磁粉檢測技術及缺陷分析

1、磁粉檢測技術及缺陷分析磁粉檢測技術及缺陷分析張志超福建省特種設備檢驗院技術部高級檢驗師、高級探傷師全國無損檢測人員資格考核委員會考（(Nondestructive Testing)X射線探傷機超聲檢測的原理超聲檢測的原理超聲波探傷儀HS800型 便攜式TOFD超聲波檢測儀相控陣檢測儀磁粉檢測裂紋示意圖 定義：在鐵磁質中，相鄰鐵原子中的電子之間存在著非常強的交換耦合作用，該相互作用促使相鄰原子中的電子磁矩在小范圍內“自發(fā)地”排列起來，形成一個個小的“自發(fā)磁化區(qū)”，這種自發(fā)磁化區(qū)稱為“磁疇”。 (a)(a)(b)(b)(c)(c) 材料Tc/純鐵770硅鋼（熱軋）690硅

2、鋼（冷軋）70045坡莫合金44078坡莫合金580超坡莫合金400鐵氧體100-6000I1N2N接沖擊電流計mMHM0absQmHmBHimmmHmuHmuH BmBRORmBSSmHcHCCmHHmBmHarctan(/)B H （3） a） b） c） 缺陷產(chǎn)生的漏磁場可以分解為水平分量Bx和垂直分量By，水平分量與工件表面平行，垂直分量與工件表面垂直。假設有一矩形缺陷，則在矩形中心，漏磁場的水平分量有極大值，并左右對稱。而垂直分量為通過中心點的曲線，其示意圖如下，圖中（a）為水平分量，（b）為垂直分量，如果將兩個分量合成，則可得到如圖（c）所示的漏磁場。 2）缺陷位置及形狀的影響）缺

3、陷位置及形狀的影響 a） 缺陷埋藏深度的影響：影響很大缺陷埋藏深度的影響：影響很大 同樣的缺陷，位同樣的缺陷，位于工件表面時，產(chǎn)生的漏磁場大；若位于工件的近表于工件表面時，產(chǎn)生的漏磁場大；若位于工件的近表面，產(chǎn)生的漏磁場顯著減??；若位于工件表面很深處，面，產(chǎn)生的漏磁場顯著減??；若位于工件表面很深處，則幾乎沒有漏磁場泄漏出工件表面。則幾乎沒有漏磁場泄漏出工件表面。 晶粒大小的影響 含碳量的影響 熱處理的影響 合金元素的影響 冷加工的影響 周向磁化是指給工件直接通電，或者使電流通過貫穿空心工件孔中的導體，旨在工件中建立一個環(huán)繞工件的并與工件軸相垂直的周向閉合磁場，用于發(fā)現(xiàn)與工件軸平行的縱向缺陷。

4、縱向磁化是指將電流通過環(huán)繞工件的線圈，沿工件縱長方向磁化的方法，工件中的磁感應線平行于線圈的中心軸線。用于發(fā)現(xiàn)與工件軸相垂直的周向缺陷(橫向缺陷)。利用電磁扼和永磁鐵磁化，使磁感應線平行于工件縱軸的磁化方法亦屬于縱向磁化。 多向磁化是指通過復合磁化，在工件中產(chǎn)生一個大小和方向隨時間成圓形，橢圓形或螺旋形軌跡變化的磁場，因為磁場的方向在工件上不斷地變化，所以可以發(fā)現(xiàn)工件上多個方向的缺陷。 熒光磁粉 在黑光下觀察磁痕顯示的磁粉稱為熒光磁粉。熒光磁粉是以磁性氧化鐵粉、工業(yè)純鐵粉或羰基鐵粉為核心，在鐵粉外面用樹脂粘附一層熒光染料(如YC2熒光磁粉)或將熒光染料化學處理在鐵粉表面（如美國14A熒光磁粉）

5、而制成。熒光磁粉檢測 齒輪裂紋非熒光磁粉 在可見光下觀察磁痕顯示的磁粉稱為非熒光磁粉。常用的有四氧化三鐵（Fe3O4）黑磁粉和三氧化二鐵（-Fe2O3）紅褐色磁粉，還有蘭磁粉、白磁粉，所以也叫彩色磁粉。這兩種磁粉既適用于濕法，又適用于干法。非熒光磁粉檢測 鑄造冷裂紋濕法與濕法 濕法用磁粉是將磁粉懸浮在油或水載液中噴灑到工件表面的磁粉；濕法用磁粉是將磁粉在空氣中吹成霧狀噴撒到工件表面的磁粉。連續(xù)法和剩磁法 連續(xù)法在外加磁場磁化的同時，將磁粉或磁懸液施加到工件上進行磁粉檢測的方法。 剩磁法在停止磁化后，再將磁懸液施加到工件上，利用工件上的剩磁進行磁粉檢測的方法。連續(xù)法的應用范圍 (1)適用于所有鐵

6、磁性材料和工件的磁粉檢測。 (2)工件形狀復雜不易得到所需剩磁時。 (3)表面覆蓋層較厚的工件。 (4)使用剩磁法檢驗時，設備功率達不到時。剩磁法的應用范圍 (1)凡經(jīng)過熱處理（淬火、回火、滲碳、滲氮及局部正火等）的高碳鋼和合金結構鋼，矯頑力在1KA/m，剩磁在0.8T以上者，才可進行剩磁法檢驗。 (2)用于因工件幾何形狀限制連續(xù)法難以檢驗的部位，如螺紋根部和筒形件內表面。 (3)用于評價連續(xù)法檢驗出的磁痕顯示屬于表面還是近表面缺陷顯示。周向磁化規(guī)范的分級，見下表規(guī)范名稱檢測方法 應用范圍連續(xù)法剩磁法嚴格規(guī)范 H2 H3（基本飽和區(qū)）H3以后（飽和區(qū)）適用于特殊要求或進一步鑒定缺陷性質的工件標

7、準規(guī)范H1H2（近飽和區(qū)）H3以后（飽和區(qū)）適用于較嚴格的要求放寬規(guī)范 H1（激烈磁化區(qū)）H2 H3 （基本飽和區(qū)）適用于一般的要求（發(fā)現(xiàn)大的缺陷）mH 1）連續(xù)法 連續(xù)法周向磁場的選擇一般應選擇在 之間為宜。 2）剩磁法 剩磁法檢測時的磁化場應選取在遠比 大的磁場范 圍 ， 一 般 選 在 大 于 的 飽 和 區(qū) 段 ， 通 常 為 0.9 。這樣，當去掉磁化場后，工件上的剩磁和矯頑力才能保證有足夠大的數(shù)值，確保工件具有足夠的剩余磁性產(chǎn)生漏磁場，從而使缺陷處吸附磁粉并被檢測出。mH3HmH3H3HmH JB/T4730.4-2005 第四部分：磁粉檢測第四部分：磁粉檢測 類型規(guī)格：缺陷槽深試

8、片厚度（m）圖形和尺寸(mm)A1型A1750A11550A13050A115100A130100A160100C型C850C1550D型D750D1550M1型127509155063050分割線人工缺陷表表5 標準試片的類型、規(guī)格和圖形標準試片的類型、規(guī)格和圖形15/50A1型試片顯示磁粉檢測的應用-磁軛法 便攜式磁探儀。 幾何形狀復雜的工件檢驗較困難。幾何形狀復雜的工件檢驗較困難。磁軛必須放到有利于缺陷檢出的方向。磁軛必須放到有利于缺陷檢出的方向。用便攜式磁軛一次磁化只能檢驗較小的區(qū)域，大用便攜式磁軛一次磁化只能檢驗較小的區(qū)域，大面積檢驗時，要求分塊累積，效率很低。面積檢驗時，要求分塊累積，效率很低。磁軛磁化時應與工件接觸好磁軛磁化時應與工件接觸好.盡璧減小間隙的影響盡璧減小間隙的影響 3)磁扼法適用于特種設備平板對接焊縫、磁扼法適用于特種設備平板對接焊縫、T形焊縫形焊縫、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材的局部磁粉檢測。整體磁化適用于零件橫截面小的局部磁粉檢測。整體磁化適用