1、磁粉检测磁粉检测级级郭黎群郭黎群2014.05.10 2014.05.10 1 绪论绪论1.1.11.1.1 磁粉检测的发展简史磁粉检测的发展简史1.1 1.1 磁粉检测发展史和现状磁粉检测发展史和现状1.1.21.1.2 磁粉检测的现状磁粉检测的现状1.1 1.1 磁粉检测发展史和现状磁粉检测发展史和现状1.2 1.2 漏磁场检测分类漏磁场检测分类磁粉检测原理磁粉检测原理（1 1）磁粉检测基本原理）磁粉检测基本原理(理解理解)1.2 1.2 漏磁场检测分类漏磁场检测分类（2 2）磁粉检测适用范围）磁粉检测适用范围(理解理解)1.2 1.2 漏磁场检测分类漏磁场检测分类（2 2）磁粉检测适用范
2、围）磁粉检测适用范围(理解理解)1.2 1.2 漏磁场检测分类漏磁场检测分类（3 3）检测程序）检测程序(理解理解)1.2 1.2 漏磁场检测分类漏磁场检测分类（3 3）优点）优点(理解理解)1.2 1.2 漏磁场检测分类漏磁场检测分类（3 3）缺点）缺点(理解理解)1.2 1.2 漏磁场检测分类漏磁场检测分类1.3 1.3 表面无损检测方法的比较表面无损检测方法的比较 2 磁粉检测的物理基磁粉检测的物理基础础磁粉检测原理磁粉检测原理2.1 2.1 磁现象和磁场磁现象和磁场2.1.2 2.1.2 磁场与磁感应线磁场与磁感应线2.1.22.1.2磁场与磁感应线磁场与磁感应线2.1.22.1.2磁
3、场与磁感应线磁场与磁感应线2.1.22.1.2磁场与磁感应线磁场与磁感应线2.1.3 2.1.3 真空中的恒定磁场真空中的恒定磁场2.1.3 2.1.3 真空中的恒定磁场真空中的恒定磁场2.1.3 2.1.3 真空中的恒定磁场真空中的恒定磁场IdlB0磁通密度与磁感应强度磁通密度与磁感应强度(理解理解)2.1.4 2.1.4 磁介质中的磁场磁介质中的磁场3 3、磁场强度、磁场强度IdlHMBHIdlMBdlMIdlBIIdlBs0000)()()(3 3、磁场强度、磁场强度为绝对磁导率）为相对磁导率为物质的磁化率()1()1()(0rr0m00HHBHBHMMHBrmmm3 3 磁导率磁导率
4、2.2 铁磁性材料铁磁性材料 2.2 铁磁性材料铁磁性材料 2.2 铁磁性材料铁磁性材料 2.2.3 磁特性曲线磁特性曲线 2.2.3 磁特性曲线磁特性曲线RIH2rIH222 RIrHRHIRIRIRIRIH55280100100/)2(80124HDI 320HDI 3 3、钢棒通电法磁化、钢棒通电法磁化（理解）（理解）4 4、钢棒通电法磁化、钢棒通电法磁化)(2)(2122212RRrRrIH21RrR0HRr 2.3.22.3.2、通电钢管的磁场、通电钢管的磁场22RIHrIH2（理解）（理解）22cosDLNILNIHMNH)1(1)1(000000oorNHHNHHHHNHHBNH
5、HHH得：hteffAAD2SLDL2220ieffDDDmrNISLNILSNIHSBSLNIH /3 3 磁化方法、电流和规范磁化方法、电流和规范3.1 3.1 磁化电流：磁化电流：用于产生磁场的电流，有交流电，整流电（单相半波用于产生磁场的电流，有交流电，整流电（单相半波整流，单相全波整流，三相全波整流），直流电，脉整流，单相全波整流，三相全波整流），直流电，脉冲电流。冲电流。不同电流对工件磁化效果不同，即使磁化电流值相同，磁不同电流对工件磁化效果不同，即使磁化电流值相同，磁化场的幅值和分布可能不同。化场的幅值和分布可能不同。3.1.1 3.1.1 交流电交流电 交流电是指大小和方向随时
6、间作周期性变化的电交流电是指大小和方向随时间作周期性变化的电流，正弦交流电是随时间作正弦变化的交流电。流，正弦交流电是随时间作正弦变化的交流电。正弦交流电正弦交流电)sintIim其数学表达式为：其数学表达式为：交流电有交流电有3 3个表征值个表征值，峰值，有效值，平均值峰值，有效值，平均值峰值：峰值：交流电在一个周期内的电流最大值，用交流电在一个周期内的电流最大值，用ImIm表示表示有效值有效值：在相同电阻上分别通直流电和交流电，经过在相同电阻上分别通直流电和交流电，经过一个交流周期时间，电阻上所损失的电能如果相等，则一个交流周期时间，电阻上所损失的电能如果相等，则该直流电大小作为交流电有效
7、值，用该直流电大小作为交流电有效值，用I I表示。表示。平均值：交流电在半个周期范围内各瞬间的平均值：交流电在半个周期范围内各瞬间的IIm2磁粉检测中对工件起磁化作用的是电流的峰值，而交流电磁粉检测中对工件起磁化作用的是电流的峰值，而交流电表提供的是有效值。表提供的是有效值。mdII)/2(rff5001r磁导率电导率f电流的频率趋夫（集肤）效应趋夫（集肤）效应:交流电通过交流电通过导电体时，其电流密度分布是不导电体时，其电流密度分布是不均匀的，导体表面的电流密度大均匀的，导体表面的电流密度大，而中心部位很小，这种电流趋，而中心部位很小，这种电流趋向于导体表层流动的现象称为趋向于导体表层流动的
8、现象称为趋夫效应夫效应,产生的原因是电磁感应产产生的原因是电磁感应产生了涡流。生了涡流。趋肤效应的产生渗透深度：渗透深度：交流电的交流电的局限性：局限性：1 1）剩磁法检验时，受交流电断电相位的影响剩磁法检验时，受交流电断电相位的影响,剩磁剩磁 不够稳定不够稳定 2 2）探测缺陷的深度小探测缺陷的深度小 交流断电相位的影响交流断电相位的影响 交流电磁化与产生剩磁的关系如图所示。交流电磁化与产生剩磁的关系如图所示。若在正弦周期的若在正弦周期的 和和 或在零值断电，或在零值断电，工件上将得到最大的剩磁工件上将得到最大的剩磁 ，对应坐标上的，对应坐标上的02和和05。若断电发生在正弦周期的若断电发生
9、在正弦周期的 和和 ，得到剩磁，得到剩磁 。rBrB)2/()22/3()2/0()2/3(3.1.2 整流电整流电单相半波单相全波三相半波三相全波整流电a a）单相半波）单相半波 b b）三相半波）三相半波 c c）单相全波）单相全波 d d）三相全波）三相全波1）兼有直流的渗透性和交流的脉动性兼有直流的渗透性和交流的脉动性,单相半波整流电单相半波整流电方向单一，趋肤效应远比交流小，因此能探测近表面缺陷方向单一，趋肤效应远比交流小，因此能探测近表面缺陷2）剩磁稳定）剩磁稳定,整流电磁化无需考虑断电相位问题，任何时整流电磁化无需考虑断电相位问题，任何时刻断电都可获得稳定的剩磁刻断电都可获得稳定
10、的剩磁3）能提供较高的灵敏度和对比度）能提供较高的灵敏度和对比度1）退磁较困难退磁较困难 2）检测缺陷深度不如直流电大）检测缺陷深度不如直流电大3）要求较大的输入功率）要求较大的输入功率局限性：局限性：优点：优点：3.1.4 冲击电流冲击电流3.1.53.1.5如何选用磁化电流？如何选用磁化电流？1.1.用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷检测灵用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷检测灵敏度高；敏度高；2.2.交流电的渗入深度，不如整流电和直流电；交流电的渗入深度，不如整流电和直流电；3.3.交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器；交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器；4
11、.4.交流电磁化连续法检验主要与有效值电流有关；交流电磁化连续法检验主要与有效值电流有关；5.5.整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越小；陷的能力越小；6.6.单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面检验灵单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面检验灵敏度越高；敏度越高；7.7.三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷；三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷；8.8.直流电可检测工件近表面最深的缺陷；直流电可检测工件近表面最深的缺陷；9.9.冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备。3.2 磁化
12、方法3.2.1 磁场方向与发现缺陷方向的关系（掌握）（掌握）工件磁化时，当工件磁化时，当磁场方向与缺陷磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场缺陷处的漏磁场最大，检测灵敏最大，检测灵敏度最高。度最高。2 磁化方法选择的依据磁化方法选择的依据3.2.2 磁化方法的分类磁化方法的分类1 1、周向磁化周向磁化（理解）（理解）环形件绕电缆法感应电流法触头法偏置芯棒法中心导体法夹钳通电法直角通电法轴向通电法通电法2 2、纵向磁化纵向磁化（理解）（理解）永久磁铁法电磁轭局部磁化电磁轭整体磁化磁轭法绕电缆法螺管线圈法线圈法3 3、多向磁化多向磁化（理解）（理解）有相移的整流电磁化法直流线
13、圈与交流通电法直流磁轭与交流通电法交叉线圈法交叉磁轭法3.2.3 3.2.3 各种磁化方法的特点各种磁化方法的特点（理解）（理解）1 轴向通电法轴向通电法周向磁场发现的纵向缺陷周向磁场发现的纵向缺陷轴向通电法产生打火的原因轴向通电法产生打火的原因预防打火烧伤的措施预防打火烧伤的措施轴向通电法的优点轴向通电法的优点轴向通电法的缺点轴向通电法的缺点2 中心导体法中心导体法中心导体法的优点中心导体法的优点中心导体法的缺点中心导体法的缺点3 偏置芯棒法偏置芯棒法4 支杆法支杆法支杆法支杆法支杆法的有效磁化区支杆法的有效磁化区 磁化区为磁化区为阴影部分阴影部分支杆法的有效磁化区重叠区域支杆法的有效磁化区
14、重叠区域磁化范围磁化范围重叠区域重叠区域支杆法的优点支杆法的优点支杆法的缺点支杆法的缺点5、感应电流法、感应电流法5、感应电流法、感应电流法6、环形件绕电缆法、环形件绕电缆法RNIH2LNIH 7 线圈法线圈法线圈法的纵向磁化要求线圈法的纵向磁化要求线圈法的有效磁化区线圈法的有效磁化区线圈法的优点线圈法的优点线圈法的缺点线圈法的缺点8 磁轭法磁轭法整体磁化要求整体磁化要求便携式电磁轭便携式电磁轭磁轭法的优点磁轭法的优点磁轭法的优点磁轭法的优点9 永久磁轭法永久磁轭法10 交叉磁轭法交叉磁轭法交叉磁轭法的优点及缺点交叉磁轭法的优点及缺点11 直流电磁轭与交流通电法复合磁化直流电磁轭与交流通电法复
15、合磁化 12 平行电缆磁化法平行电缆磁化法3.3.1 3.3.1 磁化规范：对工件磁化，选择磁化电流值或磁场磁化规范：对工件磁化，选择磁化电流值或磁场强度强度 值所遵循的规则。值所遵循的规则。1 1 制定磁化规范应考虑因素制定磁化规范应考虑因素 、根据工件的材料、热处理和磁特性，确定采用连、根据工件的材料、热处理和磁特性，确定采用连续法还是剩磁法；续法还是剩磁法；、根据工件的尺寸、形状、表面状态和要检出的缺、根据工件的尺寸、形状、表面状态和要检出的缺陷的种类、位置、形状和大小，确定磁化方法、磁化电陷的种类、位置、形状和大小，确定磁化方法、磁化电流种类和有效磁化区。流种类和有效磁化区。3.3 3
16、.3 磁化规范及其制定（理解）磁化规范及其制定（理解）检验方法检验方法磁化电流计算公式磁化电流计算公式ACFWDC（三相全（三相全波）波）连续法连续法I=（815）DI=（1232）D剩磁法剩磁法I=（2545）DI=（2545）D注：注：I磁化电流，磁化电流，A；圆柱形工件圆柱形工件 D工件直径，工件直径，mm 对于非圆柱形工件，当量直径对于非圆柱形工件，当量直径D=周长周长/，mm3.69.0100570%1014DLN板厚：板厚：mm磁化电流计算公式磁化电流计算公式T19I=（3.54.5）LT19I=（45）L注：注：I磁化电流磁化电流A；L两触头间距。两触头间距。5/61690DLRIN（10%）DLIN/45000（10%）2/35000DLIN82)(810)(1YINYININh608010022220IeffDDD220IeffDDD)(2hteffAADlhhNINIYINYININ)(25.0)(75.082)(810)(145001045000/45000)(1DLNI292012350002)/(35000)(DLNIh
