磁粉探伤介绍

磁粉探伤介绍

1技术原理

magnetic particle testing

磁粉探伤，是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。将钢铁等磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物件表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法。该探伤方法的特点是简便、显示直观。利用了工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生崎变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。

磁粉探伤与利用霍耳元件、磁敏半导体元件的探伤法，利用磁带的录磁探伤法，利用线圈感应电动势探伤法同属磁力探伤方法。

2主要分类

磁粉探伤种类：

1、按工件磁化方向的不同，可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法

和旋转磁化法。

2、按采用磁化电流的不同可分为：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流

磁化法。

3、按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。

4、按照工件上施加磁粉的时间不同，可分为连续法和剩磁法。

3操作方法

将待测物体置于强磁场中或通以大电流使之磁化，

磁粉探伤

若物体表面或表面附近有缺陷（裂纹、折叠、夹杂物等）存在，由于它们是非铁磁性的，对磁力线通过的阻力很大，磁力线在这些缺陷附近会产生漏磁。当将导磁性良好的磁粉（通常为磁性氧化铁粉）施加在物体上时，缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉，堆集形成可见的磁粉痕迹，从而把缺陷显示出来。

第一步：预清洗

所有材料和试件的表面应无油脂及其他可能影响磁粉正常分布、影响磁粉堆积物的密集度、特性以及清晰度的杂质。

第二步：缺陷的探伤

磁粉探伤应以确保满意的测出任何方面的有害缺陷为准。使磁力线在切实可行的范围内横穿过可能存在于试件内的任何缺陷。

第三步：探伤方法的选择

1：湿法：磁悬液应采用软管浇淋或浸渍法施加于试件，使整个被检表面完全被覆盖，磁化电流应保持1/5~1/2秒，此后切断磁化电流，采用软管浇淋或浸渍法施加磁悬液。

2：干法。磁粉应直接喷或撒在被检区域，并除去过量的磁粉，轻轻地震动试件，使其获得较为均匀的磁粉分布。应注意避免使用过量的磁粉，不然会影响缺陷的有效显示。

3：检测近表面缺陷。检测近表面缺陷时，应采用湿粉连续法，因为非金属夹杂物引起的漏磁通值最小，检测大型铸件或焊接件中近表面缺陷时，可采用干粉连续法。

4：周向磁化。在检测任何圆筒形试件的内表面缺陷时，都应采用中心导体法；试件与中心导体之间应有间隙，避免彼此直接接触。当电流直接通过试件时，应注意防止在电接触面处烧伤，所有接触面都应是清洁的。

5：纵向磁化。用螺线圈磁化试件时，为了得到充分磁化，试件应放在螺线圈内的适当位置上。螺线圈的尺寸应足以容纳试件。

第四步：退磁。将零件放于直流电磁场中，不断改变电流方向并逐渐将电流降至零值。大型零件可使用移动式电磁铁或电磁线圈分区退磁。

第五步：后清洗。在检验并退磁后，应把试件上所有的磁粉清洗干净；应该注意彻底清除孔和空腔内的所有堵塞物。[1]

4基本用途

在工业中，磁粉探伤可用来作最后的成品检验，以保证工件在经过各道加工工序（如焊接、金属热处理、磨削）后，在表面上不产生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、钢坯、锻件、铸件等的检验，以发现原来就存在的表面缺陷。铁道、航空等运输部门、冶炼、化工、动力和各种机械制造厂等，在设备定期检修时对重要的钢制零部件也常采用磁粉探伤，以发现使用中所产生的疲劳裂纹等缺陷，防止设备在继续使用中发生灾害性事故。

5主要特点

磁粉探伤的优点是：对钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常有效;设备和操作均较简单;检验速度快，便于在现场对大型设备和工件进行探伤；检验费用也较低。缺点是：仅适用于铁磁性材料；仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度；对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。

磁粉探伤的灵敏度高、操作也方便。但它不能发现床身铸件内的部分和导磁性差（如奥氏体钢）的材料，而且不能发现铸件内部分较深的缺陷。铸件、钢铁材被检表面要求光滑，需要打磨后才能进行。

6选用材料

1、磁粉介质

磁粉的功用是作为显示介质，其种类包括有：

a.黑磁粉-成分为四氧化三铁（Fe3O4），呈黑色粉末状，适用于背景为浅色

或光亮的工件。

b.红磁粉-成分为三氧化二铁（Fe2O3），呈铁红色粉末状，适用于背景较暗的工件。

c.荧光磁粉-在四氧化三铁磁粉颗粒外裹有荧光物质，在紫外线辐照下能发出黄绿色荧光，适用于背景较深暗的工件，特别是由于人眼色敏特性的原因，使得以荧光磁粉作磁介质的磁粉检验较之其他磁粉具有更高的灵敏度。

d.白磁粉-在四氧化三铁磁粉颗粒外裹有白色物质，适用于背景较深暗的工件。

为了便于现场检验的使用，商品化的磁介质种类很多，除了有黑、红、白磁粉，荧光磁粉，还有球形磁粉（空心、彩色，用于干粉法），还有事先配置好的磁膏、浓缩磁悬液，还有磁悬液喷罐等等，以及为了提高背景深暗或者表面粗糙工件的可检验性而提供的表面增白剂（反差增强剂）等。

为了保证磁粉检验结果的可靠性，对磁粉（包括磁性、粒度、形状）以及磁悬液的浓度、均匀性、悬浮性等均需要经过校验合格后才能使用，并且在使用过程中也需要定期校验，此外对于观察评定时环境的白光照度，或者荧光磁粉检验时使用的紫外线灯的紫外线强度等等，也是属于校验的项目，以求保证检验质量。

2、灵敏度试片

灵敏度试片还可用来检查探伤设备、磁粉、磁悬液的综合使用性能,检查被检工件表面各点磁场的分布规律。灵敏度试片的使用方法是用胶带纸将A型标准试片上开槽的一面紧贴在被检工件清洁的表面上，在对工件和试片进行磁化的同时向试片上喷洒磁悬液,并观察试片上的磁痕。磁化电流恰当,那么试片未刻的槽表面上就会出现清晰的刻槽的磁痕。

探伤灵敏度对复杂工件进行磁化时,工件表面的磁场强度分布很不均匀,磁

化电流的大小难以估算,仅凭经验对磁化电流进行选择往往也很难达到理想的磁化效果。因此一般都采用灵敏度试片来选择最佳的磁化规范。

另外超声波探伤灵敏度[2]flawdetectionsensitivity探伤灵敏度是指在

某一具体探伤条件下能探测缺陷大小的能力。探伤条件如增益、抑制、探头种类、仪器使用时间等，这些条件直接影响探伤灵敏度，因此常使用标准试块来表示。例如“用2．5MHz、直径20mm的直探头，能发现CS—1型标准试块中距直探头表面200mm、直径1mm的平底孔”。探伤仪放大器的增益调得越大，灵敏度也越

高；但灵敏过高时，杂波增多，影响探伤的精度。因此应根据具体情况来调整所需的灵敏度。