整理磁粉基礎(chǔ)知識

1、精品文檔磁粉檢測第一章緒論1.1 磁粉檢測的開展簡史和現(xiàn)狀1.2 漏磁場檢測分類 磁粉檢測是利用漏磁場原理進行檢測的. 漏磁場：鐵磁材料被磁化后,在不連續(xù)性處或磁路截面變化處,磁感 應(yīng)先離開和進入工件外表形成的磁場稱為漏磁場.所謂不連續(xù)性, 就是工件正常組織結(jié)構(gòu)或外形的任何間斷, 這種間斷 可能也可能不影響工件的使用性能.缺陷：通常把影響工件使用性能的不連續(xù)性稱為缺陷.缺陷包含于不連續(xù)性, 所有不連續(xù)性并不一定是缺陷, 只有影響 工件使用性能的不連續(xù)性才是缺陷.漏磁場檢測：利用某種傳感器件,直接對漏磁場進行檢測的方法.漏磁場檢測分為磁粉檢測與檢測元件檢測. 二者的區(qū)別就是磁場 的傳感器不同.磁

2、粉檢測 -磁粉鐵磁性粉末檢測元件檢測 - 磁帶、霍爾元件、磁敏二極管或感應(yīng)線圈1、 磁粉檢測 MT 磁粉檢測法： 用磁粉作為漏磁場的檢測介質(zhì), 利用磁化后工件缺 陷處漏磁場吸引磁粉形成的磁痕顯示, 從而確定缺陷存在的一種檢測 方法.1磁粉檢測原理 條件鐵磁材料被磁化后,原因由于不連 續(xù)性的存在,后果在工件外表和近外表的磁力 線發(fā)生畸變而產(chǎn)生漏磁場,吸附施加在工件外表的 磁粉,現(xiàn)象在適宜的光照下形成目視可見的磁 痕,從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴 重程度.2磁粉檢測的適用范圍1適用于鐵磁材料. 不適用于非鐵磁材料和奧氏體不銹鋼.2適用于檢測外表和近外表缺陷,如裂紋、夾雜、發(fā)紋、 白點、

3、折疊、冷隔和疏松等缺陷,缺陷顯現(xiàn)直觀,可以一目了 然地觀察到它的形狀、 大小和位置. 根據(jù)缺陷的形態(tài)及加工特 點,還可以大致確定缺陷是什么性質(zhì)裂紋、非金屬夾雜、氣 孔等.不適用于檢測寬而淺的劃痕、針孔狀缺陷、埋藏較深的內(nèi) 部缺陷和延伸方向與磁力線方向夾角小于 20°的缺陷.？3適用于未加工的原材料 如鋼坯,加工后的半成品、成 品及在役或使用中的零部件.4適用于管材、棒材、板材、型材和鍛鋼件、鑄鋼件和焊接 件.所以標準規(guī)定的適用范圍1 范圍JB/T 4730 的本局部規(guī)定了承壓設(shè)備磁粉檢測方法及質(zhì)量分級 要求.本局部適用于鐵磁性材料制承壓設(shè)備的原材料、 零部件和焊接 接頭外表、 近外表

4、缺陷的檢測, 不適用于奧氏體不銹鋼和其它 非鐵磁性材料的檢測.與承壓設(shè)備有關(guān)的支承件和結(jié)構(gòu)件, 如有要求也可參照本局部 進行磁粉檢測.3磁粉檢測程序3.2 磁粉檢測程序磁粉檢測程序如下：1預(yù)處理；2磁化；3施加磁粉或磁懸液；4磁痕的觀察與記錄；5缺陷評級；6退磁； 7后處理( 4)磁粉檢測的優(yōu)點和局限性磁粉檢測的優(yōu)點：1) 檢測鐵磁材料的外表和近外表(開口或不開口)缺陷.2) 能直觀地顯示缺陷的位置、形狀、大小和嚴重程度.3) 具有很高的檢測靈敏度,可檢測微米級寬度的缺陷. 所以標準規(guī)定4.1.3 鐵磁性材料外表檢測時,宜采用磁粉檢測.4) 單個工件檢測速度快,工藝簡單,本錢低廉,污染少.5)

5、 采用適宜的磁化方法, 幾乎可以檢測到工件外表的各個部位, 根本上不受工件大小和幾何形狀的限制.6) 缺陷檢測重復(fù)性好.7) 可檢測受腐蝕的外表.磁粉檢測的局限性1) 只適用于鐵磁性材料, 不適用于非鐵磁材料和奧氏體不 銹鋼、奧氏體不銹鋼焊縫.2) 適用于檢測外表和近外表缺陷, 不適用于埋藏較深的內(nèi) 部缺陷.3) 檢測時的靈敏度與磁力線的方向有很大關(guān)系、 假設(shè)缺陷延 伸方向與磁力線方向夾角小于 20 °,缺陷就很難發(fā)現(xiàn).另外, 寬而淺的劃痕、針孔狀缺陷、鍛造鄒折也不易發(fā)現(xiàn).4) 受幾何形狀影響,易產(chǎn)生非相關(guān)顯示.？5) 假設(shè)工件外表有覆蓋層, 將對磁粉檢測有影響. 用通電法和觸頭法磁

6、化時,易產(chǎn)生電弧,燒傷工件.因此,電接觸部位 的非導(dǎo)電覆蓋層必須打磨掉.所以標準規(guī)定3.8.4 觸頭法3.842 采用觸頭法時,電極間距應(yīng)限制在 75mm200mm 之間.磁場的有效寬度為觸頭中央線兩側(cè) 1/4 極距,通電時間 不應(yīng)太長,電極與工件之間應(yīng)保持良好的接觸, 以免燒傷工件.6局部磁化后具有較大剩磁的工件需進行退磁處理.1.3 外表無損檢測方法的比擬磁粉檢測、 滲透檢測和渦流檢測都屬于外表無損檢測方法, 但其 方法原理和適用范圍區(qū)別很大, 有各自的優(yōu)點和局限性, 在使用時互 相補充.應(yīng)該很好掌握各種檢測方法,并能根據(jù)工件材料、狀態(tài)和檢 測要求,選擇合理的方法進行檢測. 對于鋼鐵材料制

7、成的工件,磁粉 檢測不管是在靈敏度還是在檢測方法及檢測本錢上都占有相當(dāng)?shù)膬?yōu) 勢,只有在因材料或工件形狀等原因不能采用磁粉檢測時, 方使用滲 透檢測或渦流檢測.表 1-1 外表無損檢測方法的比擬磁粉檢測yvr滲透檢測PT渦流檢測罰方?jīng)i原理址陷洱蹴場吸旳6S粉毛細港透作用電瞪翩應(yīng)作用能檢出的塊陷外表及近外表聯(lián)陷護面開口鎳陷外表及近外表煎陷缺陷表現(xiàn)形式形成磁痕邃壓液懣出胳成瞅陷顯示檢測茲圈電肚和柑位 發(fā)生變化顯示材科磁粉港透液和顯像捌記錄UG電肚衷相不 波器適用材質(zhì)鐵磁性材料非松孔性材料導(dǎo)電材料主要檢驗湖象鍛鋼件鑄鋼件、壓延 件、悍樓、管材、律楓 機加Tft&tt用中的 鋼件任何非多孔材料制

8、成 的零部件及組合件, 以及性用過的上述零 都件省材.圾材.環(huán)材等及 徉可檢査統(tǒng)陷,材 料分選SSS測雖等主要檢測缺陷型紋、發(fā)紋、白點、折 疊、喪雜物、冷隔等製紋、疏松、針孔型紋+才質(zhì)變化、厚度 變化缺陷顯喬直觀不直觀檢測速度快較慢最快應(yīng)用探協(xié)探傷探傷、材険分選、測岸污染輕較首最輕靈啟度高高較低精品文檔第 2 章 磁粉檢測物理根底2.1 磁現(xiàn)象和磁場2.1.1 磁的根本現(xiàn)象 沒有磁性的物體得到磁性的現(xiàn)象叫磁化 采用什么方法能夠使物體磁化？2.1.2 磁場與磁感應(yīng)線2.7.3 影響漏磁場的因素真實的缺陷具有復(fù)雜的幾何形狀,計算其漏磁場是困難的.但 這并不是說漏磁場是不可以熟悉的. 可以對影響缺陷

9、漏磁場的一般規(guī) 律進行探討.影響缺陷漏磁場的主要因素有：1、外加磁化場的影響從鋼鐵的磁化曲線中可知, 外加磁場的大小和方向直接影響磁感 應(yīng)強度的變化. 而缺陷的漏磁場大小與工件材料的磁化程度有關(guān). 般說來,在材料未到達近飽和前,漏磁場的反響是不充分的.這時磁 路中的磁導(dǎo)率卩一般都比擬大,磁化不充分,那么磁感應(yīng)線多數(shù)向下部 材料處“壓縮.而當(dāng)材料接近磁飽和時,磁導(dǎo)率已呈下降趨勢,此時 漏磁場將迅速增加,如圖 所示.2、缺陷位置及形狀的影響鋼鐵材料外表和近外表的缺陷都會產(chǎn)生漏磁場. 同樣的缺陷在不 同的位置及不同形狀的缺陷在相同磁化條件下漏磁場的反映是不同 的.外表缺陷產(chǎn)生的漏磁場較大,外表下的缺

10、陷近外表缺陷漏磁場較小,埋藏深度過深時,被彎曲的磁感應(yīng)線難以逸出外表,很難 形成漏磁場.缺陷埋藏深度對漏磁場的影響見圖缺陷方向同樣對漏磁場大小有影響.當(dāng)缺陷傾角方向與磁化場方 向垂直時,缺陷所阻擋的磁通最多,漏磁場最強也最有利于缺陷的檢 出.而缺陷方向與磁化場成某一角度時, 漏磁場主要由磁感應(yīng)強度的 法線分量決定.缺陷傾角方向與磁化場方向平行時, 所產(chǎn)生的漏磁場最小,接近于零.其下降曲線類似于正弦波曲線圖中虛線圖表示了缺陷傾角與漏磁場大小的關(guān)系同樣寬度的外表缺陷,如果深度不同,產(chǎn)生的漏磁場也不一樣. 在一定范圍內(nèi),缺陷深度與漏磁場增加成正比關(guān)系.同樣深度缺陷, 缺陷寬度較小時,那么漏磁場易于表

11、現(xiàn).缺陷深度與寬度之比值深寬 比是影響漏磁場的重要因素.深寬比愈大,漏磁場也愈強,缺陷也 易于被發(fā)現(xiàn).假設(shè)寬度過大時,漏磁通反而會有所減小,并且在缺陷兩側(cè)各出現(xiàn)一條磁痕.一般要求缺陷深寬比應(yīng)大于 5.外表下的缺陷也 是一樣,氣孔比橫向裂紋產(chǎn)生的漏磁場小.球孔、柱孔、鏈孔等形狀 都不利于產(chǎn)生大的漏磁場.圖表示了剩磁法時缺陷深寬比與檢出的所 需磁場的關(guān)系.048123、鋼材外表覆蓋層的影響工件外表覆蓋層會導(dǎo)致漏磁場在外表上的減小, 如圖為漆層厚 度對漏磁場的影響.假設(shè)工件外表進行了噴丸強化處理,由于處理 層的缺陷被強化處理所掩蓋,漏磁場的強度也將大大降低,有時甚至 影響缺陷的檢出.4、工件材料磁性

12、的影響不同鋼鐵材料的磁性是不同的. 在同樣磁化場條件下,它們的磁 性各不相同,磁路中的磁阻也不一樣.一般說來,易于磁化的材料容 易產(chǎn)生漏磁場.5、磁化電流類型的影響不同種類的電流對工件磁化的效果不同. 交流電磁化時, 由于集 膚效應(yīng)的影響,外表磁場最大,外表缺陷反映靈敏,但隨著外表向里 延伸,漏磁場顯著減弱.直流電磁化時滲透深度最深, 能發(fā)現(xiàn)一些埋 藏較深的缺陷.因此,對外表下的缺陷,直流電產(chǎn)生的漏磁場比交流 電產(chǎn)生的漏磁場要大.第3章磁化電流、磁化方法與磁化標準3.1磁化電流在磁粉檢測中是用電流來產(chǎn)生磁場的, 常用不同的電流對工件進 行磁化.這種為在工件上形成磁化磁場而采用的電流叫做磁化電流

13、. 由于不同電流隨時間變化的特性不同,在磁化時所表現(xiàn)出的性質(zhì)也不 一樣,因此在選擇磁化設(shè)備與確定工藝參數(shù)時, 應(yīng)該考慮不同電流種 類的影響.常用的磁化電流有交流電流、直流電流、整流電流單項 半波整流電、單相全波整流電、三項半波整流電和三相全波整流,在一些特殊的地方,還使用高壓脈沖電流.3.1.1交流電流AC交流電具有大小和方向的周期變化,在磁場特性上也是隨時間作 有規(guī)律變化.交流電具有集膚效應(yīng), 其外表附近的磁場較為顯著,可 以提升工件外表缺陷檢查的靈敏度,而且工件磁化后也容易退磁.交流電具有集膚效應(yīng)的原因是由于導(dǎo)體在變化的磁場里因電磁 感應(yīng)而產(chǎn)生渦流.材料的電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率增加時, 或交流

14、電的頻 率提升時,都會使集膚效應(yīng)更加明顯.50Hz交流電的集膚深度,大 約 2mm.3、交流電的優(yōu)點和局限性 P52(6)對截面變化的工件磁化時易用交流電.(9)對在用設(shè)備用交流電好于直流電.4、交流電斷電相位的影響3.3.3斷電相位限制器采用剩磁法檢測時,交流探傷機應(yīng)配備斷電相位限制器. 目的得到最大的剩磁.3.1.5如何選擇磁化電流對于鋼鐵的磁化來說,起作用的不是磁化電流的有效值或平均值,而是峰值.由于探傷機上的電流表多用有效值(交流)和平均值(直 流)進行計算,因此存在一個峰值與其它值間的轉(zhuǎn)換關(guān)系電流頃正弦交流電單相整流電三相整流電穩(wěn)恒直流電半濃全波半波全渡計算式1. Wt1.刃打1 2

15、1打注厲一交流電有爼值自流電平均値P561) 外表缺陷-交流電2) 鑄造工件干法-單項半波整流電3) 外表或近外表缺陷-三相全波整流3.2磁化方法目的是使工件得到什么樣的磁場,最好的方法是缺陷與磁場垂 直,也就是最正確的方法.3.2.1 缺陷磁粉顯示和檢測靈敏度 磁粉檢測效果是用磁粉的堆積來顯示的,是以工件上不允許存 在的外表和近外表缺陷能否得到充分的顯示來評定的. 而這種顯示又 與缺陷處的漏磁場的大小和方向有密切關(guān)系. 檢測時被檢材料外表細 小缺陷磁粉顯現(xiàn)的程度叫做檢測靈敏度,或叫做磁粉檢測靈敏度.根據(jù)工件上缺陷顯現(xiàn)的情況,磁粉的顯示可分為四種情況：1顯示不清.磁粉聚集微弱,磁痕淺而淡,不能

16、顯示缺陷全部情 況,重復(fù)性不好,容易漏檢,其檢測靈敏度也是最低,不能作為判斷 缺陷的依據(jù).2根本顯示.磁粉聚集細而弱,能顯示缺陷全部形狀和性質(zhì),重 復(fù)性一般.其檢測靈敏度表現(xiàn)亦欠佳,做為缺陷判斷依據(jù)效果不佳.3清楚顯示.磁粉聚集緊密、集中、鮮明,能顯示全部缺陷形狀 和性質(zhì),重復(fù)性良好,能到達需要的檢測靈敏度.這是磁粉檢測判斷 的標準.4假顯示.缺陷處磁粉聚集過密,在沒有缺陷的外表上有較明顯 的磁粉片或點狀附著物. 有時金屬流線、組織及成分偏析、 應(yīng)力集中、 局部冷作硬化等成分組織的不均勻現(xiàn)象也有所顯示. 偽顯示影響缺陷 的正常判斷,是檢測靈敏度顯示過度的反映,應(yīng)該注意排除.以上四種顯示并不是孤

17、立的, 在不同的檢測條件下各種缺陷顯現(xiàn) 的情況并不一致, 檢測靈敏度也不一樣. 一般情況下較大的缺陷顯示 較為清楚, 而細微缺陷磁痕那么較模糊或不能顯示. 應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計 要求及工藝制度等來確定磁粉檢測的檢測靈敏度, 使在工藝許可的條件下規(guī)定檢查的缺陷的磁痕能夠清楚顯示. 影響磁粉檢測靈敏度的主要因素有： 正確的磁化參數(shù)包括工件磁化的方向和磁場大小確實定 ； 適宜的檢測時機； 適當(dāng)?shù)拇呕椒ê蜋z驗方法； 磁粉的性能和磁懸液濃度及質(zhì)量； 檢測設(shè)備的性能； 工件形狀與外表粗糙度； 缺陷的性質(zhì)、形狀和埋藏深度； 正確的工藝操作； 檢測人員的素質(zhì)； 照明條件等.? 其中,合理地選擇磁化方法和磁化標準

18、的工藝參數(shù)是保證磁 粉檢測靈敏度的關(guān)鍵因素. 即是說, 要保證磁粉檢測靈敏度,必須選 擇能夠顯示缺陷的最正確磁化方向的方法, 以及能夠在這種方法下清楚 顯示缺陷的磁化電流標準.3.2.2 最正確磁化方向的選擇1磁場方向與發(fā)現(xiàn)缺陷的關(guān)系 工件磁化時,與磁場方向垂直的缺陷最容易產(chǎn)生足夠的漏磁場, 也就最容易吸附磁粉而顯現(xiàn)缺陷的形狀. 當(dāng)缺陷方向與磁場方向大于 45°角時,磁化仍然有效；當(dāng)缺陷方向平行于或接近平行于磁場方向 時,缺陷漏磁場很少或沒有,發(fā)現(xiàn)不了缺陷造成漏檢. 必須對工件的 磁化最正確方向進行選擇, 使缺陷方向與磁場方向垂直或接近垂直, 以 獲得最大的漏磁場. 但是,工件中的缺

19、陷方向是不確定的,可能有各 種取向.這些方向有時難于預(yù)計.為了發(fā)現(xiàn)所有的缺陷,于是開展了 各種不同的磁化方法, 以便在工件上建立各種不同方向的磁場. 磁粉 探傷時,應(yīng)該根據(jù)工件的加工工藝和使用歷史對缺陷作一個預(yù)計, 以 尋找適宜的磁化方向, 即在工件上建立適合的工作磁路, 以得到需要 的磁化場.2選擇磁化方法應(yīng)考慮的因素選擇工件磁化方法實際就是選擇工件的最正確磁化方向. 一般說來, 選擇工件磁化方法主要應(yīng)考慮的因素有：1工件的尺寸大小.對于尺寸較小的工件,通常選用整體磁化 的方法；而對于尺寸較大的工件,那么選擇局部磁化方法.2工件的外形結(jié)構(gòu).外形結(jié)構(gòu)簡單的工件,通常采用單一的磁 化方法.而形狀

20、比擬復(fù)雜的工件,往往采用一種磁化方法缺陷難 于完全顯示,有必要采用多種磁化方法或多向磁化的方法.特別 是一些體積較大而形狀又較復(fù)雜的工件更是如此.3工件的外表狀態(tài).工件外表比擬粗糙的工件可以采用直接通 電的磁化方法.但有的工件直接通電會影響工件外表形態(tài)或使用 效果,那么只能采用感應(yīng)磁化的方法.4工件檢查的數(shù)量.對于數(shù)量較少的工件,可采用一般規(guī)定的 磁化方法 如分兩次或?qū)掖未呕?；但對于大批量的檢查,那么往 往采用多向磁化或半自動化檢查方法.(5) 預(yù)計工件可能產(chǎn)生缺陷的方向.如原材料缺陷多采用周向磁化, 使用中的工件多考慮應(yīng)力集中處的疲勞裂紋常采用縱向磁化或多向 磁化等.對于以上因素,其根本要

21、求都是要根據(jù)工件設(shè)計要求和過去使用中斷裂的情況,結(jié)合材料應(yīng)力和加工中容易出現(xiàn)的缺陷方向, 選擇適 當(dāng)?shù)拇呕椒?323磁化方法的分類根據(jù)工件磁化時磁場的方向,可以分為周向磁化、縱向磁化、多向磁化和輔助通電法.如下圖的是周向磁化主要磁化方法.廠軸向通電法通電法直用通電法周向磁化L夾鉗通電法 _中央導(dǎo)體法中央導(dǎo)體法J偏置導(dǎo)體法一骸頭法感應(yīng)電流液L環(huán)形件繞電規(guī)法縱向磁化的縱向磁場可由磁化線圈(螺線管)產(chǎn)生,也可由電磁軛或 永久磁鐵產(chǎn)生,其主要磁化方式如圖 所示I-繞電纜法-踐圈法L媒管線圈磁化法縱向磁化法廠圈定磁老第體雄化1-使攜鐵魂局部戡化為了能夠一次磁化發(fā)現(xiàn)工件各個方向上的缺陷, 根據(jù)磁場疊加的

22、 原理,可以采用兩個或兩個以上變化的磁場對工件同時進行磁化.當(dāng)疊加的合成磁場方向不斷變化時,工件中產(chǎn)生了一個大小及方向隨時 間成圓形、橢圓形或其它形狀軌跡的多向組合磁場.因此可以發(fā)現(xiàn)多 于一個方向上的缺陷.多向磁化方法又稱組合磁化法或復(fù)合磁化法. 主要有螺旋形擺動磁場磁化法、十字交叉磁軛旋轉(zhuǎn)磁場磁化法以及線 圈交叉旋轉(zhuǎn)磁場磁化法等.周向磁化和縱向磁化是指磁化時磁場的方向, 通電磁化和間接磁 化通磁磁化是指工件磁化時電流磁場產(chǎn)生的方式.所謂通電磁化,是指工件在磁化時自身全部或局部通過電流, 工 件的磁化是由通過工件電流的磁場完成的. 這種磁化的方法有軸向通 電磁化法、直角通電磁化法、觸頭通電磁化

23、法以及感應(yīng)電流磁化法等. 前三種方法中工件作為電路的一局部由專門電極磁化；后一種那么是利用電磁感應(yīng)的原理在工件上感應(yīng)出電流,使工件得到磁化.間接磁化是利用磁場感應(yīng)原理將鐵磁工件磁化,所以也叫通磁磁 化.這種磁化磁場可以是周向磁場中央導(dǎo)體法,也可以是縱向磁 場線圈或磁軛,可能是由電流導(dǎo)體產(chǎn)生,也可由永久磁鐵所產(chǎn)生. 當(dāng)工件置于這種磁場中,工件本身將被磁化.磁化工件的磁場又叫磁 化場,它是外加的,不管有無工件這種磁化場都存在,除非人為取消 它；而通電磁化的磁場在電流通過工件時產(chǎn)生,電流消失就沒有了. 這是二者的差異.通電磁化的磁場多屬周向磁化, 而感應(yīng)磁化的磁場有可能是周向 磁場,也可能是縱向磁場

24、.3.2.4 、磁化標準分級及其確定原那么要保證磁粉檢測的靈敏度, 必須要合理地選擇磁化方法和磁化規(guī) 范.所謂磁化標準, 是在工件上建立必要的工作磁通時所選擇的適宜 的磁化磁場或磁化電流值. 實際應(yīng)用時,磁化標準根據(jù)檢測靈敏度一般可分為三個等級：1標準磁化標準.在這種情況下,能清楚顯示工件上所有的缺陷, 如深度超過 0.05mm 的裂紋,外表較小的發(fā)紋及非金屬夾雜物等,一 般在要求較高的工件檢測中采用. 通常把標準磁化標準叫做標準靈敏 度標準.2嚴格磁化標準.在這種標準下,可以顯示出工件上深度在 0.05mm 以內(nèi)的微細裂紋,皮下發(fā)紋以及其它的外表與近外表缺陷. 適用于特殊要求的場合, 如承受

25、高負荷、 應(yīng)力集中及受力狀態(tài)復(fù)雜的 工件,或者為了進一步了解缺陷性質(zhì)而采用. 這種標準下處理不好時 可能會出現(xiàn)偽像.嚴格磁化標準有時也叫做高靈敏度標準.3放寬磁化標準.在這種標準下,能清楚地顯示出各種性質(zhì)的裂 紋和其它較大的缺陷. 適用于要求不高工件的磁粉檢測. 由于其檢測 靈敏度較上兩種低,故有時也叫做低靈敏度標準.根據(jù)工件磁化時磁場產(chǎn)生的方向, 通常又將磁化標準分為周向磁 化標準和縱向磁化標準兩大類. 而根據(jù)檢測時的檢驗方法又有連續(xù)法 磁化和剩磁法磁化標準之分, 不同的方法所得到的檢測靈敏度也不盡 相同.以連續(xù)法與剩磁法為例, 連續(xù)法是在工件磁化的同時施加磁粉 介質(zhì)的方法, 它適用于各種磁

26、性材料, 能在工件外表獲得最大的檢測 靈敏度, 但假設(shè)磁化不當(dāng)時也可能產(chǎn)生磁粉的假顯示； 剩磁法是利用材 料磁化后的剩余磁場進行檢測的, 它能得到足夠的檢測靈敏度, 但這 是在工件材料保證有充分剩磁的情況下才有可能. 另外,磁粉檢測中 的多向磁化是在各單向磁化磁場合成的根底上進行的, 選取磁化標準 時應(yīng)注意在磁場變化周期內(nèi)的各個瞬時的合成磁場矢量對工件的磁 化情況.根據(jù)磁粉檢測的原理可知道, 工件外表下的磁感應(yīng)強度是決定缺 陷漏磁場大小的主要因素. 換句話說, 應(yīng)根據(jù)工件磁化時所需要的磁 感應(yīng)強度磁通密度的數(shù)值來確定相應(yīng)的外加磁化場強度的大小.在制定一個工件的磁化標準時, 需要綜合考慮被檢測工

27、件的材質(zhì)、 熱處理狀態(tài)、形狀與幾何尺寸、技術(shù)要求及磁化方法等多種因素.具 體地說, 制定一個工件的磁化標準時, 首先要根據(jù)材料的磁特性和熱 處理情況, 確定是采用連續(xù)法還是剩磁法進行檢驗, 然后根據(jù)工件尺 寸、形狀、外表粗糙度以及缺陷可能存在的位置及形狀大小確定磁化 的方法,最后再根據(jù)磁化后工件外表應(yīng)到達的有效磁場值及檢驗的要 求確定磁化電流類型并計算出大小. 不同的工件所采用的不同的方法 以及不同的技術(shù)要求檢測條件所選取磁化標準是不相同的. 但根本的 目的都是使工件得到技術(shù)條件許可下的最充分磁化.3.3 周向磁化方法及磁場分布3.3.1 通電磁化法通電法又叫直接通電法,屬周向磁化.方法是將工

28、件夾在探傷機 的一對接觸板電極之間,使低電壓的較大電流通過兩電極進入被 檢測的工件.這時,在工件外表和內(nèi)部將產(chǎn)生周向磁場,如下圖.通電時電流可沿著工件的任何夾持方向流動. 如果工件截面是圓 形,便產(chǎn)生環(huán)狀磁場；長方形截面那么產(chǎn)生橢圓形磁場.電流和磁場在方向上遵從通電導(dǎo)體右手螺旋法那么. 工件通過電流有幾種形式：沿工 件軸向通過磁化電流叫軸向通電法,垂直于工件軸向通電磁化叫直角 通電法；還有一種工件不便于采用探傷機上的固定接觸板而采用夾鉗 夾住工件需要通電的部位進行磁化的方法叫夾鉗通電法； 直角通電法 如圖和夾鉗通電法如圖.通電法主要用來發(fā)現(xiàn)與磁場方向垂直而與電流方向平行的缺陷. 工件通電時,磁

29、力線流經(jīng)的途徑全部通過工件, 磁場封閉在工件的輪 廓內(nèi).假設(shè)外表和近外表材料連續(xù),就沒有磁極產(chǎn)生,也就不能形成漏 磁場；假設(shè)工件外表有缺陷或材料有不連續(xù)處, 磁力線將產(chǎn)生折射而形 成漏磁場.通電法是一種最常用的有效的磁化方法, 這種方法在多數(shù)情況下 都能使磁場與缺陷方向成一個角度, 對缺陷反響靈敏,具有方便快速 的特點.特別適用于批量檢驗.只要限制通入工件電流的大小,就可 以限制產(chǎn)生磁場的大小.通電法的磁化電流可以采用任何一種電流.如圖表示了實心圓鋼件和空心圓鋼件通電法磁化時磁場分布的情況.從圖中可以看出,實心工件中央和空心工件內(nèi)壁磁感應(yīng)強度為零, 隨著距工件中央距離的變化,磁感應(yīng)強度逐漸增大

30、,在工件外外表達 到最大值.當(dāng)磁場從工件上進入到空氣中時,磁感應(yīng)強度急劇減少. 這是由于鋼鐵材料和空氣磁導(dǎo)率不一樣的緣故. 在空氣中,磁感應(yīng)強 度隨著距離的增加進一步減少.從圖中還可以看出,交流磁場在外表 附近最大,而直流磁場從中央成比例地向外表增大, 即對近外表的缺 陷檢出水平強于交流電.從上圖中還可知,直接通電的空心工件內(nèi)外表不存在磁場分布, 因此直接通電方法不適用于工件內(nèi)外表的磁粉檢測.通電法能對各種工件實施有效的磁化.它磁場集中,無退磁場, 能對工件整體全長實施磁化；且操作方便,工藝簡單,只要電流足夠, 短時間可進行大面積磁化,檢測效率較高；同時,通電法的檢測靈敏 度也較高,磁化電流的

31、計算也較容易,是最常使用的磁化方法之一. 但該方法接觸不良時會產(chǎn)生燒傷工件,也不能檢測空心工件內(nèi)外表的 不連續(xù)性,夾持細長工件時,容易使工件變形.由于電流直接通過工 件,通電時間過長時,工件發(fā)熱現(xiàn)象嚴重.通電法常用于實心和空心工件如焊接件、機加工件、軸類、鋼管、鑄鋼件和鍛鋼件的磁粉探傷.332中央導(dǎo)體法中央導(dǎo)體法是將導(dǎo)體心棒或電纜穿入空心鋼件的孔中,并置于孔 的中央使電流從導(dǎo)體上通過,利用導(dǎo)體產(chǎn)生的周向磁場來使工件得到 感應(yīng)磁化.這種方法又叫穿棒法或心棒法,也叫電流貫穿法,如圖所 示.心棒通過電流時,在心棒周圍產(chǎn)生的磁場在工件上形成了閉合 的工作磁通.其磁場分布見圖從圖中可以看出,磁場在工件內(nèi)

32、外表具有最大值. 隨著距心棒中 心距離的增加,工件中的磁感應(yīng)強度值有所降低. 在工件外外表以外 急劇下降到磁場強度值,然后與距離成反比減少.心棒材料一般用導(dǎo)電良好的非鐵磁材料,常采用銅或鋁棒.中央導(dǎo)體法主要用來檢查工件沿軸向平行于電流方向或小于45 范圍內(nèi)的缺陷. 由于它是感應(yīng)磁化, 工件內(nèi)外外表的軸向缺陷及兩 端面的徑向缺陷都可以發(fā)現(xiàn).中央導(dǎo)體法在中空工件檢查中廣泛使用,如鋼管、空心圓柱、軸 承圈、齒輪、螺帽、環(huán)形件、管接頭以及較大法蘭盤的孔等的檢查中. 它的最大優(yōu)點是采用感應(yīng)磁化, 工件中無電流直接通過, 不會產(chǎn)生電 弧燒傷工件的情況； 在磁化過程中, 工件內(nèi)外外表和端面都能得到周 向磁化

33、；對小型工件,可在心棒上一次穿上多個進行磁化以提升效 率；工藝簡單、 檢測效率高并且有較高的檢測靈敏度.其缺乏處在于 只能檢查中空的零件, 并且內(nèi)外外表的檢測靈敏度不一致, 對于管壁 較厚的工件更是如此. 如果管狀工件的直徑過大或有某些特殊形狀, 在采用中央導(dǎo)體法時應(yīng) 作適當(dāng)調(diào)整,如：1大直徑工件時可采用偏置心棒分段進行磁化.由于大直徑工件整 體磁化時需要電流過大, 普通檢測設(shè)備難于到達. 這時可采用偏置心 棒法進行磁化. 方法是將導(dǎo)電心棒置于工件孔中并貼近內(nèi)壁放置, 電 流從心棒流過并在工件上形成局部周向磁場見圖 ,該磁場能夠檢 測出空心工件心棒附近內(nèi)外外表與電流方向平行和端面徑向的不連 續(xù)

34、性.檢查時,應(yīng)采用適當(dāng)?shù)碾娏髦祵ぜM行磁化,有效檢查 范圍約為心棒直徑的 4倍.為了全面檢查工件,使用中應(yīng)轉(zhuǎn)開工件或 移動心棒,以檢查整個圓周.為預(yù)防漏檢,每次檢查區(qū)域間應(yīng)有 10% 的覆蓋.2一端有圭寸頭的工件,用心棒穿入作為一端,圭寸頭作為另一端,通電磁化,如下圖3大型工件的螺釘孔、法蘭盤的固定孔等可用電纜穿過對孔周圍實施檢查.4彎曲內(nèi)孔的工件可用柔性電纜代替剛性心棒檢查.此外,還可以采用立式磁化工件和心棒直立,以檢查內(nèi)壁等. 333觸頭通電法觸頭通電法又叫支桿法、尖錐法或手持電極法.它是直接通電磁 化的又一形式,它與軸向通電法的不同之處是將一對固定的接觸板電 極換成了一對可移動的支桿式

35、觸頭電極,以便對大工件進行局部磁化, 用來發(fā)現(xiàn)與兩觸頭連線平行的不連續(xù)性.如圖運用觸頭法可用較小的電流值在局部得到必要的磁化場強度. 方法是調(diào)節(jié)兩觸頭電極間的距離.一般間距可取 150-200mm,特殊 時可至300mm,但最短不宜小于50mm.下列圖是用觸頭法檢查時兩觸 頭間的磁場分布和電流分布.3.842 采用觸頭法時,電極間距應(yīng)限制在 75mm200mm之間 磁場的有效寬度為觸頭中央線兩側(cè) 1/4極距,通電時間不應(yīng)太長,電 極與工件之間應(yīng)保持良好的接觸,以免燒傷工件.兩次磁化區(qū)域間應(yīng) 有不小于10%的磁化重疊區(qū).檢測時磁化電流應(yīng)根據(jù)標準試片實測 結(jié)果來校正.觸頭法探傷時可用各種電流對工件

36、進行磁化. 采用半波整流電磁 化效果更好.334感應(yīng)電流法感應(yīng)電流法也是一種工件中通過電流的磁化方法. 不過它不是直 接用電極從電網(wǎng)或設(shè)備中得到電流,而是運用變壓器原理,把環(huán) 形工件作為變壓器的次級線圈,當(dāng)工件中磁通發(fā)生變化時就可能在工 件上感應(yīng)產(chǎn)生出大的周向電流,形成一個閉合的工作磁路.感應(yīng)電流 法原理如下圖.感應(yīng)電流法又叫磁通貫穿法.由于電流沿工件環(huán)形方向閉合流動, 適合于檢查工件內(nèi)外壁及側(cè)面上沿截面邊緣圓周方向分布的缺陷.這種方法工件不與電源裝置直接接觸, 也不受機械壓力,可以預(yù)防工件 端部燒傷和變形.在一些環(huán)狀薄壁工件如軸承環(huán)檢查時經(jīng)常用到.對一些較小的環(huán)狀工件也可以采用另一種感應(yīng)電流

37、磁化的方法. 即工件放在線圈中,線圈中央插入一根鐵心,利用其交變磁通在工件 上感應(yīng)出電流.如下圖.9采用感應(yīng)電流方法磁化工件時,工件上的感應(yīng)電流與磁通量的變 化率成正比.為此,激磁線圈的磁勢應(yīng)足夠大,才能產(chǎn)生適宜的感應(yīng) 電流.感應(yīng)電流法一般用交流電產(chǎn)生磁場,工件上產(chǎn)生的電流結(jié)合連續(xù) 法可運用于檢查軟磁或剩磁小的工件.如果工件材料具有較大的剩磁 時,也可以用快速切斷電路的方法使電流迅速中斷, 其結(jié)果是磁通量 也迅速變化消失.于是在工件中可感應(yīng)出一個沿工件圓周方向的、安培值很高的單脈沖電流.這樣,工件就被環(huán)形磁場磁化,具有剩磁, 即可采用剩磁法檢驗.這時,磁化用的電流為直流電流.335環(huán)形件繞電纜

38、法為了發(fā)現(xiàn)環(huán)形工件內(nèi)外壁上沿圓周方向上缺陷, 可以采用繞電纜 的方式進行磁化,如下圖.1114由于磁路是一閉合鐵磁體,無退磁場產(chǎn)生,工件易于磁化.但由于線圈繞制不方便,該法僅適用于檢查批量不大的地方.環(huán)形件繞 電纜法發(fā)現(xiàn)的缺陷正好與感應(yīng)電流法相垂直, 故可將兩種方法結(jié)合成 多向磁化方法進行檢查.3.4 縱向磁化方法及磁場分布341線圈法線圈法有固定線圈和柔性電纜纏繞線圈兩種方法.固定線圈是指 線圈外形、匝數(shù)、使用條件都確定的線圈,在磁粉探傷中多采用短螺 管線圈.柔性電纜纏繞線圈是指根據(jù)工件形狀的不同而臨時纏繞電纜形成的磁化線圈.如下圖當(dāng)電流通過線圈時,線圈中產(chǎn)生的縱向磁場將使線圈中的工件感應(yīng)磁

39、化.能發(fā)現(xiàn)工件上沿圓周方向上的缺陷, 即與線圈軸垂直方向上的橫向缺陷.采用快速斷電方法還可以檢查工件端面的橫向不連續(xù) 性.線圈法磁化時工件上無電流通過,操作方法也比擬簡單,有較高 的檢測靈敏度,是磁粉檢測的根本方法之一.磁粉檢測中多用短螺管線圈, 它的磁場是一個不均勻的縱向磁場, 工件在磁場中得到的是不均勻磁化. 在線圈中部磁場最強, 并向端部 進行發(fā)散,離線圈愈遠,其磁場發(fā)散愈嚴重, 有效磁場也愈小.因此, 對于長度遠大于線圈直徑的工件, 其有效磁化范圍僅在距線圈端部約 為線圈直徑 1/2 的地方.線圈磁化方法在工件兩端產(chǎn)生了磁極,形成了退磁場.工件在 線圈中是否容易被磁化, 除與工件的材料

40、特性相關(guān)外, 更與工件的長 度和直徑之比L/D有密切關(guān)系.L/D值愈小退磁場越強,工件也 就愈難于磁化. 另外,工件與線圈的截面積大小的比值也影響磁化效 果.這是由于工件對激磁線圈的反射阻抗和工件外表退磁場增大的緣 故.這個比值S工作/ S線圈叫填充系數(shù),用n表示.一般說來,n v 0.1時,這種影響可以忽略不計. 在線圈法中,由于使用電流的不同, 有交流線圈和直流線圈之分.交 流線圈受電感的影響,通常匝數(shù)較少, 磁化電流也較大, 多采用大導(dǎo) 線或銅條單層繞制 間繞或密繞.這樣線圈阻抗較小, 激磁磁場可 以較大.直流線圈由于只有電阻,線圈匝數(shù)相對較多, 為了保持短線 圈的形狀, 通常采用多層密

41、繞方式. 在采用三相全波整流線圈磁化長 條形工件時, 工件兩端的磁力線可能垂直于工件外表, 工件兩端外表 的缺陷可能出現(xiàn)漏檢. 為了克服這一缺乏, 通常采用快速斷電方式切 斷線圈中的三相全波整流電流, 使通過工件的磁場迅速為零, 在工件 內(nèi)部形成非常大的低頻渦流,同時在工作外表建立一種封閉的環(huán)形磁 場,使工件端面的橫向缺陷得以顯現(xiàn).快速斷電效應(yīng)可采用快速斷電 試驗器測量驗證.另外,為了適應(yīng)一些較大工件的批量檢查,也有將 交流線圈作成間繞開合方式.但應(yīng)注意間繞方式磁場的不均勻性.342磁軛法磁軛法是縱向磁化的又一種形式.它利用電磁軛或永久磁鐵對工 件感應(yīng)磁化.在磁軛法中,工件是閉合磁路的一局部,

42、在兩個磁極之 間磁化.根據(jù)設(shè)備裝置的不同,又有固定式磁軛和便攜式磁軛之分.固定式磁軛又叫做極間法.它是將工件夾在電磁軛的兩個磁極 之間.兩個磁極的位置可作相對調(diào)整,工件就在這兩個磁極間被整體 磁化.在固定式磁軛中,磁路是在鐵心中閉合的,除微小的空氣隙外, 磁路中磁通的損失較小.在磁化時,工件上的磁力線大體平行于兩磁 極間的連線,如下圖.固定式磁軛的磁化線圈多裝在磁極兩端也有裝在中部的.這 樣可以提升磁極間的磁壓使工件得到較高的磁感應(yīng)強度.磁軛的鐵心 一般作得較大并選用軟磁材料,以減少其中的磁阻.在檢測中,如果 工件長度較長,工件中部由于離磁極較遠,有可能得不到適宜的磁化. 有時將工件夾持在兩極

43、間,并在工件中央放上線圈,如果此時已形成閉合磁路,那么也是一種極間式磁軛檢測.在固定式磁軛中,一般多米用整流電流磁化方式. 這是由于鐵軛 在交流電磁化容易受磁滯影響并產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗, 且交流磁 化電流較大,線圈制作困難及散熱不容易限制.便攜式磁軛是一種輕便的適用于野外工作操作的電磁鐵, 主要用 于對工件施行局部磁化.有直流和交流兩種供電形式,其外形如圖所 示.便攜式磁軛由一個專用的磁化線圈產(chǎn)生磁場,兀形磁軛形成兩極.兩 極間的磁力線不是均勻的,如圖表示了這種不均勻磁場.利用便攜式電磁軛檢測時,檢測的有效范圍取決于檢測裝置的性 能、檢測條件以及工件的形狀.一般是以兩極間的連線為短軸的橢圓

44、 形所包圍的面積,如下圖.工件上的磁場分布取決于磁極間的距離極間距.在磁路上總磁勢一定的情況下,工件外表的磁場強度隨著兩極距離的增大而降低,圖說明了這種情況01001 愉 JBQ 200哋同MiflS mm0.8EV蘭-鏗理吏3便攜式磁軛的間距有固定式和可調(diào)式兩種. 可調(diào)關(guān)節(jié)越多,關(guān)節(jié) 間的間距越大,那么磁軛上的磁阻也越大,工件上得到的磁化場強度越 弱.為了預(yù)防磁化缺乏的情況產(chǎn)生,通常采用規(guī)定電磁吸力的方法來 限制磁場,以保證檢測工作的正常進行.385 磁軛法385.1 磁軛的磁極間距應(yīng)限制在 75mm200mm之間,檢測的有 效區(qū)域為兩極連線兩側(cè)各 50mm的范圍內(nèi),磁化區(qū)域每次應(yīng)有不少 于15mm的重疊.385.2 采用磁軛法磁化工件時,其磁化電流應(yīng)根據(jù)標準試片實測結(jié) 果來選擇；如果采用固定式磁軛磁化工件時,應(yīng)根據(jù)標準試片實測結(jié) 果來校驗靈敏度是否滿足要求.343多向磁化及其它磁化方