1、第三章第三章 磁粉检测物理基础磁粉检测物理基础1.磁粉探伤原理磁粉探伤原理2.磁粉探伤装置磁粉探伤装置3.磁粉探伤方法磁粉探伤方法4. 磁粉与磁悬液磁粉与磁悬液5.磁化电流规范磁化电流规范6.磁粉探伤的技术规范磁粉探伤的技术规范7.磁粉探伤灵敏度磁粉探伤灵敏度8.磁痕分析磁痕分析序序磁粉探伤磁粉探伤（Magnetic Particle Testing，简称，简称 MT）磁粉探伤与磁性检测（分类）磁粉探伤与磁性检测（分类）漏磁场探伤：漏磁场探伤：是利用铁磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面是利用铁磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不连续如有不连续性性（材料的均质状态即（材料的均质状态即致密
2、性致密性受到破坏）存在，则在不连续性处受到破坏）存在，则在不连续性处磁力线磁力线离开工件和进入工件表面发生离开工件和进入工件表面发生局部畸变产生磁极局部畸变产生磁极，并形成，并形成可检测的漏磁可检测的漏磁场场进行探伤的方法。进行探伤的方法。漏磁场探伤包括漏磁场探伤包括磁粉探伤磁粉探伤和和利用检测元件探测漏磁场利用检测元件探测漏磁场。其区别在于。其区别在于: 磁粉探伤磁粉探伤是利用铁磁性粉末是利用铁磁性粉末磁粉磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在不连续性处的磁粉聚集形成吸附施加在不连续性处的磁粉聚集形成磁痕磁痕，从而显示出不连续性的位置、，从而显示出不连
3、续性的位置、形状和大小。形状和大小。 利用利用检测元件检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁敏二极管和探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁敏二极管和感应线圈等。感应线圈等。 利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍尔元件检测利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍尔元件检测法、磁敏二极管探测法。法、磁敏二极管探测法。3.1磁粉探伤原理磁粉探伤原理 Magnetic Particle Testing，简称，简称 MT3.1.1 基本原理：基本原理： 铁磁性材料和工件被磁化后，由于铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性不连续性的存在，使工件表面和近表面
4、的磁力线发生局部的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变畸变而产生漏磁场，而产生漏磁场，吸附吸附施加在工件表面的施加在工件表面的磁粉磁粉，形成在合适光照下目视可见的形成在合适光照下目视可见的磁痕磁痕，从而显示出，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。图不连续性的位置、形状和大小。图11所示。所示。 局限性：局限性： MT不能检测不能检测奥氏体不锈钢材料奥氏体不锈钢材料和用和用奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不能焊条焊接的焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料非磁性材料。对于表面。对于表面浅的划伤浅的划伤、埋藏较、埋藏较深的孔洞深的孔洞和与和与工件表面工件
5、表面夹角小于夹角小于20的分层和折叠难以发现。的分层和折叠难以发现。 3.1.2 磁粉探伤的适用性和局限性磁粉探伤的适用性和局限性适用性：适用性： 磁粉探伤适用于检测磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面铁磁性材料表面和和近表面近表面尺寸很小、间隙极窄（如可检尺寸很小、间隙极窄（如可检测出长测出长0.1mm、宽为微米级、宽为微米级的裂纹），目视难以看出的不连续性。的裂纹），目视难以看出的不连续性。铁磁性材料铁磁性材料磁畴磁畴 在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子
6、磁矩平行排列起电子磁矩平行排列起来来，形成一个，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化，这些自发磁化的微小区域，称为的微小区域，称为磁畴磁畴。 一个典型的磁畴宽度约为一个典型的磁畴宽度约为10-3cm，体积约为，体积约为10-9cm3，内部大，内部大约含有约含有1014个磁性原子。个磁性原子。 在没有外加磁场作用时，在没有外加磁场作用时，铁磁性材料内各磁畴的磁铁磁性材料内各磁畴的磁矩方向矩方向相互抵消，相互抵消，对外显对外显示不出磁性，示不出磁性，如图。如图。 铁磁性材料的磁畴方向铁磁性材料的磁畴方向a）不显示磁性；）不显示磁性； b）磁化）磁化 c
7、）保留一定剩磁）保留一定剩磁 当把铁磁性材料放到外加磁场中时当把铁磁性材料放到外加磁场中时，磁畴就会受到外加磁场的作用，磁畴就会受到外加磁场的作用，一是使磁畴磁矩一是使磁畴磁矩转动转动，二是使畴壁发生，二是使畴壁发生位移位移，最后全部磁畴的磁矩方向转向，最后全部磁畴的磁矩方向转向与外加磁场方向一致，铁磁性材料被磁化，与外加磁场方向一致，铁磁性材料被磁化，显示出很强的磁性。显示出很强的磁性。 居里点：居里点：在高温情况下，在高温情况下，磁体中分子热运动会破坏磁畴的有规则排列，使磁体磁体中分子热运动会破坏磁畴的有规则排列，使磁体的磁性削弱。的磁性削弱。超过某一温度后超过某一温度后，磁体的磁性也就全
8、部消失而呈现，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性顺磁性，实现，实现了材料的退磁。铁磁性材料在此了材料的退磁。铁磁性材料在此温度以上温度以上不能再被外加磁场磁化，并将失去原不能再被外加磁场磁化，并将失去原有的磁性的临界温度称为有的磁性的临界温度称为居里点或居里温度居里点或居里温度。从居里点以上的高温冷却下来时，。从居里点以上的高温冷却下来时，只要没有外磁场的影响，材料仍然处于退磁状态。只要没有外磁场的影响，材料仍然处于退磁状态。铁磁性材料的居里点铁磁性材料的居里点材材 料料居里点（居里点（）铁铁镍镍钴钴铁，硅铁，硅5%铁，铬铁，铬10%铁，锰铁，锰4%铁，钒铁，钒6%76936511507207
9、407158153.1.3 磁场和磁力线磁场和磁力线磁场：具有磁性作用的空间磁场：具有磁性作用的空间磁场的特征：磁场的特征： 是对运动的电荷（或电流）具有作用力，在磁场变化的是对运动的电荷（或电流）具有作用力，在磁场变化的同时也产生电场。同时也产生电场。 磁场的显示：磁场的显示： 磁场的大小、方向和分布情况，可以利用磁力线来表示。磁场的大小、方向和分布情况，可以利用磁力线来表示。3.1.4 缺陷漏磁场的强度缺陷漏磁场的强度磁粉探伤中缺陷处漏磁场的强度决定是否能够发现缺陷，磁粉探伤中缺陷处漏磁场的强度决定是否能够发现缺陷，缺陷处的漏磁场强度：缺陷处的漏磁场强度：0内缺BH为保证探伤灵敏度，应当为
10、保证探伤灵敏度，应当提高提高工件的工件的磁感应强度磁感应强度B缺陷磁场的强度还与缺陷磁场的强度还与材料有关材料有关缺陷处漏磁场的大小还取决于缺陷处漏磁场的大小还取决于缺陷本身的尺寸缺陷本身的尺寸当铁磁性材料的磁感应强度达到当铁磁性材料的磁感应强度达到饱和值的饱和值的80%左右时，左右时，漏磁漏磁场便会迅速增大。场便会迅速增大。应用应用1：钢棒通电法磁化钢棒通电法磁化 分别通交流和直流时，磁场强度和磁感应强度的分布特点分别通交流和直流时，磁场强度和磁感应强度的分布特点应用应用2：通电钢管的磁场：通电钢管的磁场 磁场方向：右手定则磁场方向：右手定则 磁场大小：磁场大小： （1）钢管）钢管内内表面表
11、面 H=0，B=0（直流和交流）（直流和交流） （2）钢管）钢管外外表面及外部表面及外部 （3）钢管横截面：设）钢管横截面：设管内外半径分别为管内外半径分别为R1和和R2，通直流电磁化，由安培环路，通直流电磁化，由安培环路定律得定律得 钢管直接通电法磁化时，由于其钢管直接通电法磁化时，由于其内部磁场强度为零内部磁场强度为零， 所以所以不能用磁粉检测的方法来检测内表面即近表面的缺陷不能用磁粉检测的方法来检测内表面即近表面的缺陷。 )(2)(2122212RRrRrIH21RrRRIH2应用应用2：通电钢管的磁场：通电钢管的磁场3.1.5 外磁场种类外磁场种类3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合
12、磁化方法：按磁路是否闭合（1）开路磁化：）开路磁化：把需要磁化的工件放在线圈中进行磁化或对大型工件进把需要磁化的工件放在线圈中进行磁化或对大型工件进行绕电缆进行磁化，常称为行绕电缆进行磁化，常称为线圈法线圈法。线圈法磁化工件时，由于在工件。线圈法磁化工件时，由于在工件两端产生磁极，因而会产生两端产生磁极，因而会产生退磁场退磁场。退磁场定义退磁场定义 材料的磁化状态，不仅依赖于它的磁化率，也依赖于样品的形状。当一个有限大材料的磁化状态，不仅依赖于它的磁化率，也依赖于样品的形状。当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反小的样品被外磁场磁化时，在它两端出
13、现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场，该磁场被称为的磁场，该磁场被称为退磁场。退磁场。把铁磁性材料磁化时，由材料中把铁磁性材料磁化时，由材料中磁极所产生的磁场磁极所产生的磁场称称为退磁场，它对外加磁场有削弱作用，用符号为退磁场，它对外加磁场有削弱作用，用符号H表示。表示。 退磁场与材料的磁化强度成正比退磁场与材料的磁化强度成正比 MNH退磁因子退磁因子：它仅仅和材料的形状有关。：它仅仅和材料的形状有关。例如：例如：对一个沿长轴磁化的细长样品，对一个沿长轴磁化的细长样品，N接近于接近于0，而对于一个粗而短的样品，而对于一个粗而短的样品，N就很大就很大。对于一。对于一般形状的磁体，很难求
14、出般形状的磁体，很难求出N的大小。能严格计的大小。能严格计算其退磁因子的样品形状只有椭球体。算其退磁因子的样品形状只有椭球体。H退磁场退磁场 M磁化强度磁化强度 N退磁因子退磁因子有效磁场有效磁场 铁磁性材料磁化时，铁磁性材料磁化时，只要只要在工件上产生磁极，在工件上产生磁极，就就会产生退磁场，它削弱了外加磁场，会产生退磁场，它削弱了外加磁场，所以工件上的所以工件上的有效磁场用有效磁场用H表示，等于外加磁场减去退磁场。其数学表达式为：表示，等于外加磁场减去退磁场。其数学表达式为： H 有效磁场（有效磁场（A/m） Ho外加磁场（外加磁场（A/m） H退磁场（退磁场（A/m） HHHo3.1.5
15、 外磁场种类外磁场种类3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合磁化方法：按磁路是否闭合（2）闭路磁化：）闭路磁化：把线圈绕在铁芯上构成把线圈绕在铁芯上构成电电磁轭磁轭或或交叉磁轭交叉磁轭对工件进行的磁化，常称为对工件进行的磁化，常称为磁轭法磁轭法。磁轭法磁化时，以磁轭法磁化时，以提升力提升力来衡量导入工件的磁来衡量导入工件的磁感应强度或磁通。磁轭法磁化工件不产生磁极，感应强度或磁通。磁轭法磁化工件不产生磁极，因而因而没有退磁场没有退磁场的影响。的影响。 提升力（提升力（lifting force）：）：是指通电电磁轭在最大极距下，其是指通电电磁轭在最大极距下，其磁感应强磁感应强度峰值度峰值时，对
16、铁磁性材料工件探伤的时，对铁磁性材料工件探伤的磁轭吸引力磁轭吸引力F。单位：牛顿（。单位：牛顿（N） 磁轭的提升力的相关因素：磁轭的提升力的相关因素：被探伤工件的被探伤工件的磁导率、磁极与工件间隙、磁导率、磁极与工件间隙、移动速度、通电电流的类型和大小移动速度、通电电流的类型和大小等。等。当上述条件一定时当上述条件一定时，提升力大小与，提升力大小与极极距有关距有关。因此，磁化规范中说明提升力时，必须同时注明。因此，磁化规范中说明提升力时，必须同时注明磁轭极距磁轭极距大小。大小。3.1.5-2磁化方法磁化方法 磁化按方向分为：磁化按方向分为：纵向磁化、周向磁化和复合磁化纵向磁化、周向磁化和复合磁
17、化1.纵向磁化：纵向磁化：是指是指电流通过一个环绕工件的线圈电流通过一个环绕工件的线圈，或通入磁通使其，或通入磁通使其磁磁力线平行于工件轴向力线平行于工件轴向的磁化方法。的磁化方法。 检测与工件轴线方向检测与工件轴线方向垂直垂直或夹角或夹角大于或等于大于或等于45的缺陷时，应使用的缺陷时，应使用纵向磁化方法。纵向磁化可用下列方法获得：纵向磁化方法。纵向磁化可用下列方法获得： a） 线圈法线圈法 b） 磁轭磁轭法法说 明 缺陷的方向性与磁场方向的相对关系缺陷的方向性与磁场方向的相对关系当缺陷当缺陷平行平行于磁场时，于磁场时，缺陷的磁痕一般是观察不到的。由于零件中的缺陷方向是多种多缺陷的磁痕一般是
18、观察不到的。由于零件中的缺陷方向是多种多样的或未知的，因此每一零件至少需在样的或未知的，因此每一零件至少需在两个相互近似垂直的方向两个相互近似垂直的方向上进行磁化。上进行磁化。纵向磁化纵向磁化线圈法线圈法螺管线圈法螺管线圈法绕电缆法绕电缆法磁轭法磁轭法电磁轭整体磁化电磁轭整体磁化电磁轭局部磁化电磁轭局部磁化永久磁铁法永久磁铁法 检测与工件检测与工件轴线方向平行轴线方向平行或或夹角小于夹角小于45的缺陷时，应使用周的缺陷时，应使用周向磁化方法。周向磁化可用下列方法获得：向磁化方法。周向磁化可用下列方法获得：a） 轴向通电法（见图轴向通电法（见图1）；）；2.周向磁化：周向磁化：电流电流从导体或试
19、件从导体或试件一端流向另一端时一端流向另一端时，在导体或试件内部，在导体或试件内部及周围产生的及周围产生的环形磁场环形磁场。图图1 1 轴向通电法轴向通电法b） 触头法（见图触头法（见图2）；）；2.周向磁化：周向磁化：电流电流从导体或试件从导体或试件一端流向另一端时一端流向另一端时，在导体或试件内部，在导体或试件内部及周围产生的及周围产生的环形磁场环形磁场。检测与工件。检测与工件轴线方向平行轴线方向平行或或夹角小于夹角小于45的缺的缺陷时，应使用周向磁化方法。陷时，应使用周向磁化方法。 a)a)固定触头间距双触头接触磁化固定触头间距双触头接触磁化 b)b)非固定触头间距双触头接触磁化非固定触
20、头间距双触头接触磁化图图2 2 触头法触头法c） 中心导体法（见图中心导体法（见图3）；）；图图3 3 中心导体法中心导体法 周向磁化强度的计算：周向磁化强度的计算：（1）长直导体的磁场强度：）长直导体的磁场强度：rIH2 . 0(2)板状工件通电电流的磁场强度：板状工件通电电流的磁场强度：bIH2H：奥斯特；奥斯特； I：安；安； r：工件半径（厘米）工件半径（厘米）说 明 周向磁化：周向磁化：电流从导体或试件一端流向另一端时，在电流从导体或试件一端流向另一端时，在导体或试件内部及周围产生的环形磁场。导体或试件内部及周围产生的环形磁场。周向磁化周向磁化通电法通电法轴向通电法轴向通电法直角通电
21、法直角通电法夹钳通电法夹钳通电法中心导体法中心导体法偏置芯棒法偏置芯棒法触头法触头法感应电流法感应电流法环形件绕电缆法环形件绕电缆法 复合磁化法包括复合磁化法包括交叉磁轭法交叉磁轭法（如下图）和交叉线圈法（如下图）和交叉线圈法等多种方法等多种方法 。交叉磁轭法交叉磁轭法3 复合磁化（复合磁化（又叫多向磁化）：又叫多向磁化）： 在工件上产生一个在工件上产生一个大小和方向随时间大小和方向随时间成圆形、椭圆形成圆形、椭圆形或螺旋形轨迹或螺旋形轨迹变化的磁场变化的磁场。说说 明明复合磁化复合磁化交叉磁轭法交叉磁轭法交叉线圈法交叉线圈法直流电磁轭与交流通电法直流电磁轭与交流通电法直流线圈与交流通电法直流
22、线圈与交流通电法有相位的整流电磁化法有相位的整流电磁化法（附录）（附录）焊接接头的典型磁化方法：焊接接头的典型磁化方法： 磁轭法和触头法的典型磁化方法见表磁轭法和触头法的典型磁化方法见表B.1， 绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法见表绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法见表B.2。磁轭法磁轭法的典型磁化方法的典型磁化方法L75mmbL/290L75 mmbL/2L175 mmL275 mm b1L1/2b2L250L175 mmL275 mmb1L1/2b2L250L175 mmL275 mmb1L1/2b2L250表表B.1 B.1 磁轭法和触头法的典型磁化方法（磁轭法和触头法的典型磁化方法（
23、1 1）触头法触头法的典型磁化方法的典型磁化方法L75mmbL/290L75 mmbL/2L75 mmbL/2L75 mmbL/2L75 mmbL/2表表B.1 B.1 磁轭法和触头法的典型磁化方法（磁轭法和触头法的典型磁化方法（2 2）说说 明明 1.磁化方法特点：磁化方法特点：用固定式用固定式电磁轭两磁极夹住电磁轭两磁极夹住零件进行整体磁化，或用便携式零件进行整体磁化，或用便携式电磁电磁轭两磁极接触轭两磁极接触工件表面进行局部磁化。用于工件表面进行局部磁化。用于发现与两磁极连线垂直的不连续发现与两磁极连线垂直的不连续2.应用范围：整体磁化应用范围：整体磁化适用于零件横截面小于磁极横截面的纵
24、长零件。适用于零件横截面小于磁极横截面的纵长零件。局部磁化局部磁化适适用于对大型零部件的检测。用于对大型零部件的检测。使用磁轭法时应注意以下几点：使用磁轭法时应注意以下几点：1、磁轭的磁极必须与工件、磁轭的磁极必须与工件良好接触良好接触，特别是旋转磁场和交叉磁场更是如此，否，特别是旋转磁场和交叉磁场更是如此，否则检测无效。则检测无效。2、磁轭必须、磁轭必须满足提升力的要求满足提升力的要求，且检测前、后应采用，且检测前、后应采用A型灵敏度试片对其检测型灵敏度试片对其检测灵灵敏度进行校验敏度进行校验。3、磁轭的、磁轭的极间距极间距应控制在应控制在75mm200mm200mm之间。之间。4 4、对于
25、每一磁化区域对于每一磁化区域至少作两次近似垂直的磁化至少作两次近似垂直的磁化。5、采用电磁轭检测、采用电磁轭检测T型和角型型和角型应采用带活动关节的电磁轭，通过调节电磁轭活动应采用带活动关节的电磁轭，通过调节电磁轭活动关节的角度，来关节的角度，来保证磁极与工件表面接触良好。保证磁极与工件表面接触良好。说说 明明1.磁化方法的特点：磁化方法的特点：用支杆触头接触零件表面，通电磁化，用支杆触头接触零件表面，通电磁化，形成周向磁场形成周向磁场。用于发现。用于发现与两触头连与两触头连线平行的不连续。线平行的不连续。2.应用范围：应用范围：适于焊接件及大型铸件、锻件及板材的适于焊接件及大型铸件、锻件及板
26、材的局部检测局部检测对焊接接头对焊接接头和和坡口坡口主要用磁轭法（条件允许时，也可使用旋转磁场磁化法）主要用磁轭法（条件允许时，也可使用旋转磁场磁化法）和触头法进行检测和触头法进行检测在使用触头法时应注意以下几点：在使用触头法时应注意以下几点： 1.必须保持触头与工件的必须保持触头与工件的良好接触良好接触，减少接触点的发热和，减少接触点的发热和防止产生电火花防止产生电火花及局部过热及局部过热。如果使用铜质触头，当产生电火花时，有可能在触头与工件接触。如果使用铜质触头，当产生电火花时，有可能在触头与工件接触点上发生渗铜现象并产生微裂纹，从而对工件产生伤害。点上发生渗铜现象并产生微裂纹，从而对工件
27、产生伤害。因此推荐采用钢、铝因此推荐采用钢、铝或铜网的触头或衬垫，而不用实心铜作触头。或铜网的触头或衬垫，而不用实心铜作触头。 2.触头应触头应首先牢固的压在被检工件表面首先牢固的压在被检工件表面，然后通电，这样就在工件上沿触，然后通电，这样就在工件上沿触头电极的周围和在两触头之间建立周向磁场，足以进行局部磁粉检测。头电极的周围和在两触头之间建立周向磁场，足以进行局部磁粉检测。 3.触头间距：触头间距：触头间距一般不应超过触头间距一般不应超过200mm。为了提高灵敏度或受检。为了提高灵敏度或受检验区域几何尺寸的限制时，可使用较短的间距，但不应小于验区域几何尺寸的限制时，可使用较短的间距，但不应
28、小于76mm。因。因为此时磁粉能在电极周围形成条状物。为此时磁粉能在电极周围形成条状物。 4.磁化电流应按磁化电流应按JB/T4730.4-2005的的3.8.4选用。选用。 5.对于每一磁化区域至少作两次近似垂直的磁化。对于每一磁化区域至少作两次近似垂直的磁化。在使用触头法时应注意以下几点：在使用触头法时应注意以下几点：说说 明明表表B.2 B.2 绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法平行于焊缝的缺陷检测平行于焊缝的缺陷检测平行于焊缝的缺陷检测平行于焊缝的缺陷检测平行于焊缝的缺陷检测平行于焊缝的缺陷检测a说说 明明磁化方法检测特点：磁化方法检测特点： 用软电缆
29、线环绕工件，通电磁化，形成用软电缆线环绕工件，通电磁化，形成周向磁场周向磁场应用范围：应用范围： 用于检测用于检测与电流方向平行与电流方向平行的不连续。的不连续。注意：注意： 1.对管板角焊缝和管座角焊缝的对管板角焊缝和管座角焊缝的纵向缺陷纵向缺陷，可以采，可以采用绕电缆法。用绕电缆法。 2.应注意控制应注意控制焊缝与电缆之间的间距焊缝与电缆之间的间距。 3.要用要用标准试片确认标准试片确认磁化规范是否满足要求。磁化规范是否满足要求。表表B.2 B.2 绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法垂直焊缝检测垂直焊缝检测垂直焊缝检测垂直焊缝检测说说 明明使用交叉磁轭的方
30、法使用交叉磁轭的方法1.必须采用必须采用移动式磁化工件移动式磁化工件， 边边移动磁轭移动磁轭边边施加磁悬液。施加磁悬液。2.为了确保灵敏度和不会造成漏检，磁轭的为了确保灵敏度和不会造成漏检，磁轭的移动速度不能过快移动速度不能过快，不能，不能超过标准规定值，超过标准规定值，即即4m/min。因为磁轭移动速度过快，对。因为磁轭移动速度过快，对表面裂纹表面裂纹的检出影响不大，的检出影响不大，但是对近表面裂纹但是对近表面裂纹，即使是埋藏深度只有零点几，即使是埋藏深度只有零点几毫米，也难以形成磁痕。毫米，也难以形成磁痕。3.磁悬液的喷洒至关重要，磁悬液的喷洒至关重要，必须在有效磁化场范围内始终保持润湿状
31、必须在有效磁化场范围内始终保持润湿状态，以利于缺陷磁痕的形成。尤其对有埋藏深度的裂纹，由于磁悬态，以利于缺陷磁痕的形成。尤其对有埋藏深度的裂纹，由于磁悬液喷洒不当，使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成漏检。液喷洒不当，使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成漏检。4.磁痕观察磁痕观察必须在磁轭通过后必须在磁轭通过后立即进行立即进行，避免已形成的磁痕遭到破坏。，避免已形成的磁痕遭到破坏。5.交叉磁轭的外侧也存在有效磁化场，可用来磁化工件，但必须通过交叉磁轭的外侧也存在有效磁化场，可用来磁化工件，但必须通过灵敏度试片确定有效磁化场的范围。灵敏度试片确定有效磁化场的范围。3.2磁粉探伤磁粉探伤装
32、置装置 3.2.1 3.2.1磁粉检测设备的分类磁粉检测设备的分类 按重量和可移动性分：按重量和可移动性分：固定式、移动式、便携式；固定式、移动式、便携式； 按设备的组合方式分：按设备的组合方式分： 一体型和分立型；一体型和分立型； 1 固定式探伤机固定式探伤机 组成组成: 磁化电源、磁化线圈、工件卡持装置、指示装置、喷洒装置、磁化电源、磁化线圈、工件卡持装置、指示装置、喷洒装置、照明装置、退磁装置、剩磁法时交流探伤机应配备断电相位控制器。照明装置、退磁装置、剩磁法时交流探伤机应配备断电相位控制器。 磁化电源：磁化电源：是探伤机的是探伤机的核心核心，其作用是提供磁化电流（包括交流电，其作用是提
33、供磁化电流（包括交流电和直流电），和直流电），使工件磁化。使工件磁化。 常见固定式磁粉探伤机型号：常见固定式磁粉探伤机型号：（2000A-12000A）CEW-2000、CEW-2000A、CEW-4000、TC-6000、CEW-10000。 常见固定式磁粉探伤机特点：常见固定式磁粉探伤机特点： 两磁化卡头间两磁化卡头间最大距离从最大距离从1米到米到4.5米米。 该类设备可进行周向磁化、纵向磁化，有些还可进行复合磁化。该类设备可进行周向磁化、纵向磁化，有些还可进行复合磁化。 该类设备可分别进行交流或直流退磁，或交直流全自动退磁。该类设备可分别进行交流或直流退磁，或交直流全自动退磁。 设备上均
34、装有磁悬液循环和喷洒装置。设备上均装有磁悬液循环和喷洒装置。 该类设备有的还配有支杆触头，通过软电缆连接，软电缆另外还可实行绕电缆法该类设备有的还配有支杆触头，通过软电缆连接，软电缆另外还可实行绕电缆法探伤。探伤。CJW1000I交流磁粉探伤机交流磁粉探伤机 该机为固定式机电一体型结构，可对工件进行周向磁化、纵向磁该机为固定式机电一体型结构，可对工件进行周向磁化、纵向磁化复合磁化和自动衰减式退磁化复合磁化和自动衰减式退磁 ,适用于航空、汽车、铁道、船舶、摩托适用于航空、汽车、铁道、船舶、摩托车等机械行业车等机械行业 2 移动式磁粉探伤机移动式磁粉探伤机 组成组成磁化电源、磁化线圈、磁化电源、磁
35、化线圈、触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式式 ） 、指示装置、照明装置、退磁装置。与固定式相比，少工件卡持、指示装置、照明装置、退磁装置。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、断电相位控制器三方面装置、喷洒装置、断电相位控制器三方面3.2磁粉探伤磁粉探伤装置装置常见移动式磁粉探伤机型号：常见移动式磁粉探伤机型号： （3000-6000A）CYD3000、CYD5000。CZQ6000型直流探伤机、型直流探伤机、CDG10000型多功能探伤机。型多功能探伤机。 常见移动式磁粉探伤机特点：常见移动式磁粉探伤机特点： 与固定式相比，与固定式相比，无磁悬液
36、循环和喷洒装置、磁化卡头。由于重量较重，一般无磁悬液循环和喷洒装置、磁化卡头。由于重量较重，一般装有滚轮，可来回移动。配合使用的附件有支杆触头、夹钳触头、开合式和闭装有滚轮，可来回移动。配合使用的附件有支杆触头、夹钳触头、开合式和闭合式。若使用软电缆，随着电缆的延长，检验部位的电流值会显著降低，若采合式。若使用软电缆，随着电缆的延长，检验部位的电流值会显著降低，若采用触头法，应在手柄上安装微型开关，以控制磁化电流的时间。另外，移动式用触头法，应在手柄上安装微型开关，以控制磁化电流的时间。另外，移动式磁粉探伤机还具备自动退磁功能。磁粉探伤机还具备自动退磁功能。CYD-3000D移动式多功能探伤机
37、移动式多功能探伤机 常见便携式磁粉探伤机（包括小型磁粉探伤机）：常见便携式磁粉探伤机（包括小型磁粉探伤机）：（500-2000A）CYE-3（旋转磁（旋转磁场仪）、场仪）、E型（旋转磁场仪）、型（旋转磁场仪）、CYE-1（电磁轭型）、（电磁轭型）、CJE型（电磁轭）、型（电磁轭）、CY-500（支杆）、（支杆）、CY-1000（支杆）、（支杆）、CY2000（支杆）。（支杆）。 便携式磁粉探伤机的常见配置：便携式磁粉探伤机的常见配置：电磁轭（包括交流、直流）电磁轭（包括交流、直流） ：非电接触，不产生电弧和烧伤非电接触，不产生电弧和烧伤 交叉磁轭（包括空间交叉、平面交叉）交叉磁轭（包括空间交叉
38、、平面交叉） ：两个轭状电磁铁以一定夹角进行空间或两个轭状电磁铁以一定夹角进行空间或平面交叉组合而成，并由不同相位的两组交流电励磁的磁化装置构成。两个电磁平面交叉组合而成，并由不同相位的两组交流电励磁的磁化装置构成。两个电磁轭产生的两个正弦交变磁场叠加后，产生一个方向随时间变化的椭圆旋转磁场轭产生的两个正弦交变磁场叠加后，产生一个方向随时间变化的椭圆旋转磁场3.2 磁粉探伤装置磁粉探伤装置3 便携式磁粉探伤机便携式磁粉探伤机组成组成磁化电源、磁化线圈、磁化电源、磁化线圈、触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式触头（支杆或夹钳）及线圈（开合式或闭合式 ） 、指示装置、照明装置。与固定式相比，少
39、工件卡持装置、喷洒装置、退磁装置、指示装置、照明装置。与固定式相比，少工件卡持装置、喷洒装置、退磁装置、断电相位控制器四个方面。断电相位控制器四个方面。CY2000（1000）多用磁粉探伤）多用磁粉探伤仪仪 能对被探工件进行交流磁化和自动退磁能对被探工件进行交流磁化和自动退磁;能用作连续法和剩磁法磁粉探伤能用作连续法和剩磁法磁粉探伤;能固定在车间或试验室使用能固定在车间或试验室使用,也可携带到探伤现场使用。也可携带到探伤现场使用。 CY2000（1000）多用磁粉探伤）多用磁粉探伤仪仪 常见便携式磁粉探伤机的特点：常见便携式磁粉探伤机的特点： 体积小、重量轻、特别适合于野外和高空作业，是特种设
40、备检测的体积小、重量轻、特别适合于野外和高空作业，是特种设备检测的最常用仪器。最常用仪器。常见便携式磁粉探伤机的综合技术要求：常见便携式磁粉探伤机的综合技术要求： 主要是考察提升力，当磁轭极间距最大时，交流电磁轭至少主要是考察提升力，当磁轭极间距最大时，交流电磁轭至少44N 直流电磁轭至少直流电磁轭至少177N，交叉电磁轭至少，交叉电磁轭至少118N（间隙为（间隙为0.5mm） 提升力至少提升力至少半年校验一次半年校验一次。4 全自动磁粉检测装置全自动磁粉检测装置 不需任何人工操作，试件的自动装卸和定位、自动磁化、与磁化周不需任何人工操作，试件的自动装卸和定位、自动磁化、与磁化周期对应，自动定
41、时施加磁悬液、对磁痕的自动检测和标记、对工件自动期对应，自动定时施加磁悬液、对磁痕的自动检测和标记、对工件自动退磁、对显示的自动解释和分选，其中自动磁化由计算机控制磁场方向、退磁、对显示的自动解释和分选，其中自动磁化由计算机控制磁场方向、励磁电流的种类和大小、磁化时间等。励磁电流的种类和大小、磁化时间等。 半自动磁粉检测装置仅指全自动装置中的半自动磁粉检测装置仅指全自动装置中的磁痕检测磁痕检测和和判断判断仍由检测仍由检测人员进行。人员进行。 3.2磁粉探伤装置磁粉探伤装置全自动磁粉探伤机全自动磁粉探伤机 主机按设定顺序进行探伤、检测、充磁、喷液、旋转、摄像扫描将荧光主机按设定顺序进行探伤、检测
42、、充磁、喷液、旋转、摄像扫描将荧光图像采入微机，经图像处理确定裂纹的图像进行打印存档图像采入微机，经图像处理确定裂纹的图像进行打印存档 3.3 磁化电流磁化电流3.3.1 电流类型电流类型 磁粉检测所用电流叫磁粉检测所用电流叫磁化电流磁化电流, 被用于磁粉检测有四种电流类型：被用于磁粉检测有四种电流类型： 交流电（交流电（AC) 单项半波整流交流电单项半波整流交流电（HW） 三相全波整流交流电三相全波整流交流电（FWDC) 专用直流电专用直流电（DC) 3.3.2 电流值电流值 磁化规范要求的交流磁化电流值为磁化规范要求的交流磁化电流值为有效值有效值，整流电流值为，整流电流值为平均值平均值。
43、磁粉检测用的磁化电流的波形、电流表指示及换算关系参见附录磁粉检测用的磁化电流的波形、电流表指示及换算关系参见附录A电流波形电流波形电流表指示电流表指示(I)换算关系换算关系为峰值时的为峰值时的电流表读数电流表读数有效值有效值(Ie)70A平均值平均值(Id)I Im m= =Id32A平均值平均值(Id)I Im= Id/265A平均值平均值(Id)83A平均值平均值(Id)I Im=Id/395A平均值平均值(Id)I Im=Id100AemII2dmII332各种磁化电流的各种磁化电流的波形、电流表指示及换算波形、电流表指示及换算关系关系各种电流对检测的影响各种电流对检测的影响2.半波整流
44、电：半波整流电：大多用于干粉和局部磁化（例如触棒和磁轭法），用于发现大多用于干粉和局部磁化（例如触棒和磁轭法），用于发现焊件和焊件和铸铁件中铸铁件中埋藏深度不深埋藏深度不深的缺陷。的缺陷。3.全波整流电：全波整流电：它可利用单项或三相电源，三相电源与单相电源相比，设备的优点它可利用单项或三相电源，三相电源与单相电源相比，设备的优点是是线安培量低线安培量低，线路电损耗小线路电损耗小，用于，用于剩磁法效果较好。剩磁法效果较好。用于带涂层或包覆零件用于带涂层或包覆零件检测时，速度要检测时，速度要慢慢，因为磁粉运动速度明显变慢，操作时要保证有足够的时间，因为磁粉运动速度明显变慢，操作时要保证有足够的时
45、间形成磁痕显示。形成磁痕显示。4.直流电：直流电：由蓄电池或直流发电机产生磁化电流，除极少数专门用途外，它们大多由蓄电池或直流发电机产生磁化电流，除极少数专门用途外，它们大多采用半波整流电或全波整流电。电池主要是由于价格和维修问题，使用的较少。采用半波整流电或全波整流电。电池主要是由于价格和维修问题，使用的较少。1.交流电：交流电： 在要求检测如在要求检测如表面表面开口裂纹时，零件的磁化往往采用交流电。利用交流电开口裂纹时，零件的磁化往往采用交流电。利用交流电的的“集肤效应集肤效应”，把磁场限制在零件的表面或近表面。与此相比，无论是半把磁场限制在零件的表面或近表面。与此相比，无论是半波还是全波
46、整流电，都能产生一种具有波还是全波整流电，都能产生一种具有较大穿透力的磁场较大穿透力的磁场，以应用与检测，以应用与检测近近表面缺陷表面缺陷。交流电也广泛用于检测后的退磁。交流电也广泛用于检测后的退磁。根据不同的分类条件，根据不同的分类条件， 磁粉检测方法的分类如表所示磁粉检测方法的分类如表所示分分 类类 条条 件件磁粉检测方法磁粉检测方法 施加磁粉的载体施加磁粉的载体 干法（荧光、非荧光）、湿法（荧光、非荧光）干法（荧光、非荧光）、湿法（荧光、非荧光） 施加磁粉的时机施加磁粉的时机 连续法、剩磁法连续法、剩磁法磁磁 化化 方方 法法轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体轴向通电法、触头法
47、、线圈法、磁轭法、中心导体法、交叉磁轭法法、交叉磁轭法3.4 检测方法检测方法 磁粉检测方法选择的一般原则：磁粉检测方法选择的一般原则： 1、连续法和剩磁法都可以进行检测时，连续法和剩磁法都可以进行检测时， 先选择连续法。先选择连续法。 2、对于湿法和干法，对于湿法和干法，优先选择湿法。优先选择湿法。 3、对于按磁化方法分类的六种检测方法，应根据工件的形状、尺对于按磁化方法分类的六种检测方法，应根据工件的形状、尺寸，按操作的难易程度进行选择。寸，按操作的难易程度进行选择。3.4.1 连续法连续法 采用连续法时，被检工件的磁化、施加磁粉的工艺以及观察磁痕显示都采用连续法时，被检工件的磁化、施加磁
48、粉的工艺以及观察磁痕显示都应在磁化应在磁化通电时间内完成，通电时间为通电时间内完成，通电时间为1s3s，停施磁悬液至少，停施磁悬液至少1s后方可后方可停止磁化。停止磁化。为保证磁化效果应至少反复磁化两次。为保证磁化效果应至少反复磁化两次。对通电时间限制对通电时间限制是使缺陷有足够的时间形成磁痕是使缺陷有足够的时间形成磁痕停止施液至少停止施液至少1s后方停止磁化，是为后方停止磁化，是为形成和滞留磁痕形成和滞留磁痕3.4.2 剩磁法剩磁法1 剩磁法主要用在剩磁法主要用在矫顽力在矫顽力在1kA/m以上以上，并能保持足够的，并能保持足够的剩磁场（剩磁在剩磁场（剩磁在0.8T以上）以上）的被检工件。的被
49、检工件。2 采用剩磁法时，磁粉应在采用剩磁法时，磁粉应在通电结束后再施加通电结束后再施加，一般通电时间为，一般通电时间为0.25sls。施加磁粉或磁悬液之前，施加磁粉或磁悬液之前，任何强磁性物体不得接触被检工件表面。任何强磁性物体不得接触被检工件表面。3 采用交流磁化法时，应配备断电相位控制器以确保工件的磁化效果。采用交流磁化法时，应配备断电相位控制器以确保工件的磁化效果。说说 明明 承压设备承压设备磁粉检测一般使用连续法。磁粉检测一般使用连续法。 只有经过热处理（淬火、回火、渗碳、渗氮及局部正火等）的只有经过热处理（淬火、回火、渗碳、渗氮及局部正火等）的高高碳钢和合金结构钢碳钢和合金结构钢，
50、矫顽力在，矫顽力在1KA/m，剩磁在，剩磁在0.8T以上的材料，以上的材料，才可以采用剩磁法。才可以采用剩磁法。 高压螺栓螺纹根部检测高压螺栓螺纹根部检测必须用剩磁法必须用剩磁法。3.5 磁粉、载体及磁悬液磁粉、载体及磁悬液1.磁粉磁粉磁粉类型：磁粉类型： 为了使磁粉与被检测表面背景有高的反差（对比度），应对磁粉进行染色为了使磁粉与被检测表面背景有高的反差（对比度），应对磁粉进行染色处理（荧光磁粉、非荧光磁粉或两者兼之）处理（荧光磁粉、非荧光磁粉或两者兼之）温度限制：温度限制： 磁粉的使用应在生产厂商设定的磁粉的使用应在生产厂商设定的温度限制内使用。温度限制内使用。磁粉应具有：磁粉应具有： 高
