磁粉探伤机

磁粉探伤机简介

一、磁粉检测的发展简史和现状

1、利用磁现象来检测共建中缺陷的，它是漏磁检测方法中最常用的一种。

17世纪以来，一大批科学家对磁力、电流周围存在的磁场、电磁感应规律以及铁磁场物质等进行了系统研究。这些伟大的科学家在磁学史上树立了光辉的里程碑，也给磁粉检测的创立奠定了基础。早在19世纪，人们就已开始从事磁通检漏试验。1868年，英国《工程》杂志首先发表了利用罗盘仪探查磁通以发现枪管上不连续性的报告。1922年美国人霍克提出了磁粉探伤检测的设想，1928年为解决油井钻杆断裂，研制了周向磁化，使用了尺寸和形状受控的并具有磁性的磁粉，获得了可靠的检测数据。在1934年演变为生产磁粉检测设备和材料的磁通公司，对磁粉检测的应用和发展起了很大的推动作用，在此期间，首次用来演示磁粉检测技术的一台实验性的固定式磁粉检测装置问世。磁粉检测技术早期被用于航空，航海、汽车和铁路部门，用来检测发动机、车轮轴和其它高应力部件的疲劳裂纹。在20世纪30年代，固定式、移动式磁化设备和便携式磁轭相继研制成功，湿法技术也得到应用，退磁问题也得到了解决。

1938年德国发表了《无损检测论文集》，对磁粉检测的基本原理和装置进行了描述。1940年2月美国编写了《磁通检验的原理》教科书。1941年荧光磁粉投入使用，磁粉检测从理论到实践，已初步形成了一种无损检测方法。在20世纪60年代工业竞争时期，磁粉检测向轻便式系统方面进展，并出现磁场强度测量，磁化指示试块（试片）等专用检测器材。随着无损检测工作的日益被重视，磁粉检测Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级人员的培训与考核也成为重要工作。解放前，我国仅有几台进口的美国蓄电池式直流检测机，用于航空共建的维修检查。新中国成立后磁粉检测在航空、兵器、汽车等机械工业部门首先得到广泛应用。几十年来，经各国磁粉检测工作者和设备器材检测工作者的共同努力，使磁粉检测已经发展成为一种成熟的无损检测方法。

2、磁场的合成

在磁粉探伤中，经常用到二种不同方向的磁场，即周向和纵向磁场。所谓周向磁化磁场是一种产生试件与轴向垂直的圆周方向的磁场，这种磁场主要由电流通过的导体（试件本身和芯棒）产生，磁场方向遵循通电导体右手螺旋法则，是以导体为中心的同心圆，即磁力线沿着与试件轴线垂直的圆周方向闭合，纵向磁是指与试件轴向一致（或平行的）磁场。条形磁铁的磁场，U型磁铁的磁场以及螺管线圈的磁场都是周向磁场，这种磁场方向一般符合螺管线圈右手螺旋法则，

磁力线沿着试件轴线通过并经由试件轴线通过并经由试件两端从空气中闭合。试件被周向磁场磁化叫周向磁化，而被纵向磁场磁化的叫纵向磁化，周向磁化一般无磁极产生，即没有退磁场，而纵向磁化一般都有磁极产生。

3、磁粉检测的原理

磁粉检测的基础是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，就实现了磁粉检测。磁粉检测有三个必要的步骤：

（1）被检测的部件必须得到磁化；

（2）必须在磁化的工件上施加合适的磁粉；

（3）对任何磁粉的堆积必须加以观察和解释。

注：磁粉检测不能用于检测工件埋藏较深的缺陷。

二、磁粉检测的特点

磁粉检测（简称MT），又称磁粉探伤或磁粉检查，是五种应用较为广泛的常规无损检测方法之一。磁粉检测的对象是铁磁性材料，包括未加工的原材料（如钢坯），加工后的半成品、成品及在役或使用中的零部件。

1、钢铁零件采用磁粉检测有以下优点：

1）可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠。冷隔阂疏松等缺陷，缺陷显现直观，可以一目了然地观察到它的形状、大小和位置。根据缺陷的形状及加工特点，还可以大致确定缺陷是什么性质（裂纹、非金属杂质、气孔等）。

2）对工件表面的细小缺陷也能检查出来，也就是说，具有较高的检查灵敏度。一些缺陷如发纹，宽度很小，用磁粉检测也能发现。但是太宽的缺陷将使灵敏度降低，甚至不能吸附磁粉。

3）只要采用合适的磁化方法，几乎可以检测到工件表面的各个部位，也就是几乎不受工件大小和形状的影响。

4）与其它检测方法相比较，磁粉检测工艺比较简单，检查速度也较快，相对检查费用也比较低廉。

2、磁粉检测的主要缺点是：

1）只能适用于铁磁性材料，而且只能检查出磁铁工件表面和近表面的缺陷，一般深度不低于1-2mm（直流电检查时深度可大一些），对于埋藏较深的缺陷则难于奏效。磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊

缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢具有磁性，可以进行磁粉检测。

2）检查缺陷的灵敏度和磁化方向有很大关系。如果缺陷方向和磁化方向平行，或与工件表面夹角小于20°的缺陷就难于显现。另外，表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞及锻造皱折等，也不容易被检查出来。

3）如果工作表面有覆盖层、漆层、喷丸层等，将对磁粉检测灵敏度起不良影响。覆盖层越厚，这种影响越大。

4）由于磁化工件绝大多数是用电流产生的磁场来进行的，因此，大的工件往往要用较大的电流，而且磁化后一些具有较大剩磁场的工件要进行退磁。

表面无损检测方法的比较

磁粉检测（MT）渗透检测（PT）涡流检测（ET）

方法原理缺陷漏磁场吸附磁粉毛细渗透作用电磁感应作用

能检出的缺陷表面及表面缺陷表面开口缺陷表面及近表面缺陷

缺陷表现形式在缺陷附近形成磁痕形成缺陷显示检测线圈电压和相位发

生变化

显示材料磁粉渗透液和显像剂记录仪电压表和示波器适用材质铁磁性材料非松孔性材料导电材料

主要检测对象锻钢件、铸钢件、压铸

件、焊缝、管材和棒材

任何非多孔材料主成

的零部件和组合件

管材、线材和棒材、材

料分选、及厚度测量等

缺陷显示直观直观不直观

检测速度快较慢最快

应用探伤探伤探伤、材质分选、测厚污染轻较重最轻

灵敏度高高较低

主要检测缺陷裂纹、发纹、夹杂物裂纹、疏松和针孔裂纹、材质变化、厚度变化三、磁粉探伤机符号的命名方法、器材

命名办法是按照《JB/T10059试验机与无损检测仪器型号编制方法》的规定。

C ××————×

↓↓↓↓

1234

第一部分——C，代表磁粉探伤机；

第二部分——字母，代表磁粉探伤机的磁化方式；

第三部分——字母，代表磁粉探伤机的结构形式；

第四部分——数字和字母，代表磁粉探伤机的最大磁化电流或探头形式。

磁粉探伤机命名的参数

第一个字母第二个字母第三个字母第四个数字代表含义C磁粉探伤机

J交流

D多功能

E交直流

Z直流

X旋转磁场

B半波脉冲直流

Q全波脉冲直流

X携带式

D移动式

W固定式

E磁轭式

G荧光磁粉探伤

Q超低频退磁

如1000周向磁化电流1000A

1、根据探伤机的结构不同，将磁粉探伤机按其结构分为一体型和分立型两大类型。

1）一体型是由磁化电源，夹持装置，磁粉施加装置，观察装置，退磁装饰等组成。

通用固定磁粉探伤机：采用低电压大电流磁化电源和可移动的磁化线圈，电流从1000A到10000A以上，型号一般为CJW，CEW，CXW，CZQ等，采用的是湿法检查，其缺陷受到工件长度和最大外形尺寸的限制。

专用及半自动化磁粉探伤机：采用逻辑继电器，单片机控制，其操作过程实现了自动化，型号一般为CXG连杆，CJL弹簧，CJZ轴承等。

2）分体型是由磁化电源，夹持装置，退磁装置，断电相位控制器等组成。分体型是由支杆探头，磁化线圈，磁轭，软电缆等组成。

移动式磁粉探伤机：一般型号为CJD，CBD等。

便携式磁轭探伤机：型号一般为CJE，CXX等。

2、磁粉检测设备的主要组成

1）磁化电源装置：降压变压器，电磁铁，线圈，磁轭，电源充放电和晶闸管控制；2）工件夹紧装置；3）指示与控制装置；4）磁粉和磁悬液喷洒装置；5）照明装置；6）退磁装置。

3、器材

非荧光磁粉（黑色，红色，白色，蓝色等）；荧光磁粉；特种磁粉；紫外线灯；试片（A，C试片，八角试块）试块（环型，E型），反差增强剂，高斯计；磁强计；白光照度计；紫外线辐射照明计；磁膏；测定管等。

四、如何推荐销售磁粉探伤机

1、用户选择磁粉探伤机，要考虑到许多因素，主要根据探伤工件的几何尺寸，现场条件，每天要探伤的数量及工件的光洁度，这样就可以综合考虑，选择相应的规格型号，确定购置适用的磁粉探伤机。

1）签约合同时应明确告知产品符合《JB/T8290-1998》机械行业的标准。

退磁效果：≤0.3mT（主机），≤0.2mT（专用退磁机）

A型试片30/100清晰显示。（固定磁粉探伤机和专用设备）

2）工作环境

若探伤工作是在固定场所进行，选择固定磁粉机为主；若在生产现场，且工件品种单一，检查数量较大，应采用专用检测设备，或将磁化与退磁等功能分别设置以提高检查速度；若在实验室，以探伤实验为主，则应考虑功能较为齐全的固定式磁粉探伤机，若工作环境在野外，应选择移动式或便携式探伤机进行工作。人工置放试件在托架上，按动启动按钮，进入自动程序→〖启动、夹紧试件〗〖喷淋〗→〖磁化〗→〖观察〗→〖退磁〗→〖松开〗→〖结束〗3）工作情况

主要是看被检测工件可移动性和复杂情况，以及需要检查的数量（批量），若被检件体积和重量不大，易于搬动，或形状复杂且检查数量多，则应选择具有合适磁化电流并且功能较全的固定式磁粉探伤机；若被检工件的外形尺寸较大，重量也较重而又不能搬动，应选择移动式或便携式探伤机进行分段局部磁化；若被检表面黑暗或要求高，最好采用荧光磁粉探伤机或采用与工件颜色反差较大的其他磁粉。

4）根据探伤工件来确定磁化电流

电流（安培）=10×直径（毫米）即Ⅰ-10Φ

磁化电流的大小只和工件尺寸（直径）有关，而与工件长度无关，如轴长1200mm，直径210mm，电流（A）=10×210（毫米）=2100A，所以要选择3000A 的探伤机。

5）如采用半自动磁粉探伤机则应之前告知用户致歉准备的气源。

2、磁化方法的选择

1）工件的尺寸和大小。对于尺寸较小的工件通常选用整体磁化的方法，而对于尺寸较大的工件则选择局部磁化方法。

2）工件的外形结构。外形简单的工件通常采用单一的磁化方法，形状比较复杂的工件采用多种磁化方法。

3）工件的表面状态。粗糙的工件采用直接通电磁化或者感应磁化方法。

4）工件检查的数量。较少的工件采用一般规定的磁化方法（分二次或多次磁化）大批量的检查次用多向磁化或半自动检查方法。

5）预计工件可能产生的缺陷的方向。如原材料采用周向磁化，使用中的工件多考虑应力集中处的疲劳裂纹常采用多向或纵向磁化方法。

6）磁粉探伤机使用的行业

产品类别使用行业

磁轭压力容器,造船,造纸机械的加工等

半波整流特钢,铸铁,机械制造,重型机器等

交直流两用汽车,轴承,热处理加工,机械制造和加工,柴油机,机务行业

非标专用航空航天,合资汽车行业,冶金,大型企业

五、常用的单位符号的表达及磁悬液的配制方法

名称表示符号

周向磁化电流AC

纵向磁化电流DC

安匝数(磁化磁势)AT

气源Mpa

磁场强度Ｏe

磁通量Ｍx

磁悬液浓度的选取

磁粉类型配制浓度/g*L-1材料名称比例

非荧光磁粉10-25

无味煤油或变压器油100L

荧光磁粉0.5-2.0100L 磁膏60-80水1000mL

六、退磁

可以分为交流衰减退磁，交流线圈退磁和超低频电流退磁。

规定的要求：一般不大于0.3Mt（3Gs）。

进行周向磁化工件退磁应先进行一次纵向磁化。

进行纵向磁化工件退磁采用超低频退磁方法。

交流磁化直流磁化退磁采用超低频率退磁方法。

交流线圈退磁工件应慢慢通过线圈中心并移出线圈1.5米以外。

长工件退磁：最好退磁线圈以东西方向放置。

备注：时代集团成立于1984年，公司主要生产里氏硬度计洛氏硬度计粗糙度仪超声波测厚仪涂层测厚仪超声波探伤仪硬度计探伤仪测厚仪等检测仪器。