磁粉檢測基本原理

1、磁粉檢測磁粉檢測磁粉檢測基本原理w磁粉檢測是利用磁現(xiàn)象來檢測鐵磁材料工件表面及近表面缺陷的一種無損檢測方法。其基本原理是，當(dāng)工件被磁化時，若工件表面及近表面存在裂紋等缺陷，就會在缺陷部位形成泄漏磁場泄漏磁場（也稱漏磁場），泄漏磁場將吸附、聚集檢測過 程中施加的磁粉，形成磁痕，從而提供缺陷顯示。磁粉檢測原理磁粉檢測原理1.1.磁粉檢測基本原理磁粉檢測基本原理磁粉檢測基本原理和特點磁粉檢測基本原理和特點w 磁場中的導(dǎo)體被磁化后，導(dǎo)體內(nèi)有磁場；磁場中的導(dǎo)體被磁化后，導(dǎo)體內(nèi)有磁場； w 漏磁場：鐵磁材料磁化時磁力線由于折射而迤漏磁場：鐵磁材料磁化時磁力線由于折射而迤出到材料表面所形成的磁場稱為漏磁場出

2、到材料表面所形成的磁場稱為漏磁場w 漏磁場吸附磁粉漏磁場吸附磁粉 磁化磁化漏磁場漏磁場吸附磁粉吸附磁粉SSNNSN2.2.磁粉檢測特點磁粉檢測特點w1）顯示直觀，磁痕，能直觀地顯示缺陷的形狀位置、大小、可大致判斷缺陷的性質(zhì)w2）檢測靈敏度高，可檢測的最小缺陷寬度可達0.1m，能發(fā)現(xiàn)深度只有10多微米的微裂紋。w3）適應(yīng)性好 幾乎不受工件大小和幾何形狀的限制，能適應(yīng)各種場合的現(xiàn)場作業(yè)w4）效率高、成本低、磁粉檢測設(shè)備簡單，操作方便，檢測速度快，費用低廉。優(yōu)點：優(yōu)點：局限性：局限性：w1）只能適用于檢測鐵磁性金屬材料。w2）只能用于檢測工件表面和近表面缺陷，不能檢出埋藏較深的內(nèi)部缺陷w3）難于定量

3、缺陷的深度w4）通常都用目視法檢查缺陷，磁痕的判斷和解釋需要有技術(shù)經(jīng)驗和素質(zhì) 當(dāng)工件的表層存在著切割磁力線的缺陷時，由于缺陷的磁導(dǎo)率小，磁阻很大，磁感應(yīng)線將會改變途徑。大部分改變途徑的磁通將優(yōu)先從磁阻較小的缺陷底部的工件內(nèi)通過，當(dāng)工件內(nèi)磁感應(yīng)強度比較大，工件缺陷底部難以接受更多的磁通，或缺陷的尺度較大時，部分磁部分磁通就會從缺陷部位逸出工件通就會從缺陷部位逸出工件，越過缺陷上方然后再進入工件，這種磁通的泄漏同時使缺陷兩側(cè)部位產(chǎn)生了磁極化，形成所謂的漏磁場1.1.漏磁場的形成漏磁場的形成缺陷漏磁場缺陷漏磁場w如果工件表層有缺陷存在，磁粉的顆粒將立即被缺陷漏磁場磁化，使每個磁粉顆粒都成為具有N、S

4、極的小磁鐵，并與缺陷磁極相作用，異性磁極相互吸引，使磁粉呈鏈狀吸附在缺陷所在的表面上，聚集成缺陷磁痕，顯示缺陷位置、形狀和大小。由于漏磁場的作用范圍比實際缺陷的寬度要大數(shù)倍至數(shù)十倍，所以磁痕的寬度比實際缺陷寬度要大得多，很便便于觀察2.2.漏磁場的影響因素漏磁場的影響因素 真實的缺陷具有比矩形槽復(fù)雜得多的幾何形位，況且它們千差萬別地存在于不同的工件中，要計算其漏磁場是艱難的。影響缺陷漏磁場的因素主要來自下列三個方面： 1 1）磁化場）磁化場 磁化場的強弱磁化場的強弱對缺陷漏磁場影響很大。由于磁化場決定了工件的磁化程度（磁感應(yīng)強度），磁化強度與缺陷漏磁場的對應(yīng)關(guān)系。 由圖可見，當(dāng)磁化程度較低時，

5、漏磁場偏小，且增加緩慢，當(dāng)磁感應(yīng)強度達到飽和值的80%80%左右時，漏磁場不僅幅值較大，而且隨著磁化場的增加會迅速增大。w磁化場的種類種類也會影響漏磁場的分布，直流直流磁場在工件中分布較均勻，交流交流磁場由于趨膚效應(yīng)，磁場集中于工件表面，對表面缺陷，交流的漏磁場要更為敏感一些；對埋藏缺陷，結(jié)果反之（條件是兩磁場峰值相等）。w缺陷方向方向?qū)β┐艌鲇绊懞艽?，?dāng)缺陷主平面與磁化場方向垂直垂直時，產(chǎn)生的漏磁場最強；當(dāng)缺陷主平面與磁化方向平行平行時，由于缺陷對磁力線的通過幾乎沒有影響，所以漏磁場近似為零。當(dāng)缺陷與磁化方向的夾角由 90逐漸減少時，漏磁場的變化規(guī)律如圖所示2 2）缺陷方向、位置和尺寸的影響

6、）缺陷方向、位置和尺寸的影響 缺陷方向?qū)β┐艌鲇叭毕莘较驅(qū)β┐艌鲇绊戫?位置位置對漏磁場的影響：同樣的缺陷位于工件表面表面時漏磁場最大，位于工件內(nèi)部內(nèi)部，隨著埋藏深度增大而逐漸減小，當(dāng)埋藏深度足夠大時，漏磁場將趨于零。 缺陷的大小大小對漏場影響很大，當(dāng)寬度相同、深度不 同時，漏磁場隨著缺陷深度深度的增加而增大，如下圖所示，在一定范圍內(nèi)兩者近似于直線關(guān)系。缺陷深度對漏磁場的影響缺陷深度對漏磁場的影響w缺陷寬度寬度對漏磁場的影響相應(yīng)較小，在缺陷寬度很小時，隨寬度的增大漏磁場有增加的趨勢，但當(dāng)寬度較大時，寬度增大，漏磁場反而緩慢下降。w此外，缺陷的性質(zhì)、形狀性質(zhì)、形狀也對缺陷泄漏場有影響。不同種類的

7、缺陷，磁導(dǎo)率不一樣，磁力線通過時磁阻不一樣，產(chǎn)生的漏磁場不可能一樣。平面狀缺陷和體積狀缺陷的漏磁場也會有差異。 3 3）工件的）工件的材質(zhì)及工況材質(zhì)及工況 鋼材的磁特性是隨其合金成分（尤其是含碳量）、熱處理狀態(tài)、加工狀態(tài)而變化，相同的磁化、相同的缺陷對不相同磁性的材料，缺陷磁場不一樣，難以磁化的材料（磁導(dǎo)率低）漏磁場小。當(dāng)工件表面有覆蓋層（涂，鍍層）時，隨著覆蓋層厚度的增加，漏磁場將減弱。(4)(4)漏磁場對磁粉的作用漏磁場對磁粉的作用磁粉檢測是通過漏磁場吸附磁粉形成磁痕來提供缺陷顯示的。這些顯示的形成是一個非常復(fù)雜的過程。迄今為止，仍然難以逼真地模擬。磁粉在形成磁痕的過程中，它的行為除受到漏磁場的磁力作用外，還受到多個作用力的制約，這些力包括：磁粉重力，磁懸液粘滯力，勵磁場作用力和磁粉微粒之間的相互作用力等。檢測時工件表面上由磁粉構(gòu)成的磁圖像正是這些力共同作用的結(jié)果，缺陷磁痕顯示