一定條件，才能在兩個(gè)正弦交變磁場(chǎng)同時(shí)存在的情況下的情況下形成。由于磁場(chǎng)是矢量，而且磁力線是不能交叉的，當(dāng)同一位置存形成。由于磁場(chǎng)是矢量，而且磁力線是不能交叉的，當(dāng)同一位置存在兩個(gè)磁場(chǎng)在兩個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，其合成磁場(chǎng)是由兩個(gè)磁場(chǎng)矢量疊加的結(jié)果。而正弦交變磁場(chǎng)的時(shí)，其合成磁場(chǎng)是由兩個(gè)磁場(chǎng)矢量疊加的結(jié)果。而正弦交變磁場(chǎng)的大小和方向大小和方向是隨時(shí)間而變化的。要想求出某一點(diǎn)的合成磁場(chǎng)，只能按照兩個(gè)正是隨時(shí)間而變化的。要想求出某一點(diǎn)的合成磁場(chǎng)，只能按照兩個(gè)正弦交變磁場(chǎng)弦交變磁場(chǎng)在某相位時(shí)，各自形成的磁場(chǎng)方向和大小進(jìn)行矢量疊加，從而求出在某相位時(shí)，各自形成的磁場(chǎng)方向和大小進(jìn)行矢量疊加，從而

28、求出其瞬時(shí)的合其瞬時(shí)的合成磁場(chǎng)的方向和大小。如果求出若干個(gè)不同瞬時(shí)（相位）的合成磁成磁場(chǎng)的方向和大小。如果求出若干個(gè)不同瞬時(shí)（相位）的合成磁場(chǎng)，就能描場(chǎng)，就能描繪出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成過(guò)程。繪出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成過(guò)程。 圖圖2-32是交叉磁軛的四個(gè)磁極所在是交叉磁軛的四個(gè)磁極所在(suzi)平面幾何中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁平面幾何中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如何形成的幾何場(chǎng)如何形成的幾何模型。該圖是兩相磁軛的幾何夾角模型。該圖是兩相磁軛的幾何夾角=90，兩相磁軛激磁電流的相，兩相磁軛激磁電流的相位差位差=2/3時(shí)，不同瞬間其合成磁場(chǎng)形成的過(guò)程。此圖是按每隔時(shí)，不同瞬間其合成磁場(chǎng)形成的過(guò)程。此圖是按每隔/6的相的相位角進(jìn)位角進(jìn)行一

29、次磁場(chǎng)合成的結(jié)果。行一次磁場(chǎng)合成的結(jié)果。 由圖由圖2-32不難看出，隨著時(shí)間的變化，合成磁場(chǎng)的方向在旋轉(zhuǎn)，當(dāng)不難看出，隨著時(shí)間的變化，合成磁場(chǎng)的方向在旋轉(zhuǎn)，當(dāng)激磁電流激磁電流相位角相位角t由由0逐漸變到逐漸變到2時(shí)，其合成磁場(chǎng)正好旋轉(zhuǎn)一周。所需時(shí)間為時(shí)，其合成磁場(chǎng)正好旋轉(zhuǎn)一周。所需時(shí)間為20ms。第39頁(yè)/共43頁(yè)第三十九頁(yè)，共44頁(yè)。（2） 影響旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成的因素及磁場(chǎng)分布 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的必要條件：一是兩相正弦交變磁場(chǎng)必須形成一定的夾角二是兩相交流電必須具有一定的相位差。 評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通常利用四個(gè)磁極所在平面的幾何中心點(diǎn)形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形狀進(jìn)行描述。比如，當(dāng)兩相磁軛的幾何夾角=90兩相激磁電

30、流的相位差=/2時(shí)，幾何中心點(diǎn)就能形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)90，/2時(shí)（但是0，180，0，）將形成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。從使用角度來(lái)說(shuō)，圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)各方向缺陷的檢測(cè)靈敏度趨于一致，而橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)則較差。只有在激磁規(guī)范足夠大時(shí)才能確保各方向的檢測(cè)靈敏度。 只是在幾何中心點(diǎn)附近才有標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)存在，其余各處都變形。四個(gè)磁極外側(cè)仍然有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成，只是有效(yuxio)磁化范圍比較小。但激磁規(guī)范足夠大時(shí)仍然可以檢測(cè)缺陷。 第40頁(yè)/共43頁(yè)第四十頁(yè)，共44頁(yè)。 3 使用時(shí)的注意事項(xiàng) （只適用于連續(xù)法）（1） 磁化場(chǎng)對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響 對(duì)旋轉(zhuǎn)磁化來(lái)說(shuō)，由于其合成磁場(chǎng)方向是不斷的隨時(shí)旋轉(zhuǎn)著的，任何方向的缺陷都有機(jī)會(huì)與某瞬時(shí)的合成磁場(chǎng)垂直，從而產(chǎn)生較大的缺陷漏磁場(chǎng)而形成磁痕。但是，只有當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的長(zhǎng)軸方向與缺陷方向垂直時(shí)才有利于形成磁痕。因此，不能認(rèn)為只要使用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，不管如何操作就一定能發(fā)現(xiàn)任何方向的缺陷，這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。（2） 交叉磁軛