钢结构(磁粉探伤MT)培训磁粉检测原理
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磁粉检测基础知识及原理
磁粉检测在压力容器定期检验中的重要性
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2 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁粉探伤中的相关物理量
2.1.1 磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化
磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。
磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。
磁极：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
而磁矩方向与外加磁场方向相反的磁畴体积减小，畴壁发生位移，如图 (b)。 (3)增大外加磁场时，磁矩转动畴壁继续位移， 最后只剩下与外加磁场方向比较 接近的磁畴，如图 (c)。 (4)继续增大外加磁场，磁矩方向转动，与外加磁场方向接近，如图 (d)。 (5)当外加磁场增大到一定值时，所有磁畴的磁矩都沿外加磁场方向有序排列， 达到磁化饱和，相当于一个微小磁铁或磁偶极子，产生N极和S极，宏观上呈现 磁性，如图 (e)。
霍
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1.2 磁粉探伤
Magnetic Particle Testing，简称 MT
基本原理是：
铁磁性材料和工件被磁化后，由于 不连续性的存在，使工件表面和近表 面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁 场，吸附施加在工件表面的磁粉，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大
在没有外加磁场作用时， 铁磁性材料内各磁畴的磁 矩方向相互抵消，对外显
示不出磁性，如下图a。
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铁磁性材料的磁畴方向
a）不显示磁性； b）磁化
c）保留一定剩磁
当把铁磁性材料放到外加磁场中去时，磁畴就会受到外加磁场的作用，一是使
磁畴磁矩转动，二是使畴壁发生位移，最后全部磁畴的磁矩方向转向与外加磁场
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2 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁粉探伤中的相关物理量
2.1.1 磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化
磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。
磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。
磁极：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
而磁矩方向与外加磁场方向相反的磁畴体积减小，畴壁发生位移，如图 (b)。 (3)增大外加磁场时，磁矩转动畴壁继续位移， 最后只剩下与外加磁场方向比较 接近的磁畴，如图 (c)。 (4)继续增大外加磁场，磁矩方向转动，与外加磁场方向接近，如图 (d)。 (5)当外加磁场增大到一定值时，所有磁畴的磁矩都沿外加磁场方向有序排列， 达到磁化饱和，相当于一个微小磁铁或磁偶极子，产生N极和S极，宏观上呈现 磁性，如图 (e)。
霍
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1.2 磁粉探伤
Magnetic Particle Testing，简称 MT
基本原理是：
铁磁性材料和工件被磁化后，由于 不连续性的存在，使工件表面和近表 面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁 场，吸附施加在工件表面的磁粉，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大
在没有外加磁场作用时， 铁磁性材料内各磁畴的磁 矩方向相互抵消，对外显
示不出磁性，如下图a。
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铁磁性材料的磁畴方向
a）不显示磁性； b）磁化
c）保留一定剩磁
当把铁磁性材料放到外加磁场中去时，磁畴就会受到外加磁场的作用，一是使
磁畴磁矩转动，二是使畴壁发生位移，最后全部磁畴的磁矩方向转向与外加磁场
MT磁粉检测原理标准讲义教学教案
3.3 磁粉检测设备
3.3.1 设备 磁粉检测设备应符合JB/T 8290的规定。
固定磁粉 探伤机 移动式磁粉探伤机
固定式磁粉探伤机
29
30
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移动式磁粉探伤机
（3000-6000A）CYD3000、CYD5000。CZQ6000型直 流探伤机、CDG10000型多功能探伤机。
第三章 一般要求
说明
第3章一般要求共有12节，包括： 1、检测人员 2、检测程序 3、设备 4、磁粉、载体及磁悬液 5、标准试件 6、电流类型及选用 7、磁化方向 8、磁化规范 9、质量控制 10、安全防护 11、表面准备 12、检测时机
3 一般要求
磁粉检测的一般要求除应符合JB/T 4730.1的有关规定 外，还应符合下列规定。
说明
标准对直、交流电磁轭的要求是参照ASME A分篇（强制性） 中对提升力的要求：当使用磁轭最大间距时，每个交流电 磁轭至少应有10Ib(4.5kg)的提升力；每个直流或永久磁铁 磁轭至少应有40Ib(18.1kg)的提升力。
JB4730-1994未提及交叉磁轭的提升力。 在国内某些标准文献中规定交叉磁轭的提升力为88N，理
本标准可应用于原材料、半成品（钢坯、钢块、铸件 和锻件）、成品材料和焊缝等的检验。
铁磁材料（承压设备常用的有Q235、Q345R(16MnR)、 Q245(20R、20g)、30CrMnSiA等)
非铁磁材料有铜、铝、镁、钛合金、奥氏体不锈钢等。
说明
对不锈钢的几点说明：
不锈钢通常在热处理后使用。常用的不锈钢有铁素体型不 锈钢、马氏体型不锈钢、奥氏体型不锈钢和双相钢（铁素 体不锈钢和奥氏体不锈钢的机械混合物）四种。
MT培训PPT1
1.1.2磁粉检测的现状
• 基础理论研究：已取得较大的进展，断裂和塑性力学 的应用以及“磁偶极子”理论的研究使磁粉检测方法更 合理，日臻完善。 • 检测设备：从固定式、移动式到携带式； 从半自动、全自动到专门设备； 从单向磁化到多向磁化；
实现了系列化。
• 器材方面：标准试片、标准试块及磁强计等方面形成 了系列产品。
2. 检测元件检测
（1）录磁探伤法
又称磁录像法，是将具有很高矫顽力和剩磁的磁 带紧贴在被检工件表面，对工件进行适当磁化，则在 不连续性处产生的漏磁场就全部记录在磁带上，然后 通过磁电传感器将录制的漏磁场信息转换为电信号， 显示在荧光屏上，从而确定缺陷的部位、性质和大小。
（2）感应线圈探伤法
根据电磁感应定律，当线圈与工件相对运动时， 线圈将产生感应电动势
IR 2 dB ndl 2 2 3/ 2 2 [R l ]
积分得
I I
0
2 若螺线管无限长， 1 , 2 0 则
1
B
0
2
nI ( sin )d
2
0 nI
(cos 1 cos 2 )
B 0nI
4.安培环路定理
长直载流导体周围的磁感应线是一组以导体 为中心的同心圆，曲线上任意一点P的磁感 应强度为:
• 漏磁场：铁磁材料工件被磁化后，在不连续性处或磁路 截面变化处，磁感应线离开和进入工件表面而形成的磁 场称为漏磁场。 • 漏磁场检测分类：磁粉检测和检测元件检测。 磁粉检测：利用铁磁性粉末—磁粉，作为磁场的传 感器，即利用漏磁场吸附磁粉形成的磁痕来显示不连续 性的位置、大小、形状和严重程度。 检测元件检测：利用磁带、霍尔元件、磁敏二极管 或感应线圈作为磁场的传感器，检测不连续性的位置、 大小和方向。
磁粉探伤教材
X 0.8KA Y 0.2KA 每种件号 ≥1.0 mT ≤0.5mT 磁化0.5s,间隔3s
每种件号 磁通测定器 每种件号 磁通测定器 不必检测 设备设定
6
防锈剂浓度
9月1日至次年6月1 液体低于 日：5% 6月1日至9月1日： 10% 0.15-0.25ml/100ml ≥2.0mW/cm2在 550-650mm处 标记 每天 每天
沉淀计 紫外线强度 计 标准试片
日报表 点检表
＜0.15ml/100ml工件隔离 上报 <1.0mW/cm 换滤光片
2
9 10 11
2次/班 2周/次 1次/班
磁悬液或磁场强度,紫外线 日报表 (开机必须检测试片) 灯 磁悬液和防锈剂用量 记录表
磁粉探伤作业参数指导书（二）
文件编号 制定单位 序号 1 2 3 4 5 标 磁粉选用 磁化电流 磁化强度 残磁强度 磁化间隔 准 20B NW-MW-077 加工部后勤课 页版别 设备型号 检测频率 配液前 EDI.1 SC-5+C/V 检测方法 配液前检查 NO.2仪表 页次 发行日期 记录 日报表 日报表 日报表 日报表 不记录 异常处理 清洗磁悬液水槽 (不同型号不可混用) X＜0.8KA,Y<0.2KA工件 隔离上报 ＜1.0mT工件隔离上报 ＞0.5mT工件隔离重消磁 向班组长汇报处置 1/1
现在用的磁粉探伤机：日本真冈 SC_5 型 主要组成部分磁化部分 检测部分 退磁部分 磁悬液箱部分 电控柜等
磁粉探伤作业参数指导书（一）
文件编号 制定单位 序号 1 2 3 4 5 标 磁粉选用 磁化电流 磁化强度 残磁强度 磁化间隔 准 20B 1.8KA ≥0.8 mT ≤0.2mT 磁化0.5s,间隔3s NW-MW-077 加工部后勤课 页版别 设备型号 检测频率 配液前 每种件号 EDI.1 SC-5 检测方法 配液前检查 NO.2仪表 页次 发行日期 记录 日报表 日报表 日报表 日报表 不记录 异常处理 清洗磁悬液水槽 (不同型号不可混用) ＜1.8KA工件隔离上报 ＜0.8mT工件隔离上报 ＞0.2mT工件隔离重消磁 向班长汇报处置 1/1
磁粉检测基础知识及原理ppt课件
（a）马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置 7
磁力线在每点的切线方向代表磁场的方向，磁力线 的疏密程度反映磁场的大小。
磁力线具有以下特性： • 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极
到N极，在磁体外，磁力线是由N极出发，穿过空气进入S极的 闭合曲线。
• 磁力线互不相交。 • 磁力线可描述磁场的大小和方向。 • 磁力线沿磁阻最小路径通过。
马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢具有磁性，可进行MT。 MT可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。
磁粉检测程序
磁粉检测的七个程序是：
(1液；(4)磁痕的观察与记录；
(5)缺陷评级；
(6)退磁；
(7)后处理。
4
局限性：
MT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。 对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角 小于20°的分层和折叠难以发现。
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2.2 铁磁性材料
2.2.1 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换耦合作 用，这个相互作用促使相邻原子中电子磁矩平行排列起来，形成一 个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域， 称为磁畴。
在没有外加磁场作用时， 铁磁性材料内各磁畴的磁 矩方向相互抵消，对外显 示不出磁性，如下图a。
磁粉检测在压力容器定期检验中的重要性
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2 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁粉探伤中的相关物理量 2.1.1 磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化 磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。 磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。 磁极：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
磁粉无损检测
铁磁性材料 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 换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子磁矩平行排列起 来，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化 的微小区域，称为磁畴。 一个典型的磁畴宽度约为10-3cm，体积约为10-9cm3，内部大 约含有1014个磁性原子。 在没有外加磁场作用时， 铁磁性材料内各磁畴的磁 矩方向相互抵消，对外显
（附录）
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B.1， 绕电缆法和交叉磁轭法的典型磁化方法见表B.2。
表B.1 磁轭法和触头法的典型磁化方法（1） 磁轭法的典型磁化方法
L≥75mm
b≤L/2 β≈90°
L≥75 mm b≤L/2
L1≥75 mm L2≥75 mm
b1≤L1/2 b2≤L2－50
周向磁化强度的计算：
（1）长直导体的磁场强度：
H 0.2I r
(2)板状工件通电电流的磁场强度：
H 2I
b
H：奥斯特； I：安； r：工件半径（厘米）
说明
• 周向磁化：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。
周向磁化
通电法 中心导体法
轴向通电法 直角通电法 夹钳通电法
偏置芯棒法
触头法
感应电流法
环形件绕电缆法
3 复合磁化（又叫多向磁化）：
在工件上产生一个大小和方向随时间成圆形、椭圆形 或螺旋形轨迹变化的磁场。
复合磁化法包括交叉磁轭法（如下图）和交叉线圈法 等多种方法 。
交叉磁轭法
说
明
复合磁化
交叉磁轭法 交叉线圈法 直流电磁轭与交流通电法 直流线圈与交流通电法 有相位的整流电磁化法
磁粉检测—磁粉检测基本原理(无损检测课件)
磁化规范
制定磁化规范的方法： ➢ 用经验公式计算； ➢ 用仪器测量工件表面的磁场强度； ➢ 测绘钢材磁特性曲线； ➢ 用标准试片确定大致的磁化规范。
第2节 磁粉检测的基本原理
1. 磁粉检测原理
磁粉检测原理
铁磁性材料和工件被磁化后， 由于不连续性的存在，使工 件表面和近表面的磁力线发 生局部畸而产生漏磁场，吸 附施加在工件表面的磁粉， 形成在合适光照下目视可见 的磁痕，从而显示不连续的 位置、形状和大小。
2. 使用范围
磁粉检测适用范围
铁磁性材料表面和近表面尺寸很小，间隙极窄，目视难以 看出的不连续性（长0.1mm,宽为微米级的裂纹）；
未加工的原材料、加工的半成品、成品工件及在役或使用 过的零部件进行探伤，还能对板材、型材、管材、棒材、 焊接件、铸件及锻件进行探伤；
可以发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等 缺陷。
第2节 磁粉检测的基本原理
磁化电流
为了在工件上产生磁场而采用的电流称为磁化电流。 方法：交流电、整流电、直流电和冲击电流。
磁化电流特点
交流电磁化湿法检验，对工件微小缺陷检测灵敏度高； 交流电的深入深度低于整流电和直流电； 交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器； 交流电磁化连续法——有效值电流，剩磁检验——峰值电流； 整流电流中交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越小； 单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面缺陷检测灵敏度高； 三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷； 直流电可检测工件近表面最深的缺陷； 冲击电流只能用于剩
磁化规范
制定磁化规范考虑的因素 ➢ 工件的材料、热处理状态和磁特性——确定采用连续法还
是剩磁法及相应的磁化规范； ➢ 工件尺寸、形状、表面状态和欲检缺陷的几何形状和位
磁粉检测基础知识及原理
永久磁铁中的磁畴，在一个方向上占优势，因而形成N和S极，能显示出很强
的磁性。 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，使磁体的磁
性 削弱。超过某一温度后，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性，实现了材料的 退磁。铁磁性材料在此温度以上不能再被外加磁场磁化，并将失去原有的磁性的 临界温度称为居里点或居里温度。从精居品课里件点以上的高温冷却下来时，只要没有外
（c）纵向磁化裂纹产生的漏磁场
条形磁铁的磁力线分布
（a）马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置 精品课件
磁力线在每点的切线方向代表磁场的方向，磁力线 的疏密程度反映磁场的大小。
磁力线具有以下特性： • 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极
到N极，在磁体外，磁力线是由N极出发，穿过空气进入S极的 闭合曲线。
利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、 霍
精品课件
1.2 磁粉探伤
Magnetic Particle Testing，简称 MT
基本原理是：
铁磁性材料和工件被磁化后，由于 不连续性的存在，使工件表面和近表 面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁 场，吸附施加在工件表面的磁粉，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大
漏磁场。
精品课件
2.5.2 缺陷的漏磁场分布
缺陷产生的漏磁场可以分解为水平分量Bx和垂直分量By，水平分 量与工件表面平行，垂直分量与工件表面垂直。假设有一矩形缺 陷，则在矩形中心，漏磁场的水平分量有极大值，并左右对称。而 垂直分量为通过中心点的曲线，见下图，图中（a）为水平分量， （b）为垂直分量，如果将两个分量合成，则可得到如图（c）所示 的漏磁场。
2.2.3 磁化过程
的磁性。 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，使磁体的磁
性 削弱。超过某一温度后，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性，实现了材料的 退磁。铁磁性材料在此温度以上不能再被外加磁场磁化，并将失去原有的磁性的 临界温度称为居里点或居里温度。从精居品课里件点以上的高温冷却下来时，只要没有外
（c）纵向磁化裂纹产生的漏磁场
条形磁铁的磁力线分布
（a）马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置 精品课件
磁力线在每点的切线方向代表磁场的方向，磁力线 的疏密程度反映磁场的大小。
磁力线具有以下特性： • 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极
到N极，在磁体外，磁力线是由N极出发，穿过空气进入S极的 闭合曲线。
利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、 霍
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1.2 磁粉探伤
Magnetic Particle Testing，简称 MT
基本原理是：
铁磁性材料和工件被磁化后，由于 不连续性的存在，使工件表面和近表 面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁 场，吸附施加在工件表面的磁粉，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大
漏磁场。
精品课件
2.5.2 缺陷的漏磁场分布
缺陷产生的漏磁场可以分解为水平分量Bx和垂直分量By，水平分 量与工件表面平行，垂直分量与工件表面垂直。假设有一矩形缺 陷，则在矩形中心，漏磁场的水平分量有极大值，并左右对称。而 垂直分量为通过中心点的曲线，见下图，图中（a）为水平分量， （b）为垂直分量，如果将两个分量合成，则可得到如图（c）所示 的漏磁场。
2.2.3 磁化过程