磁粉检测基础知识

[2019-01-11]

1、磁粉(magnetic particle)检测原理:铁磁性材料(Material)被磁化后,其内部产生很强的磁感应强度,磁力线密度增大几百倍到几千倍,如果材料中存在不连续性(包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续性),磁力线会发生畸变(指:畸形地变化),部分磁力线有可能逸出材料表面,从空间穿过,形成漏特性:波粒的辐射,漏磁场的局部磁极可以吸引铁磁物质。如图试件中裂纹造成的不连续性使磁力线畸变,由于裂纹中空气介质的磁导率远远低于试件的磁导率,使磁力线受阻,一部分磁力线挤到缺陷的底部,一部分穿过裂纹,一部分排挤出工件的表面后再进入工件。如果这时在工件上撒上磁粉,漏磁场就会吸附磁粉,形成与缺陷形状相近的磁粉堆积。我们称其为磁痕,从而显示缺陷。当裂纹方向平行于磁力线的传播方向时,磁力线的传播不会受到影响(influence),这时缺陷也不可能检出。
2、磁粉(magnetic particle)检测设备器材1)磁力探伤机分类:按设备体积和重量,磁力探伤机可分为固定式、移动式、携带式三类。

  A、固定(fixed)式探伤机:最常见的固定式探伤机为卧式湿法探伤机,设有放置工件的床身,可以进行包括通电法、线圈法多种磁化,配置了退磁(demagnetization)装置和磁悬液搅拌喷洒装置等,最大磁化电流可达12KA,主要用于中小型工件探伤。
  B、移动式探伤机:体积重量中等,配有轮子,可运至检测(检查并测试)现场作业,能进行多种方式磁化,磁化电流为3~6KA。检测对象为不易搬动的大型工件
  C、便携式探伤机:体积小、重量轻;适合野外和高空作业,多用于锅炉压力容器焊接缝和大型工件局部(part)探伤,最常用的是电磁轭探伤机。电磁轭探伤机是一个绕有线圈的U型铁芯,当线圈中通过(tōng guò)电流(Electron flow),铁芯中产生大量的磁力线,轭铁放在工件上,两极之间的工件局部被磁化。轭铁两极可做成活动式的,极间距和角度(angle)可调,磁化强度指标是磁轭能吸起的铁块重量,称作提升力。2)灵敏度(Sensitivity)试片:用于检查磁粉探伤设备、磁粉磁悬液的综合性(integrity)能。3)磁粉磁悬液磁粉是具有高磁导率和低剩磁的四氧化(oxidation)三铁或三氧化二铁粉末。湿法磁粉平均粒度为2~10μm,干法磁粉平均粒度不大于90μm。按加入的染料可将磁粉分为荧光磁粉和非荧光磁粉,非荧光磁粉有黑、红、白几种不同颜色供选用。由于荧光磁粉的显示对比度比非荧光磁粉高得多,所以采用荧光磁粉进行检测具有磁痕观察容易,检测速度快,灵敏度高的优点。但荧光磁粉检测需一些附加条件:暗环境和黑光灯。磁悬液是以水或煤油为分散介质(起决定作用的物质),加入磁粉配置成的悬浮液。
3、磁粉(magnetic particle)检测工艺突出点:1)磁化方式:常用的磁化方法有
  ①线圈(winding)法
  ②磁轭法
  ③轴向通电法
  ④触头法
  ⑤中心导体法
  ⑥复合磁化 。按磁力线方向分类
  ①
  ②为纵向磁化;
  ③~
  ⑤为周向磁化。实际工作中可根据试件的情况(Condition)选择适当的磁化方法。2)磁粉探伤方法分类:磁粉探伤方法有多种分类方式,按检测时机分为连续(Continuity)法和剩磁法。磁化、施加磁粉和观察同时进行的方法称为连续法;先磁化,后施加磁粉和观察的方法称为剩磁法,只适用于剩磁很大的硬磁材料。按使用的电流种类可分为交流电、直流电两大类。交流电因有集肤效应,对表面缺陷检测灵敏度(Sensitivity)高。按施加磁粉的方法分类可分为湿法和干法,其中湿法采用磁悬液,干法则直接喷洒干粉。前者适宜检测表面光滑的工件上的细小缺陷,后者多用于粗糙(cū cāo)表面。3)磁粉探伤的一般程序:探伤操作包括(bāo kuò):预处理(chǔ lǐ)、磁化和施加磁粉、观察、记录以及后处理(退磁(demagnetization))等。
4、磁粉检测的特性
磁粉检测的特点(优点和局限性):1)适宜铁磁材料探伤,不能用于非铁磁材料检测;2)可以检出表面和近表面缺陷,不能用于检测内部缺陷;3)检测灵敏度很高,可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷;4)检测成本很低,速度快;5)工件的形状和尺寸有时对探伤有影响,因起难以磁化而无法探伤。

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