磁粉檢測(cè)技術(shù)及缺陷分析

1、磁粉檢測(cè)技術(shù)及缺陷分析磁粉檢測(cè)技術(shù)及缺陷分析張志超福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)院技術(shù)部高級(jí)檢驗(yàn)師、高級(jí)探傷師全國(guó)無損檢測(cè)人員資格考核委員會(huì)考（(Nondestructive Testing)X射線探傷機(jī)超聲檢測(cè)的原理超聲檢測(cè)的原理超聲波探傷儀HS800型 便攜式TOFD超聲波檢測(cè)儀相控陣檢測(cè)儀磁粉檢測(cè)裂紋示意圖 定義：在鐵磁質(zhì)中，相鄰鐵原子中的電子之間存在著非常強(qiáng)的交換耦合作用，該相互作用促使相鄰原子中的電子磁矩在小范圍內(nèi)“自發(fā)地”排列起來，形成一個(gè)個(gè)小的“自發(fā)磁化區(qū)”，這種自發(fā)磁化區(qū)稱為“磁疇”。 (a)(a)(b)(b)(c)(c) 材料Tc/純鐵770硅鋼（熱軋）690硅

2、鋼（冷軋）70045坡莫合金44078坡莫合金580超坡莫合金400鐵氧體100-6000I1N2N接沖擊電流計(jì)mMHM0absQmHmBHimmmHmuHmuH BmBRORmBSSmHcHCCmHHmBmHarctan(/)B H （3） a） b） c） 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。而垂直分量為通過中心點(diǎn)的曲線，其示意圖如下，圖中（a）為水平分量，（b）為垂直分量，如果將兩個(gè)分量合成，則可得到如圖（c）所示的漏磁場(chǎng)。 2）缺陷位置及形狀的影響）缺

3、陷位置及形狀的影響 a） 缺陷埋藏深度的影響：影響很大缺陷埋藏深度的影響：影響很大 同樣的缺陷，位同樣的缺陷，位于工件表面時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)大；若位于工件的近表于工件表面時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)大；若位于工件的近表面，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)顯著減小；若位于工件表面很深處，面，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)顯著減??；若位于工件表面很深處，則幾乎沒有漏磁場(chǎng)泄漏出工件表面。則幾乎沒有漏磁場(chǎng)泄漏出工件表面。 晶粒大小的影響 含碳量的影響 熱處理的影響 合金元素的影響 冷加工的影響 周向磁化是指給工件直接通電，或者使電流通過貫穿空心工件孔中的導(dǎo)體，旨在工件中建立一個(gè)環(huán)繞工件的并與工件軸相垂直的周向閉合磁場(chǎng)，用于發(fā)現(xiàn)與工件軸平行的縱向缺陷。

4、縱向磁化是指將電流通過環(huán)繞工件的線圈，沿工件縱長(zhǎng)方向磁化的方法，工件中的磁感應(yīng)線平行于線圈的中心軸線。用于發(fā)現(xiàn)與工件軸相垂直的周向缺陷(橫向缺陷)。利用電磁扼和永磁鐵磁化，使磁感應(yīng)線平行于工件縱軸的磁化方法亦屬于縱向磁化。 多向磁化是指通過復(fù)合磁化，在工件中產(chǎn)生一個(gè)大小和方向隨時(shí)間成圓形，橢圓形或螺旋形軌跡變化的磁場(chǎng)，因?yàn)榇艌?chǎng)的方向在工件上不斷地變化，所以可以發(fā)現(xiàn)工件上多個(gè)方向的缺陷。 熒光磁粉 在黑光下觀察磁痕顯示的磁粉稱為熒光磁粉。熒光磁粉是以磁性氧化鐵粉、工業(yè)純鐵粉或羰基鐵粉為核心，在鐵粉外面用樹脂粘附一層熒光染料(如YC2熒光磁粉)或?qū)晒馊玖匣瘜W(xué)處理在鐵粉表面（如美國(guó)14A熒光磁粉）

5、而制成。熒光磁粉檢測(cè) 齒輪裂紋非熒光磁粉 在可見光下觀察磁痕顯示的磁粉稱為非熒光磁粉。常用的有四氧化三鐵（Fe3O4）黑磁粉和三氧化二鐵（-Fe2O3）紅褐色磁粉，還有蘭磁粉、白磁粉，所以也叫彩色磁粉。這兩種磁粉既適用于濕法，又適用于干法。非熒光磁粉檢測(cè) 鑄造冷裂紋濕法與濕法 濕法用磁粉是將磁粉懸浮在油或水載液中噴灑到工件表面的磁粉；濕法用磁粉是將磁粉在空氣中吹成霧狀噴撒到工件表面的磁粉。連續(xù)法和剩磁法 連續(xù)法在外加磁場(chǎng)磁化的同時(shí)，將磁粉或磁懸液施加到工件上進(jìn)行磁粉檢測(cè)的方法。 剩磁法在停止磁化后，再將磁懸液施加到工件上，利用工件上的剩磁進(jìn)行磁粉檢測(cè)的方法。連續(xù)法的應(yīng)用范圍 (1)適用于所有鐵

6、磁性材料和工件的磁粉檢測(cè)。 (2)工件形狀復(fù)雜不易得到所需剩磁時(shí)。 (3)表面覆蓋層較厚的工件。 (4)使用剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，設(shè)備功率達(dá)不到時(shí)。剩磁法的應(yīng)用范圍 (1)凡經(jīng)過熱處理（淬火、回火、滲碳、滲氮及局部正火等）的高碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，矯頑力在1KA/m，剩磁在0.8T以上者，才可進(jìn)行剩磁法檢驗(yàn)。 (2)用于因工件幾何形狀限制連續(xù)法難以檢驗(yàn)的部位，如螺紋根部和筒形件內(nèi)表面。 (3)用于評(píng)價(jià)連續(xù)法檢驗(yàn)出的磁痕顯示屬于表面還是近表面缺陷顯示。周向磁化規(guī)范的分級(jí)，見下表規(guī)范名稱檢測(cè)方法 應(yīng)用范圍連續(xù)法剩磁法嚴(yán)格規(guī)范 H2 H3（基本飽和區(qū)）H3以后（飽和區(qū)）適用于特殊要求或進(jìn)一步鑒定缺陷性質(zhì)的工件標(biāo)

7、準(zhǔn)規(guī)范H1H2（近飽和區(qū)）H3以后（飽和區(qū)）適用于較嚴(yán)格的要求放寬規(guī)范 H1（激烈磁化區(qū)）H2 H3 （基本飽和區(qū)）適用于一般的要求（發(fā)現(xiàn)大的缺陷）mH 1）連續(xù)法 連續(xù)法周向磁場(chǎng)的選擇一般應(yīng)選擇在 之間為宜。 2）剩磁法 剩磁法檢測(cè)時(shí)的磁化場(chǎng)應(yīng)選取在遠(yuǎn)比 大的磁場(chǎng)范 圍 ， 一 般 選 在 大 于 的 飽 和 區(qū) 段 ， 通 常 為 0.9 。這樣，當(dāng)去掉磁化場(chǎng)后，工件上的剩磁和矯頑力才能保證有足夠大的數(shù)值，確保工件具有足夠的剩余磁性產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，從而使缺陷處吸附磁粉并被檢測(cè)出。mH3HmH3H3HmH JB/T4730.4-2005 第四部分：磁粉檢測(cè)第四部分：磁粉檢測(cè) 類型規(guī)格：缺陷槽深試

8、片厚度（m）圖形和尺寸(mm)A1型A1750A11550A13050A115100A130100A160100C型C850C1550D型D750D1550M1型127509155063050分割線人工缺陷表表5 標(biāo)準(zhǔn)試片的類型、規(guī)格和圖形標(biāo)準(zhǔn)試片的類型、規(guī)格和圖形15/50A1型試片顯示磁粉檢測(cè)的應(yīng)用-磁軛法 便攜式磁探儀。 幾何形狀復(fù)雜的工件檢驗(yàn)較困難。幾何形狀復(fù)雜的工件檢驗(yàn)較困難。磁軛必須放到有利于缺陷檢出的方向。磁軛必須放到有利于缺陷檢出的方向。用便攜式磁軛一次磁化只能檢驗(yàn)較小的區(qū)域，大用便攜式磁軛一次磁化只能檢驗(yàn)較小的區(qū)域，大面積檢驗(yàn)時(shí)，要求分塊累積，效率很低。面積檢驗(yàn)時(shí)，要求分塊累積，效率很低。磁軛磁化時(shí)應(yīng)與工件接觸好磁軛磁化時(shí)應(yīng)與工件接觸好.盡璧減小間隙的影響盡璧減小間隙的影響 3)磁扼法適用于特種設(shè)備平板對(duì)接焊縫、磁扼法適用于特種設(shè)備平板對(duì)接焊縫、T形焊縫形焊縫、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材的局部磁粉檢測(cè)。整體磁化適用于零件橫截面小的局部磁粉檢測(cè)。整體磁化適用