無損檢測模塊三磁粉檢測

1、1模塊三 磁粉檢測磁粉檢測是利用磁現(xiàn)象來檢測材料和工件中表面及近表面缺陷的一種無損檢測的方法。1928年，Alfred de Forest為了解決油井鉆桿的斷裂失效問題，研制出周向磁化法，并經(jīng)過不懈的努力，磁粉檢測方法基本研制成功，并獲得了較可靠的檢測結果?，F(xiàn)在，隨著新型檢測設備的研制成功，磁粉檢測從半自動、全自動到專用設備，從單向磁化到多向磁化。2項目1 磁粉檢測基礎知識學習目標1.了解磁場和磁現(xiàn)象，熟悉磁場中的基本物理量。2.掌握鐵磁性材料的磁化過程、磁特性曲線及磁滯回線。3.熟悉漏磁場與退磁場的形成和影響因素。4.掌握磁粉檢測的原理及特點。3一、磁場與磁力線1 磁極與磁化磁性：磁鐵能夠吸

2、引鐵磁性材料的性質(zhì)。磁體：能夠吸引其他鐵磁性材料的物體。永磁體是不需要外力維持其磁場的磁體；電磁體是需要外加電源維持其磁場的磁體；超導磁體是用超導材料制成的磁體。磁極：磁鐵磁力線密度大、磁性強的兩端。同性磁極相互排斥，異性磁極相互吸引。磁極成對出現(xiàn)。磁化：使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程叫磁化。4磁場：磁體或通電導體周圍具有磁力作用的空間。產(chǎn)生磁力的場.磁場的特征：對運動的電荷（或電流）具有作用力，在磁場變化的同時也產(chǎn)生電場。 磁場的表示：磁場的大小、方向和分布情況，可以利用磁力線來表示。5在磁場范圍內(nèi)畫出許條假想的連續(xù)曲線，形象地描述磁場的大小、方向和分布情況，稱為磁力線。磁力線的特征：（

3、1）磁力線是具有方向的閉合曲線。磁力線總是由N極發(fā)出進入S極，在磁體內(nèi)，則由S極通向N極。（2）磁力線貫穿整個磁體，但彼此互不相交。（3）磁力線可描述磁場的大小和方向，磁力線的密度隨著磁極的間距增加而降低。（4）異性磁極的磁力線容易沿著磁阻最小的路徑通過。6二、磁場中的基本物理量1. 磁場強度 表征磁場大小和方向的物理量，H2.磁通量 它是垂直穿過某一截面的磁力線條數(shù)，用符號表示 =BS 3. 磁通密度與磁感應強度 磁場強度與磁感應強度不同的是，磁場強度只與激勵電流有關，與被磁化的物質(zhì)無關，而磁感應強度不僅與磁場強度有關，還與被磁化的物質(zhì)有關，如與材料磁導率有關系。因為B=H，所以鐵磁性材料的

4、磁導率越大，磁感應強度B就越大，這就是鐵磁性材料的磁感應強度B遠大于磁場強度H的理由。 rIH274.磁導率（1）絕對磁導率磁感應強度B與磁場強度H的比值稱為磁導率，或稱為絕對磁導率，用符號表示。磁導率表示材料被磁化的難易程度，它反映了材料的導磁能力。（2）真空磁導率在真空中，磁導率是一個不變的恒定值。用0表示，稱為真空磁導率，0=410-7H/m 。（3） 相對磁導率為了比較各種材料的導磁能力，把任一種材料的磁導率和真空磁導率的比值,叫做該材料的相對磁導率，用r表示，r為一純數(shù)，無單位。ro 8二、鐵磁性材料能影響磁場的物質(zhì)稱為磁介質(zhì)。各種宏觀物質(zhì)對磁場都有不同程度的影響，因此一般都是磁介質(zhì)

5、。1) 順磁性材料：l相對磁導率r略大于1l在外加磁場中呈現(xiàn)微弱的磁性l產(chǎn)生與外加磁場同方向的附加磁場。l鋁、鉻、錳等92) 抗磁性材料：相對磁導率r略小于1在外加磁場中呈現(xiàn)微弱的磁性產(chǎn)生與外加磁場方向相反的附加磁場銅、銀、金等、3)鐵磁性材料：相對磁導率r遠遠大于1在外加磁場中呈現(xiàn)很強的磁性產(chǎn)生與外加磁場方向一致的附加磁場鐵、鎳、鈷及其合金等 (工業(yè)純鐵的r5000左右)10磁疇：在鐵磁性材料的內(nèi)部由于旋轉電子形成的具有相同磁矩方向的自發(fā)磁化小區(qū)域。體積約為103cm311 鐵磁性材料磁特性的曲線 外加磁場強度H與磁感應強度B的變化關系可逆磁化階段急劇磁化階段近飽和磁化階段飽和磁化階段2 磁

6、化曲線123 磁滯回線描述磁滯現(xiàn)象的閉合磁化曲線稱為磁滯回線。磁滯現(xiàn)象：磁感應強度的變化滯后于磁場強度變化的現(xiàn)象13三、漏磁場與退磁場1.漏磁場的形成漏磁場形成的原因，是由于空氣的磁導率遠遠低于鐵磁性材料的磁導漏磁場形成的原因，是由于空氣的磁導率遠遠低于鐵磁性材料的磁導率。如果在磁化了的鐵磁性工件上存在著不連續(xù)性或裂紋，則磁感應率。如果在磁化了的鐵磁性工件上存在著不連續(xù)性或裂紋，則磁感應線優(yōu)先通過磁導率高的工件，這就迫使部分磁感應線從缺陷下面繞過線優(yōu)先通過磁導率高的工件，這就迫使部分磁感應線從缺陷下面繞過，形成磁感應線的壓縮。但是，工件上這部分可容納的磁感應線數(shù)目，形成磁感應線的壓縮。但是，工

7、件上這部分可容納的磁感應線數(shù)目也是有限的，又由于同性磁感應線相斥，所以，部分磁感應線從不連也是有限的，又由于同性磁感應線相斥，所以，部分磁感應線從不連續(xù)性中穿過，另一部分磁感應線遵從折射定律幾乎從工件表面垂直地續(xù)性中穿過，另一部分磁感應線遵從折射定律幾乎從工件表面垂直地進入空氣中去繞過缺陷又折回工件，形成了漏磁場。進入空氣中去繞過缺陷又折回工件，形成了漏磁場。142.影響漏磁場強度的主要因素（1）外加磁場強度的影響（2）缺陷位置及形狀的影響 1）缺陷埋藏深度的影響 2）缺陷方向的影響 3）缺陷深寬比的影響（3）工件材料及狀態(tài)的影響（4）工件表面覆蓋層的影響153.退磁場鐵磁性材料在外加磁場中磁

8、化時，由材料中磁極所產(chǎn)生的磁場稱為退磁場，用符號H表示。 方向與外加磁場的方向相反削弱外加磁場的磁化作用有效磁場：HH0H16(1)與外加磁場強度的大小有關。(2)與工件的長徑比LD值有關。(3)退磁因子N與工件的幾何形狀有關(4)鋼管比鋼棒產(chǎn)生的退磁場小。(5)交流電比直流電產(chǎn)生的退磁場小。影響退磁場的因素17四、磁粉檢測的原理與特點1.磁粉檢測原理鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性因素的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)的位置、大小、形狀和嚴重程度。如圖3-10所示。182.磁粉檢測的特點

9、（1）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)。（2）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。（3）適應性好，幾乎不受工件大小和幾何形狀的限制，能適應各種場合的現(xiàn)場作業(yè)。（4）效率高、成本低、磁粉檢測設備簡單，操作方便，檢測速度快，費用低廉。（5）只能適用于檢測鐵磁性金屬材料。（6）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。（7）難于定量缺陷的深度。19項目2 磁粉檢測的設備與器材學習目標1.了解磁粉檢測設備的分類。2.熟悉磁粉、磁懸液的分類以及磁懸液的濃度對檢測靈敏度的影響。3.掌握標準試片及試塊的作用

10、及使用。4.了解常用的磁粉檢測測量儀器。20一、磁粉檢測設備1.磁粉檢測設備的分類（1）固定式磁粉檢測機 這類磁粉檢測機安裝在固定的場所，電流可以是直流電源，也可以是交流電源。額定周向磁化電流一般從100010000A。最常見的固定式磁粉檢測機為臥式濕法磁粉檢測機，設有放置工件的床身，可進行包括通電法、中心導體法、感應電流法、線圈法、磁軛法整體磁化或復合磁化等多種磁化方式。21（2）移動式磁粉檢測機 移動式磁粉檢測機是一種分立式的檢測裝置，具有較大的靈活性和良好的適應性。它的體積較固定式小，重量比固定式輕，能在許可的范圍內(nèi)自由移動，便于適應不同檢查要求的需要。移動式磁粉檢測機主體是一個用晶閘管

11、控制的磁化電源，配合使用的附件為支桿探頭、磁化線圈（或電磁軛）、軟電纜等。22（3）便攜式磁粉檢測機 便攜式磁粉檢測機具有體積小、重量輕和攜帶方便的特點，適合于野外和高空作業(yè)，便攜式設備以磁軛法為主，也有用支桿觸頭方法的，磁軛有型磁軛及十字交叉旋轉磁軛等多種，也有采用永久磁鐵磁軛型式的。232.磁粉檢測設備的主要組成1、磁化電源：是探傷機的核心，其作用是提供磁化電流（包括交流電和直流電），使工件磁化。2、磁化線圈：進行縱向磁化的螺管線圈。3、工件夾持裝置：磁化夾頭和觸頭夾緊工件，使其通過電流的電極或通過磁場的磁極裝置。夾頭上應包上鉛墊或銅編制網(wǎng)。4、指示裝置：電流表、電壓表。 電流表至少半年校

12、驗一次。當設備進行重要電氣修理、周期大修或損壞時，應進行校驗。5、噴灑裝置：磁懸液槽、電動泵、軟管和噴嘴組成。6、照明裝置 :非熒光磁粉檢測時，在波長范圍為400-760nm的可見光下觀察磁痕?？梢姽馐悄恳暱梢姷墓?，即七種顏色的光。7、退磁裝置 :不妨礙使用要求。24二、磁粉按磁痕觀察熒光磁粉非熒光磁粉按施加方式濕法磁粉干法磁粉25組成: 磁性氧化鐵粉，工業(yè)純鐵粉，基鐵粉為核心，外覆熒光染料光譜：在紫外線照射下發(fā)出波長為510-550nm的熒光，呈黃綠色觀察：在紫外燈下觀察應用: 通常只用于濕法1.熒光磁粉262.非熒光磁粉組成：黑色Fe2O3, 或紅褐色-Fe2O3觀察： 在白光下觀察應用:

13、 通常用于濕法和干法273.磁粉的性能28三、磁懸液磁粉和載液按一定比例混合而成的懸浮液體稱為磁懸液。用于懸浮磁磁粉和載液按一定比例混合而成的懸浮液體稱為磁懸液。用于懸浮磁粉的液體稱為載體。按所使用的載液不同，大致可分為水基磁懸液和粉的液體稱為載體。按所使用的載液不同，大致可分為水基磁懸液和油基磁懸液兩種。油基磁懸液兩種。油基載液：低粘度、高閃點、無熒光、無臭味和無毒性等的特點。油基載液：低粘度、高閃點、無熒光、無臭味和無毒性等的特點。在一定的使用溫度范圍內(nèi)，尤其在較低溫度下，若油的黏度小，磁懸在一定的使用溫度范圍內(nèi)，尤其在較低溫度下，若油的黏度小，磁懸液流動性好，檢測靈敏度高。液流動性好，檢

14、測靈敏度高。 水載液：潤濕性，分散性，防銹性，消泡性，穩(wěn)定性。水載液：潤濕性，分散性，防銹性，消泡性，穩(wěn)定性。29 每升磁懸液中所含磁粉的重量（g/l）磁懸液配置濃度磁懸液沉淀濃度 每100ml磁懸液沉淀出磁粉的體積（ml/100ml）濃度對檢測靈敏度的影響 濃度背襯 ，掩蓋相關顯示 濃度磁痕不清晰，易漏檢濃度選擇根據(jù)磁粉的種類、粒度、施加方式和工件表面狀況來選擇濃度的類型 配制濃度：g/L 沉定濃度：mL/100mL三、磁懸液30四、標準試塊和標準試片1.標準試塊的用途試塊主要適用于檢驗磁粉檢測設備、磁粉和磁懸液的綜合性能(系統(tǒng)靈敏度)，也用于考察磁粉檢測的試驗條件和操作方法是否恰當，還可用

15、于檢測各種磁化電流及磁化電流大小不同時產(chǎn)生的磁場在標準試塊上大致的滲入深度。試塊不適用于確定被檢工件的磁化規(guī)范，也不能用于考察被檢工件表面的磁場方向和有效磁化區(qū)。31 B型試塊（直流標準環(huán)形試塊）：由鉻工具鋼鎢錳制成。硬度90-95HRB。端面鉆有12個人工通孔。其直徑0.07英寸（1.778mm）。每孔距外圓表面距離依次遞加0.07英寸。磁化時，檢查應達到靈敏度要求的最少孔數(shù)。該試塊用于中心導體法，直流磁化，連續(xù)法檢查。2.標準試塊的類型32 E E型試塊（交流標準環(huán)形試塊）：該試塊是個組合件，它由鋼環(huán)、膠型試塊（交流標準環(huán)形試塊）：該試塊是個組合件，它由鋼環(huán)、膠木襯套和銅棒組成。鋼環(huán)由低碳

16、鋼（一般退火的木襯套和銅棒組成。鋼環(huán)由低碳鋼（一般退火的10#10#鋼鍛件）制成。鋼環(huán)鋼鍛件）制成。鋼環(huán)上鉆有上鉆有3 3個個 1 1的通孔，孔中心距銅棒中心的距離分別為的通孔，孔中心距銅棒中心的距離分別為23.5mm23mm22.5mm23.5mm23mm22.5mm。使用時，將銅棒夾在交流探傷機的電極夾頭間，。使用時，將銅棒夾在交流探傷機的電極夾頭間，磁化時觀察鋼環(huán)外表面的磁痕顯示。磁化時觀察鋼環(huán)外表面的磁痕顯示。2.標準試塊的類型33磁場指示器：又稱八角試塊。是8塊低碳鋼三角形薄片（3.2mm）與0.25mm的銅片焊在一起構成的。它的用途與A1型試片類似，但它是一種粗略的校驗工具，粗略校

17、驗被檢工件表面的磁場方向、有效磁化區(qū)以及磁化方法是否正確。連續(xù)法使用。使用時，將銅面朝上，碳鋼面貼近被檢工件面。2.標準試塊的類型343.標準試片的用途（1）用于檢驗磁粉檢測設備、磁粉和磁懸液的綜合性能。（2）用于檢測被檢工件表面的磁場方向，有效磁化區(qū)和大致的有效磁場強度。（3）用于考察所用的檢測工藝規(guī)程和操作方法是否妥當。（4）當無法計算復雜工件的磁化規(guī)范時，將試片貼在復雜工件的不同部位，可大致確定較理想的磁化規(guī)范。354.標準試片的類型我國使用的標準試片主要有A1型、C型、D型和M1型四種形式。表3-4為標準試片常用的規(guī)格。磁粉檢測時一般應選用A1-30/100型標準試片。當檢測焊縫坡口等

18、狹小部位，由于尺寸關系，A1型標準試片使用不便時，一般可選用C-15/50型標準試片。為了更準確地推斷出被檢工件表面的磁化狀態(tài)，當用戶需要或技術文件有規(guī)定時，可選用D型或M1型標準試片。3637在使用標準試片時，應將試片無人工缺陷的面朝外，為使試片與被檢面接觸良好，可用透明膠帶將其平整粘貼在被檢面上，并注意膠帶不能覆蓋試片上的人工缺陷。當標準試片表面有銹蝕、褶折或磁特性發(fā)生改變時不得繼續(xù)使用。38五、測量儀器（1）毫特斯拉計(高斯計)（2）袖珍式磁強計（3）照度計（4）黑光輻照計（5）通電時間測量器（6）磁粉吸附儀39項目3 磁粉檢測工藝學習目標1.熟悉磁粉檢測的工藝流程。2.掌握工件檢驗方法

19、的確定。3.熟悉磁痕的辨別。4.了解工件退磁的原理和方法。40磁粉檢測工藝流程圖41一、工件的預處理（1）工件表面的清理 清除工件表面的油污、鐵銹、氧化皮、毛刺、焊接飛濺物等雜質(zhì)。（2）打磨通電部位的非導電層和毛刺 通電部位存在非導電層（如漆層及磷化層等）及毛刺會隔斷磁化電流，還容易在通電時產(chǎn)生電弧燒傷工件。（3）分解組合裝配件 由于裝配件一般形狀和結構復雜，磁化和退磁都困難，分解后檢測操作容易進行。（4）若工件有盲孔和內(nèi)腔，磁懸液流進后難以清洗，檢測前應將孔洞用非研磨性材料封堵上。（5）如果磁痕與工件表面顏色對比度小，或工件表面粗糙影響磁痕顯示時，可在檢測前先給工件表面涂敷一層反差增強劑。4

20、2二、磁化磁化工件是磁粉檢測中最關鍵的工序。對檢測靈敏度有決定性的影響，磁化不足可能漏檢；磁化過度，會產(chǎn)生雜亂顯示，影響判傷。磁化工件是根據(jù)工件的材質(zhì)和結構尺寸來選擇磁粉檢測方法和磁化方法、磁化電流等工藝參數(shù)，使工件在缺陷處產(chǎn)生足夠的漏磁場，以便吸附磁粉來顯示缺陷。1.磁化電流在被檢件上產(chǎn)生磁場所施加的電流叫磁化電流。磁粉檢測中常用的磁化電流有交流電、直流電、半波整流和三相全波整流等。432.磁化方法（1）周向磁化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。44（2）縱向磁化縱向磁

21、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)。利用電磁軛和永久磁鐵磁化，使磁感應線平行于工件縱軸的磁化方法亦屬于縱向磁化。45（3）多向磁化(也叫復合磁化)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著，所以可發(fā)現(xiàn)工件上多個方向的缺陷。46 3.磁化規(guī)范對工件磁化、選擇磁化電流值或磁場強度值所遵循的規(guī)則稱為磁化規(guī)范。磁粉檢測應使用既能檢測出所有的有害缺陷，又能區(qū)分磁痕顯示的最小磁場強度進行檢測。因磁場強度過大易產(chǎn)生過

22、度背景，會掩蓋相關顯示；磁場強度過小，磁痕顯示不清晰，難以發(fā)現(xiàn)缺陷。磁化規(guī)范正確與否直接影響檢驗的靈敏度。47確定磁化規(guī)范的方法（1）用經(jīng)驗公式計算 （2）用毫特斯拉計測量工件表面的切向磁場強度（3）測繪鋼材磁特性曲線 （4）用標準試片確定 用標準48三、磁粉介質(zhì)的施加1.干法以空氣為載體用干磁粉進行檢測。（1）適用范圍粗糙表面的工件；靈敏度要求不高的工件。（2）操作要點工件表面和磁粉均完全干燥；工件磁化后施加磁粉，在觀察和分析磁痕后再撤磁場；磁痕的觀察、磁粉的施加、多余磁粉的除去同時進行；干磁粉要薄而均勻覆蓋工件表面；不適于剩磁法。49（3）優(yōu)點檢驗大裂紋靈敏度高。用干法+單相半波整流電，檢

23、驗工件近表面缺陷靈敏度高。適用于現(xiàn)場檢驗。（4）局限性檢驗微小缺陷的靈敏度不如濕法。磁粉不易回收。不適用于剩磁法檢驗。502. 濕法（1）適用范圍連續(xù)法和剩磁法；靈敏度要求較高的工件，如特種設備的焊接接頭；表面微小缺陷的檢測。（2）操作要點磁化前，確認整個檢測表面被磁懸液潤濕；施加磁懸液方式有澆淋法和浸漬法；檢測面上的磁懸液的流速不能過快；水懸液時，應進行水斷試驗。51（3）優(yōu)點 用濕法+交流電，檢驗工件表面微小缺陷靈敏度高。 可用于剩磁法檢驗和連續(xù)法檢驗。 與固定式設備配合使用，操作方便，檢測效率高，磁懸液可回收。檢測批量工件。 （4）局限性檢驗大裂紋和近表面缺陷的靈敏度不如干法。523.連

24、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。（1）適用范圍形狀復雜的工件； 剩磁Br (或矯頑力Hc)較低的工件； 檢測靈敏度要求較高的工件； 表面覆蓋層無法除掉（涂層厚度均勻不超過0.05mm）的工件。（2）操作要點 濕法通電的同時施加磁懸液，至少通電2次，磁懸液均勻潤濕后在通電幾次，磁化時間1S3S；觀察可在通電的同時或斷電之后進行。 干法先通電，通電過程中施加磁粉，完成磁粉施加并觀察后才切斷電源。53（3）優(yōu)點適用于任何鐵磁性材料。最高的檢測靈敏度?？捎糜诙嘞虼呕??？捎糜跐穹ê颓Хz驗。（4）局限性效率低易產(chǎn)生非相關顯示。目視可達性差。544.剩磁法 在停止磁

25、化后，再將磁懸液施加到工件上進行磁粉檢測的方法。（1）適用范圍具有相當?shù)氖４?，一般如?jīng)過熱處理的高碳鋼和合金結構鋼。低碳鋼、處于退火狀態(tài)或熱變形后的鋼材都不能采用剩磁法；因工件幾何形狀限制連續(xù)法難以檢驗的部位。（2）操作要點磁化結束后施加磁懸液；磁化時間一般控制在0.25S1S；澆磁懸液23遍，或浸入磁懸液中3S20S，保證充分潤濕；交流磁化時，必須配備斷電相位控制器。55（3）優(yōu)點效率高。具有足夠的檢測靈敏度。雜亂顯示少，判斷磁痕方便。目視可達性好。（4）局限性剩磁低的材料不能用。不能用于多向磁化。交流剩磁法磁化應配備斷電相位控制器。不適用于干法檢驗。56 四、磁痕觀察與記錄1.觀察 用非熒

26、光磁粉檢側時，被檢工件表面應有充足的自然光或日光燈照明可見光照度應不小于1000lx，并應避免強光和陰影。使用熒光磁粉檢測時使用黑光燈照明，并應在暗區(qū)內(nèi)進行，暗區(qū)的環(huán)境可見光應不大于20lx，被檢工件表面的黑光輻照度應不小于1000W/cm2，檢驗人員進入暗室后，在檢驗前應至少等候3min，以使眼睛適應在暗光下工作。572.記錄1）繪制磁痕草圖。 2）可剝性涂層。 3）橡膠鑄型法。 4）照相復制。 5）表格記錄。58五、磁痕顯示分析1.偽顯示不是由于漏磁而是由不適當?shù)募夹g或處理引起的磁粉聚集就稱為偽顯示。出現(xiàn)偽顯示的原因主要有：（1）試件表面粗糙（如粗糙的機加工表面、未加工的鑄造件表面等）導致

27、磁粉滯留。（2）試件表面的氧化皮、銹蝕及覆蓋層斑剝處的邊緣也會出現(xiàn)磁粉的滯留。（3）表面存在油脂、纖維或其他臟物粘附磁粉形成磁痕顯示。（4）磁懸液濃度過大、施加方式不當形成磁粉滯留。592.非相關顯示非相關顯示不是缺陷的漏磁引起的，但也是由漏磁場引起的，形成非相關顯示的原因很多，一般與工件本身材料、工件的外形結構、采用的磁化規(guī)范和工件的制造工藝等因素有關。60非相關顯示類型（1）磁極和電極附近形成的非相關顯示（2）工件截面突變形成的非相關顯示（3）磁性能突變（4）磁寫 （5）磁化電流過大613.相關顯示相關顯示是由缺陷產(chǎn)生的漏磁場。吸附磁粉形成的磁痕顯示。相關顯示影響工件的使用性能。遇到相關顯

28、示，檢驗人員要確定引起顯示的缺陷的類型，再根據(jù)驗收標準對工件作出驗收或拒收的結論。工件中存在的缺陷不同，磁痕的相關顯示特征也不同。62（1）原材料的缺陷的磁痕顯示 原材料的缺陷在材料進行冷、熱加工后，可能被擴展，成為新的缺陷。原材料裂紋的磁痕表現(xiàn)呈線狀，顯示強烈、磁粉聚集濃密，輪廓清晰，重現(xiàn)性好。多與金屬纖維方向一致。圖3-21為原材料的裂紋示意圖。63（2）鑄鋼件缺陷的磁痕顯示鑄造裂紋的磁痕顯示特征：熱裂紋多呈連續(xù)的或半連續(xù)的曲折線狀（網(wǎng)狀或龜紋狀），起始部位較寬，尾端尖細；有時呈斷續(xù)條狀或枝叉狀，粗細均勻，顯示強烈，磁粉聚集濃密，輪廓清晰，重現(xiàn)性好。熱裂紋分布不規(guī)則，多出現(xiàn)在鑄件的轉角和薄

29、厚交界處以及柱面和板壁面上。鑄造熱裂紋如圖3-22所示，鑄造冷裂紋如圖3-23所示。64鑄造氣孔的磁痕顯示特征：一般多呈圓形或橢圓形，近表面氣孔磁粉聚集較多，呈堆積狀；遠離表面的氣孔則磁粉吸附稀少，淺淡而松散，但磁痕均有一定的面積。疏松的磁痕顯示特征：疏松一般產(chǎn)生在鑄鋼件最后凝固的部位。磁痕顯示一般多呈圓形或橢圓形，近表面氣孔磁粉聚集較多，呈堆積狀；遠離表面的氣孔則磁粉吸附稀少，淺淡而疏散，但磁痕均有一定的面積。冷隔的磁痕顯示特征：冷隔是鑄鋼件在對接或搭接面上形成的帶圓角的縫隙，磁痕顯示呈長條狀，兩端圓禿，磁粉聚集較少，淺淡而較松軟。65（3）鍛造缺陷的磁痕顯示 鍛造裂紋的磁痕顯示特征：鍛造裂

30、紋的形成與工件材料的冶金缺陷有關，也與鍛造時的工藝處理不當有關，磁痕特征是大多呈現(xiàn)沒有規(guī)則的線狀。具有尖銳的根部或邊緣，磁痕濃密清晰，呈折線或曲線狀，多出現(xiàn)在變形比較大的部位或邊緣。擦去磁痕后再重新磁化，磁痕重新出現(xiàn)。圖3-25為鍛造裂紋的顯示圖片。66鍛造折疊的磁痕顯示特征：由于模具設計不合理形成的折疊，磁痕呈縱向直線狀，多出現(xiàn)在倒角部位。由于鍛造時打擊過猛形成的折疊，磁痕呈縱向弧形線。折疊的磁痕一般不濃密清晰。白點的磁痕顯示特征：白點的磁痕特征表現(xiàn)為：在橫斷面上，白點磁痕呈鋸齒狀或短曲線狀，形似幼蟲樣。磁痕吸附濃厚而緊密，輪廓清晰，中部粗大，兩端尖細略成輻射狀分布。在縱向剖面上，磁痕沿軸向

31、分布，類似發(fā)紋，但磁痕略彎，磁粉吸附濃密而清晰。67（4）焊接缺陷的磁痕顯示焊接裂紋的磁痕顯示：焊接裂紋是工件焊接過程中或焊接過程結束后在焊縫及熱影響區(qū)出現(xiàn)的金屬局部破裂。其磁痕特征呈縱向、橫向線狀、樹枝狀或星形線輻射狀。顯示強烈，磁粉聚集濃密，輪廓清晰，大小和深度不一，重現(xiàn)性好。圖3-27為焊接裂紋的磁痕顯示。68焊接氣孔的磁痕顯示：焊接氣孔有的單獨出現(xiàn)，有的成群出現(xiàn)，其磁痕顯示特征與鑄造氣孔相同。未熔合的磁痕顯示：未熔合和未焊透的磁痕多呈條狀，磁粉聚集程度隨未焊透部位到表面距離而異，吸附松散，重現(xiàn)性好。如圖3-28所示。69（5）熱處理缺陷的磁痕顯示 淬火裂紋 由于淬火裂紋是鋼在高溫快速冷

32、卻時產(chǎn)生的熱應力和組織應力超過鋼的抗拉強度而引起的開裂，所以一般都產(chǎn)生在工件的應力集中部位，如孔、鍵槽、尖角及截面突變處。淬火裂紋比較深，尾端尖，呈直線或彎曲線狀，磁痕顯示濃密清晰，如圖3-29所示。70滲碳裂紋 結構鋼工件滲碳后冷卻過快，在熱應力和組織應力作用下形成滲碳裂紋，其深度不超過滲碳層。磁痕呈線狀、弧形或龜裂狀，嚴重時造成塊狀剝落。（6）使用后產(chǎn)生的缺陷磁痕顯示 工件在使用過程中容易形成疲勞裂紋、應力腐蝕裂紋等缺陷。其中疲勞裂紋的一般都出現(xiàn)在應力集中部位，其方向與受力方向垂直，中間粗，兩頭尖，磁痕濃密清晰。如圖3-30所示。應力腐蝕裂紋一般與應力方向垂直，磁痕顯示濃密清晰。圖3-31

33、為應力腐蝕裂紋。71六、退磁和后處理1.退磁工件在磁粉檢測后往往保留一定的剩磁，具有剩磁的工件，在加工過程中可能會加速工具的磨損，也可能干擾下道工序的進行以及影響儀表及精密設備的使用等。退磁就是消除材料磁化后的剩余磁場使其達到無磁狀態(tài)的過程。72（1）退磁原理 退磁的目的是打亂由于工件磁化引起的磁疇方向排列的一致，讓磁疇恢復到未磁化前的那種雜亂無章的磁中性狀態(tài)，亦即Br=0。73（2）退磁方法1）交流電退磁。 交流電（50Hz）磁化過的工件用交流電（50Hz）進行退磁。采用交流電退磁時可采用通過法或衰減法。并可組合成以下幾種方式：742）直流電退磁采用直流磁化的零件，一般應采用直流電退磁。直流

34、電退磁可通過直流換向衰減或超低頻電流自動退磁。直流換向衰減退磁是通過不斷改變直流電的方向，同時使通過工件的電流遞減到零進行退磁的。在實際退磁時，電流衰減的次數(shù)應盡可能多（一般要求反轉10次到30次之間），對于高磁導率的材料，降低反轉的次數(shù)可少些，對于低磁導率的材料，由于矯頑力大，降低反轉的次數(shù)就要多些。752.后處理后處理包括對退磁后工件的清洗和分類標記，對有必要保留的磁痕還應用合適的方法進行保留。經(jīng)過退磁的工件，如果附著的磁粉不影響使用時，可以不進行清理。但如果殘留的磁粉影響工件以后加工或使用時，則在檢查后必須清理。清理主要是除去表面殘留磁粉和油跡，可以用溶劑沖洗或?qū)⒋欧酆娓珊笄宄Ｊ褂盟?/p>

35、懸液檢測的工件為了防止表面生銹，可以用脫水防銹油進行處理。76項目4 焊接件的磁粉檢測學習目標1.了解焊接接頭磁粉檢測常用的檢測方法。2.熟悉磁粉檢測行業(yè)標準，獨立的完成焊接接頭磁粉檢測工藝的制訂。3.掌握焊接接頭磁粉檢測的操作要點，完成焊接接頭磁粉檢測的操作。77任務描述有一臺液化石油氣火車槽車進行定期檢驗，查閱生產(chǎn)廠檢測報告得知：產(chǎn)品編號03-1，材質(zhì)Q235，焊接接頭編號如圖3-33所示，具備檢驗檢測條件。按相關規(guī)定，檢驗員要求其內(nèi)表面打磨后按JB/T4730.42005標準進行磁粉檢測，級合格。78相關知識一、焊接接頭磁粉檢測的磁化方法1.觸頭法觸頭法是用兩支桿觸頭接觸工件表面，通電磁

36、化，在工件上磁化能產(chǎn)生一個畸變的周向磁場。用于發(fā)現(xiàn)與兩觸頭連線平行的缺陷，觸頭法設備分非固定觸頭間距和固定觸頭間距兩種。觸頭法又叫支桿法、尖錐法、刺棒法和手持電極法。7980支桿法的有效磁化區(qū)812.磁軛法磁軛法用固定式電磁軛兩磁極夾住工件進行整體磁化，或用便攜式電磁軛兩磁極接觸工件表面進行局部磁化，用于發(fā)現(xiàn)與兩磁極連線垂直的缺陷。磁軛法分為整體磁化和局部磁化兩種。（1）整體磁化 如圖3-35 所示，用固定式電磁軛對工件進行整體磁化，實現(xiàn)對工件的磁粉檢測。整體磁化法主要適用于形狀簡單、尺寸較小的工件的磁化。82（2）局部磁化用便攜式電磁軛的兩磁極與工件接觸，使工件得到局部磁化，兩磁極間的磁力線

37、大體上平行于兩磁極的連線，有利于發(fā)現(xiàn)與兩磁極連線垂直的缺陷。83便攜式電磁軛，一般做成帶活動關節(jié)，磁極間距L一般控制在75mm200mm為宜，但最短不得小于75mm。因為磁極附近25mm范圍內(nèi)，磁通密度過大會產(chǎn)生過度背景，有可能掩蓋相關顯示。在磁路上總磁通量一定的情況下，工件表面的磁場強度隨著兩極L的增大而減小，所以磁極間距也不能太大。JB/T4730.42005承壓設備無損檢測規(guī)定：“磁軛的磁極間距應控制在75mm200之間，檢測的有效區(qū)域為兩極連線兩側各50mm的范圍內(nèi)，磁化區(qū)域每次應有不少于15mm的重疊”。843.交叉磁軛法電磁軛有兩個磁極，進行磁化只能發(fā)現(xiàn)與兩極連線垂直的和成一定角度

38、的缺陷，對平行于兩磁極連線方向的缺陷則不能發(fā)現(xiàn)。使用交叉磁軛可在工件表面產(chǎn)生旋轉磁場，如圖3-37所示，這種多向磁化技術可以檢測出非常小的缺陷。因為在磁化循環(huán)的每個周期都使磁場方向與缺陷延伸方向相垂直，所以一次磁化可檢測出工件表面任何方向的缺陷，檢測效率高。8586二、磁化規(guī)范1.磁軛法磁化規(guī)范的確定磁軛法的提升力是指通電電磁軛在最大磁間距時，對鐵磁性材料的吸引力是多少。磁軛法的提升力的大小反映了磁軛對磁化規(guī)范的要求。磁軛法磁化時，檢測靈敏度可根據(jù)標準試片上的磁痕顯示和電磁軛的提升力來確定。87磁軛法磁化時，兩磁極間距L一般應控制在75mm200mm之間。當使用磁軛最大間距時，交流電磁軛至少有

39、45N的提升力；直流電磁軛至少有177N的提升力；交叉磁軛至少有118N的提升力。采用便攜式電磁軛磁化工件時，其磁化規(guī)范應根據(jù)標準試片上的磁痕顯示來驗證；如果采用固定式磁軛磁化工件時，應根據(jù)標準試片上的磁痕顯示來校驗靈敏度是否滿足要求。882.觸頭法磁化規(guī)范的確定JB/T4730.42005承壓設備無損檢測規(guī)定，連續(xù)法檢驗的觸頭法磁化電流值見表3-5，磁化電流應根據(jù)標準試片實測結果校正。89任務實施一、檢測工藝的制定1.檢測方法的選擇本任務要求檢測A、B類焊接接頭，屬于大型工件局部檢測，采用便攜式磁軛，適用于現(xiàn)場及野外檢測。交叉磁軛旋轉磁場靈敏度可靠，檢測效率也較磁軛法高，對焊接接頭表面缺陷檢

40、測可以得到滿意的效果。采用非熒光濕式交流連續(xù)法，對表面微小缺陷的檢測靈敏度較高。綜上所述，選用交叉磁軛非熒光交流濕連續(xù)法檢測滿足要求。902.磁化規(guī)范的確定當使用磁軛最大間距時，交叉磁軛至少應有118 N的提升力（磁極與試件表面間隙為0.5 mm）。3.磁化范圍的確定用A130/100標準試片貼在試板表面不同位置，用濕連續(xù)法檢驗，找出試片上磁痕清晰且工件表面磁場強度又能達到2400A/m的有效磁化范圍，標準試片貼的位置示意圖如圖3所示。91二、操作步驟1.工件表面預處理1）清除工件表面油脂、鐵銹、飛濺、氧化皮或其他粘附磁粉的物質(zhì)。 2）磁粉檢測前先將表面潤濕，如果出現(xiàn)“水斷”現(xiàn)象，說明表面處理

41、不合格，應重新處理。2.綜合靈敏度測試根據(jù)工件材質(zhì)等情況選用A1型靈敏度試片，磁化時認真觀察磁痕的形成及方向、強弱和大小，當靈敏度試片顯示的結果符合標準要求時，方可檢測。923.工件磁化1）施加反差增強劑，要求薄而均勻。2）磁懸液應充分攪拌均勻，磁化前先用磁懸液潤濕工件表面。磁懸液應噴灑在正在通電磁化的交叉磁軛行走方向的前方（前上方），磁懸液必須在通電時間內(nèi)施加完畢，停止?jié)矠⒑笤偻Ｖ雇姟?）磁軛的移動速度不能過快，不能超過標準規(guī)定的4m/min。4）交叉磁軛磁極必須與工件接觸好，特別是磁極不能懸空，最大間隙不應超過1.5 mm。934.觀察與記錄1）罐內(nèi)檢測磁痕的觀察應在磁痕形成后立即進行。

42、2）應用白光照度計檢測工件表面光照度。被檢焊接接頭表面可見光照度應不小于1000lx，由于條件所限無法滿足時，白光照度可以適當降低，但不得低于500lx。 3）除能確認磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不當造成的之外，其他磁痕顯示應作為缺陷處理，當辨別細小磁痕時，應采用210倍放大鏡進行觀察。4）采用照相、貼印或臨摹草圖等方法記錄缺陷性質(zhì)、形狀、尺寸及部位。945.缺陷磁痕的評定與工件驗收（1）磁痕的分類 JB/T 4730.4-2005標準對磁痕顯示的分類規(guī)定如下：1）長度與寬度之比大于3的缺陷磁痕，按條狀磁痕處理；長度與寬度之比不大于3的磁痕，按圓形磁痕處理。2）長度小于0.5mm的磁痕

43、不計。3）兩條或兩條以上缺陷磁痕在同一直線上且間距不大于2mm時，按一條磁痕處理，其長度為兩條磁痕之和加間距。4）缺陷磁痕長軸方向與工件（軸類或管類）軸線或母線的夾角大于或等于30時，按橫向缺陷處理，其他按縱向缺陷處理。95（2）磁粉檢測質(zhì)量分級 966.退磁及后處理1）可不退磁。2）清除殘余反差增強劑和磁懸液。97項目5 軸類工件的磁粉檢測學習目標1.了解軸類工件磁粉檢測的檢測方法2.熟悉磁粉檢測行業(yè)標準，能獨立的完成軸類工件檢測工藝的制訂。3.掌握軸類工件磁粉檢測的操作要點，完成磁粉檢測的操作。98任務描述某機床傳動軸（局部），結構尺寸如圖3-40所示。材料牌號為20Cr13，熱處理狀態(tài)為

44、調(diào)質(zhì)處理（1050油淬，550回火），齒輪表面為淬火處理（860油淬）。工件為機加工表面，該工件經(jīng)磁粉檢測后需精加工。工件檢測現(xiàn)場白光照度為400lx，現(xiàn)要求按JB/T 4730.4-2005標準確定該機床傳動軸（局部）磁粉檢測工藝并進行現(xiàn)場操作。99相關知識一、軸類工件磁粉檢測的磁化方法1.軸向通電法軸向通電法是將工件夾于檢測機的兩磁化夾頭之間，使電流從被檢工件上直接流過，在工件的表面和內(nèi)部產(chǎn)生一個閉合的周向磁場，用于檢查與磁場方向垂直、與電流方向平行的縱向缺陷。如圖3-41所示，是軸向通電法最常用的磁化方法之一。如圖3-42所示。1002.線圈法線圈法是將工件放在通有電流的螺管線圈中或根據(jù)

45、工件形狀的不同纏繞電纜形成的線圈中進行磁化的方法。如圖3-43所示。101二、軸類工件磁化規(guī)范1.軸向通電法磁化規(guī)范1022.線圈法磁化規(guī)范（1）低充填因數(shù)線圈法磁化規(guī)范 線圈橫截面面積與被檢工件橫截面面積之比Y10時，稱為低充填因數(shù)。l)當工件偏心放置時，線圈的安匝數(shù)為 2）當工件正中放置于線圈中心時，線圈的安匝數(shù)為 %)10(/45000DLIN%)10(5)/(61690DLRIN103（2）高充填因數(shù)線圈線圈橫截面積與被檢工件橫截面積之比Y2時，線圈的安匝數(shù)為（3）中充填因數(shù)線圈 線圈橫截面積與被檢工件橫截面積之比Y2且Y10時，線圈的安匝數(shù)為%)10(2)/(35000DLIN82)(810)(1YINYININh104任務實施一、檢測工藝的制定1.