1、第四章磁粉检测(MT)技术Magnetic Particle Testing无损检测方法选择无损检测方法选择1）所要检查的缺陷的位置：表面：PT，MT，ET；内部：RT，UT。2）缺陷的种类：平面型缺陷：UT为主体积型缺陷：RT为主3）工件类型焊缝：UT，RT，MT(PT)；板材：UT；管材：UT，ET,MFL；Magnetic FluxLeakage锻件：UT,RT；铸件：钢：MT，UT，RT；铝：RT，UT各种钢结构：MT，UT，PT，RT。磁粉检测方法视频磁粉检测方法视频1磁粉检测原理和特点1.1磁粉探伤原理被检材料被磁化后,如材料存在不连续性(或缺陷), 则会在材料表面产生漏磁场,利用
2、漏磁场对磁粉的吸附,可显示漏磁场的存在,从而实现对材料表面及近表面缺陷的无损检测。1.1磁粉探伤原理磁粉探伤原理磁力线磁粉漏磁裂纹1.2实现磁粉探伤的条件1.2.1材料-铁磁性介质；磁介质的分类1)顺磁性材料m 0；r 1。2)抗磁性材料m 0；r 1。3)铁磁性材料m= 102-103；r1。1.2.1材料-铁磁性介质；1.2.2磁化装置(装置类型,激磁电流,H-I的关系)；1.2.3磁粉显示介质(干法,湿法，荧光非荧光)Fe3O4，Fe2O3。MT历史：磨削加工裂纹,特征网状或细条状裂纹。1.2实现磁粉探伤的条件1.3MT特点(适用性和局限性)检查铁磁性材料的表面和近表面(取决于方法,一般
3、12mm)缺陷；显示直观,灵敏度高(磁痕有放大作用)；设备简单,操作方便,费用低,效率高(大型设备与要求有关)。2.磁粉检测的物理基础2.1磁场与磁力线想象中存在的封闭线,用来说明磁场的存在,描述磁场的分布情况：表征磁场的大小用线的疏密；表征磁场的方向用线上某点的切线方向。磁体外：从NS,磁体内从SN，磁力线不能互相相交，一点只有一个磁场方向。磁体外：从磁体外：从N S , 磁体内从磁体内从S N，磁力线不能互相相交，一点只有一个磁场方向。2.2安培环流定理磁感应强 度矢量沿任何闭合环路L的线积分,等于穿过这环路所有 电流强度的代数和的0倍。H=I/2R.右手定则和右手螺旋法则2.3电流与磁场
4、的关系（安培环流定理和右手定则的应用）解决问题：1）不同电流的磁场分布；2）磁场大小的计算；3）磁场的方向(磁场类型)。右手定则右手定则3磁粉检测工艺3.1连续法和剩磁法连续法的操作要点：采用湿法时，先用磁悬液将工件均匀润湿，然后通电13秒，与此同时。浇注磁悬液。停止浇柱后再通电数次，每次0.51秒。连续法的特点：连续法的特点：连续法检验的优点是：连续法检验的优点是：1.适用于任何铁磁材料；适用于任何铁磁材料；2.具有最高的检验具有最高的检验灵敏度灵敏度；3.能用于复合磁化。能用于复合磁化。其缺点是：其缺点是：检验效率低，易出现干扰缺陷判定检验效率低，易出现干扰缺陷判定的杂乱显示。的杂乱显示。
5、剩磁法法的操作要点和特点：工艺：预处理-磁化-施加磁悬液-检查-退磁-后处理特点：通电0.25-1秒（峰值磁化）；交流电断电相位控制；材料要求：硬磁材料;BrO.8特斯拉（8000高斯），Hc800安米（10奥斯特）优点：检验效率高，杂乱显示较少，目视可达性好。3.2 磁化方法选择根据所需检查缺陷的走向，以及工件的形状、大小、表面状态，采用不同的磁化方法。方法选择原则：磁化磁场尽量与缺陷的走向垂直。磁化方法要点：适用范围 ；磁场的方向、大小和分布；可检测出的缺陷方向；规范选择要求。通电法通电法周向磁场，检查工件外表面的纵向缺陷。周向磁场，检查工件外表面的纵向缺陷。采用通电法时，应防止工件过热或
6、烧伤，采用通电法时，应防止工件过热或烧伤，要在磁化夹头覆盖上铅垫或铜网。要在磁化夹头覆盖上铅垫或铜网。通电时间不应过长，以防工件上的温度过通电时间不应过长，以防工件上的温度过高。磁化电流与工件直径成正比。（H=I/2 R，I= DH，H=B/ ）直接通电磁化直接通电磁化通电圆柱体内外磁场通电圆柱体内外磁场The magnetic field distribution in and around a solid conductor of anonmagnetic material carrying direct current.The magnetic field distribution in
7、and around a solid conductor of amagnetic material carrying direct currentThe magnetic field distribution in and around a hollow conductor of anonmagnetic material carrying direct current.The magnetic field distribution inand around a hollow conductor of amagnetic material carrying direct currentThe
8、 magnetic field distribution inand around a solid conductor of amagnetic material carrying alternating currentThe magnetic field distribution inand around a hollow conductor of amagnetic material carrying alternating current横向通电磁化横向通电磁化穿棒法穿棒法用于检查中空零件内外表面的纵向缺陷和端面的径向缺陷。芯棒正中放置时，磁化电流选择同通电法。芯棒法的磁场芯棒法的磁场T
9、he magnetic field distribution in and around a nonmagnetic central conductorcarrying DC inside a hollow conductor of a magnetic material .芯棒法芯棒法支杆法（触头法）支杆法（触头法）周向磁场，检查工件上平行两极连线方向的缺陷。平行两极连线方向的缺陷。适合大型复杂工件的局部探伤（如焊缝），具有灵敏度高，使用方便的优点。两极间距为75-200mm。板厚T20mm,磁化电流I=3-4倍极间距；板厚T20mm,磁化电流I=4-5倍极间距。支杆法应用支杆法应用支杆杆法
10、焊缝支杆法磁化焊缝支杆法磁化线圈法纵向磁场，检查中空零件内外表面的横向缺陷。注意事项：1）退磁场影响，L/D小可用串联法2）线圈有效范围为L+2R3）线圈磁场分布磁化电流用安匝数表示，且与L/D和线圈大小有关。线圈法线圈法绕电缆磁化绕电缆磁化磁轭法磁轭法纵向磁场，检查工件上纵向磁场，检查工件上垂直两极连线方向的缺陷。两极间距为两极间距为50200mm。旋转磁场法：复合磁化方法之一，可一次检查各个方复合磁化方法之一，可一次检查各个方向的缺陷。向的缺陷。磁轭法磁轭法View a short movie on portable magnetic yokes整体电磁轭磁化整体电磁轭磁化交叉磁轭法交叉磁
11、轭法Portable yoke with battery packPortable magnetic particle kitPortable coilStationary Equipment forMagnetic Particle InspectionConductive Cable Ultraviolet LightDry Particle InspectionWet Suspension Inspection4.磁粉磁悬液和灵敏度试片磁粉磁悬液和灵敏度试片4.1 磁粉磁粉?性能要求：高磁导率（易磁化）；低剩磁（不易吸附）；低矫顽力；称量值大于7克。?颗粒度：干法， 5-150微米；湿法
12、，不大于60微米。?形状：球状和条状。?颜色：与工件表面反差要大。4.2 磁悬液? 性能要求：? （1）.粘度：适中? （2）.浓度：磁悬液的浓度是指每升液体中所含磁粉的克数，一般浓度为：非荧光磁粉： 1025克升； 荧光磁粉：12克升。浓度测定：用梨型瓶测定沉淀物的体积。磁悬液种类磁悬液种类（1）.水磁悬液水磁悬液是在水中掺入一定数量的磁粉配制而成。粘度低，悬浮性差。主要组成： 防锈剂润湿剂消泡剂磁粉和水。（2）.油磁悬液常用煤油和变压器油，或它们的混合物4.3 4.3 灵敏度试片灵敏度试片? 作用：评价磁粉探伤器材磁化工艺磁化规范和操作等综合性能。? 种类：种类：（1） A型试片（2） 直
13、流标准环形试块（Betz环）（3） 磁场指示器（八角型试块）A型灵敏度试片型灵敏度试片直流标准环形试块（直流标准环形试块（Betz环）环）? 使用方法是：将环块穿在铜棒上，用直使用方法是：将环块穿在铜棒上，用直流电或整流电磁化，用连续法检验。流电或整流电磁化，用连续法检验。Betz 环环Magnetic Field IndicatorsMagnetic Particles 5.1 焊缝的磁粉检验检验内容? 坡口探伤坡口可能出现的缺陷有分层和裂纹，裂纹有两种，一种是沿分层端部开裂的裂纹，另一种是切割裂纹。坡口探伤的范围是坡口和钝边。5.应用焊缝的磁粉检验焊缝的磁粉检验? 焊接过程中的探伤焊接过程
14、中的探伤某些焊接性能差的钢材要求每焊一层检验一次。另一种情况是特别厚的钢板焊接，在用其它方法检验内部缺陷有困难时，可以每焊一层用磁粉探伤检验一次。探伤范围是焊缝金属及临近坡口。焊缝的磁粉检验? 焊缝探伤目的：检验焊接裂纹，目的：检验焊接裂纹，探伤范围：焊缝金属及母材的热影响区，探伤范围：焊缝金属及母材的热影响区，热影响区的宽度大约为焊缝宽度的一半，热影响区的宽度大约为焊缝宽度的一半，因此，要求探伤的宽度就为两倍焊缝宽因此，要求探伤的宽度就为两倍焊缝宽度。度。时机：焊接完毕时机：焊接完毕24小时后进行。小时后进行。焊缝的磁粉检验焊缝的磁粉检验检查缺陷?1.焊接裂纹；?2.应力裂纹；?3.拉筋板裂
15、纹；?4.近表面气孔。检查方法?1.支杆法；?2.磁轭法；?3.线圈法。焊接应力裂纹弧坑裂纹弧坑裂纹焊缝磁粉探伤焊缝磁粉探伤旋转磁场磁化操作旋转磁场磁化操作焊缝磁粉探伤焊缝磁粉探伤支杆杆法焊缝支杆法磁化焊缝支杆法磁化5.2 其它磁粉检测应用其它磁粉检测应用Examples of Visible DryMagnetic Particle IndicationsBefore and after inspection pictures of cracks emanating from a holeExamples of Fluorescent Wet Magnetic Particle Indica
16、tionsExamples of Fluorescent Wet Magnetic Particle IndicationsMagnetic particle wet fluorescent indication of a cracks in a drive shaftMagnetic particle wet fluorescent indication of a crack in a bearingThe materials with the wide hysteresis loop has:?Lower Permeability ?Higher Retentivity ?Higher C
17、oercivity ?Higher Reluctance ?Higher Residual Magnetism The material with the narrower loop has:?Higher Permeability ?Lower Retentivity ?Lower Coercivity ?Lower Reluctance ?Lower Residual Magnetism. PermeabilityPermeability is a material property that describes the ease with which a magnetic flux is
18、 established in the component. It is the ratio of the flux density to the magnetizing force and, therefore, represented by the following equation:m = B/H DemagnetizationMeasuring Magnetic FieldsField IndicatorsHall-Effect (Gauss/Tesla) MeterHall-Effect (Gauss/Tesla) MeterThe voltage generated Vh can
19、 be related to theexternal magnetic field by the following equation.Vh = I B Rh / bWhere:Vh is the voltage generated.I is the applied direct current.B is the component of the magnetic field that is at a right angle to the direct current in the Hall element.Rh is the Hall Coefficient of the Hall element.b is the thickness of the Hall element.Probes are available with either tangential (transverse) or axial sensing elements.
