電磁---磁粉檢測

1、磁粉檢測磁粉檢測Magnetic Particle Testing19221922年，美國人年，美國人HokeHoke發(fā)現(xiàn)，由磁性夾具夾持的硬鋼塊上磨削下發(fā)現(xiàn)，由磁性夾具夾持的硬鋼塊上磨削下來的金屬粉末，會在鋼塊表面的裂紋區(qū)形成一定的花樣；來的金屬粉末，會在鋼塊表面的裂紋區(qū)形成一定的花樣；19291929年年 Forest Forest 運用該原理首次實現(xiàn)對油井鉆管裂紋檢驗，但運用該原理首次實現(xiàn)對油井鉆管裂紋檢驗，但并未獲得成功。并未獲得成功。19301930年，干磁粉成功應(yīng)用于焊縫及各種工件的探傷；年，干磁粉成功應(yīng)用于焊縫及各種工件的探傷；19341934年，生產(chǎn)磁粉探傷設(shè)備和材料的美國磁通

2、公司成立。年，生產(chǎn)磁粉探傷設(shè)備和材料的美國磁通公司成立。2020世紀世紀5050年代，新中國磁粉檢測工作開始起步。年代，新中國磁粉檢測工作開始起步。6060年代，在仿制的基礎(chǔ)上，研制出大型交流磁粉探傷機。年代，在仿制的基礎(chǔ)上，研制出大型交流磁粉探傷機。8080年代，隨著改革開放的深入開展，通過引進吸收和再創(chuàng)新，年代，隨著改革開放的深入開展，通過引進吸收和再創(chuàng)新，我國的磁粉、滲透檢測技術(shù)獲得快速發(fā)展，迅速縮短了與先進我國的磁粉、滲透檢測技術(shù)獲得快速發(fā)展，迅速縮短了與先進國家間的差距。國家間的差距。20002000年以來，隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，磁粉檢測技術(shù)開始進入年以來，隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，磁粉

3、檢測技術(shù)開始進入半自動半自動/ /自動化和圖像化時代。自動化和圖像化時代。2 磁粉檢測的物理基礎(chǔ)磁粉檢測中的相關(guān)物理量磁粉檢測中的相關(guān)物理量u磁性：磁鐵能夠吸引鐵磁性材料的性質(zhì)叫磁性。磁性：磁鐵能夠吸引鐵磁性材料的性質(zhì)叫磁性。u磁體：凡能夠吸引其他鐵磁性材料的物體叫磁體。磁體：凡能夠吸引其他鐵磁性材料的物體叫磁體。u磁極：靠近磁鐵兩端磁性特別強吸附磁粉特別多的區(qū)域稱為磁磁極：靠近磁鐵兩端磁性特別強吸附磁粉特別多的區(qū)域稱為磁極。每一小塊磁體總有兩個磁極。極。每一小塊磁體總有兩個磁極。u磁化：使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程叫磁化。磁化：使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程叫磁化。u磁場的特征：是

4、對運動的電荷（或電流）具有作用力，在磁場磁場的特征：是對運動的電荷（或電流）具有作用力，在磁場變化的同時也產(chǎn)生電場。變化的同時也產(chǎn)生電場。 u磁場的顯示：磁場的大小、方向和分布情況，可以利用磁力線磁場的顯示：磁場的大小、方向和分布情況，可以利用磁力線來表示。來表示。磁力線磁力線（d）馬蹄形磁鐵被校直成條形磁鐵后）馬蹄形磁鐵被校直成條形磁鐵后N極和極和S極的位置極的位置 （a）具有機加工槽的條形磁鐵產(chǎn)生的漏磁場）具有機加工槽的條形磁鐵產(chǎn)生的漏磁場 （b）縱向磁化裂紋產(chǎn)生的漏磁場）縱向磁化裂紋產(chǎn)生的漏磁場 （c c）條形磁鐵的磁力線分布）條形磁鐵的磁力線分布 磁力線在每點的切線方向代表磁場的方向，

5、 磁力線的疏密程度反映磁場的大小。磁力線具有以下特性：n磁力線是具有方向性的閉合曲線。在磁體內(nèi)，磁力線是由S極到N極，在磁體外，磁力線是由N極出發(fā)，穿過空氣進入S極的閉合曲線。n磁力線互不相交。n磁力線可描述磁場的大小和方向。n磁力線沿磁阻最小路徑通過。預(yù)處理預(yù)處理 磁化磁化 噴灑磁粉顆?；虼艖乙簢姙⒋欧垲w?；虼艖乙?觀察磁痕觀察磁痕 拍照或拍照或記錄記錄 退磁退磁 后處理后處理檢測工藝流程檢測工藝流程 4 鐵磁性材料鐵磁性材料鐵磁性材料在居里溫度以上是順磁性的。鐵磁性材料在居里溫度以上是順磁性的。磁疇磁疇n在鐵磁質(zhì)中，相鄰鐵原子中的電子間存在著非常強的交換耦在鐵磁質(zhì)中，相鄰鐵原子中的電子間存

6、在著非常強的交換耦合作用，這個相互作用促使相鄰原子中電子磁矩平行排列起合作用，這個相互作用促使相鄰原子中電子磁矩平行排列起來，形成一個自發(fā)磁化達到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域，這些自發(fā)來，形成一個自發(fā)磁化達到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域，這些自發(fā)磁化的微小區(qū)域，稱為磁疇。磁化的微小區(qū)域，稱為磁疇。n在沒有外加磁場作用時，鐵磁性材料內(nèi)各磁疇的磁矩方向相在沒有外加磁場作用時，鐵磁性材料內(nèi)各磁疇的磁矩方向相互抵消，對外顯示不出磁性，如下圖互抵消，對外顯示不出磁性，如下圖a a。鐵磁性材料的磁疇方向 a）不顯示磁性； b）磁化 c）保留一定剩磁n當把鐵磁性材料放到外加磁場中去時，磁疇就會受到外加磁當把鐵磁性材料放到外加磁

7、場中去時，磁疇就會受到外加磁場的作用，最后全部磁疇的磁矩方向轉(zhuǎn)向與外加磁場方向一場的作用，最后全部磁疇的磁矩方向轉(zhuǎn)向與外加磁場方向一致，鐵磁性材料被磁化，顯示出很強的磁性。致，鐵磁性材料被磁化，顯示出很強的磁性。 鐵磁性材料在外磁場作用下，強烈磁化。外加鐵磁性材料在外磁場作用下，強烈磁化。外加磁場強度磁場強度H H與鐵磁與鐵磁性材料的性材料的磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B之間關(guān)系曲線稱為之間關(guān)系曲線稱為磁滯回線磁滯回線鐵磁性材料分類： (1)軟磁材料Hc400A/m高磁導(dǎo)率、低剩磁、低矯頑力和低磁阻。磁粉檢測時易磁化，也易退磁。電工用純鐵、低碳鋼和軟磁鐵氧體等材料。 矯頑力矯頑力剩磁剩磁BHo軟磁

8、材料軟磁材料磁滯回線磁滯回線BHoBHoBHo (2)(2)硬磁材料硬磁材料Hc8000A/mHc8000A/m具有低磁導(dǎo)率、高剩磁、高矯頑具有低磁導(dǎo)率、高剩磁、高矯頑力和高磁阻。磁粉檢測時難以磁力和高磁阻。磁粉檢測時難以磁化，也難以退磁。如鋁鎳鈷、稀化，也難以退磁。如鋁鎳鈷、稀土鈷和硬磁鐵氧體等材料。土鈷和硬磁鐵氧體等材料。BHo（3 3）矩磁材料）矩磁材料現(xiàn)代電機中現(xiàn)代電機中常用的一種鐵氧體材料的磁滯線常用的一種鐵氧體材料的磁滯線差不多呈矩形，故稱矩磁材料。差不多呈矩形，故稱矩磁材料。其特點是：一經(jīng)磁化，其剩余磁其特點是：一經(jīng)磁化，其剩余磁感應(yīng)強度接近于非常穩(wěn)定的飽和感應(yīng)強度接近于非常穩(wěn)定

9、的飽和值值BsBs。 磁通量從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，因其磁導(dǎo)率的不磁通量從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，因其磁導(dǎo)率的不同，在介面上磁力線的方向會發(fā)生改變。在工件表面或近表同，在介面上磁力線的方向會發(fā)生改變。在工件表面或近表面存在缺陷，經(jīng)磁化后，缺陷處空氣的磁導(dǎo)率遠遠小于鐵磁面存在缺陷，經(jīng)磁化后，缺陷處空氣的磁導(dǎo)率遠遠小于鐵磁材料的磁導(dǎo)率，在介面上磁力線的方向?qū)l(fā)生改變，有一部材料的磁導(dǎo)率，在介面上磁力線的方向?qū)l(fā)生改變，有一部分磁通散布在缺陷周圍。分磁通散布在缺陷周圍。(1)(1)外加磁場強度：外加磁場強度： 漏磁磁感應(yīng)強度隨工件漏磁磁感應(yīng)強度隨工件磁感應(yīng)強度的增加而線性增磁感應(yīng)強度的增加而線

10、性增加。當外加磁場使材料的磁加。當外加磁場使材料的磁感應(yīng)強度達到飽和值的感應(yīng)強度達到飽和值的80%80%時時, ,漏磁場強度急劇上升。漏磁場強度急劇上升。5 磁化磁化n在工件中建立一個沿圓周在工件中建立一個沿圓周（與軸線垂直）方向的閉（與軸線垂直）方向的閉合周向磁場，主要用于發(fā)合周向磁場，主要用于發(fā)現(xiàn)縱向（軸向）和接近縱現(xiàn)縱向（軸向）和接近縱向（夾角小于向（夾角小于45度）的缺度）的缺陷。陷。磁軛法磁軛法工件工件磁力線磁力線磁扼磁扼 磁扼法進行整體縱向磁化磁扼法進行整體縱向磁化電流電流線圈法線圈法磁痕磁痕 利用空心線圈進行的局部利用空心線圈進行的局部 縱向磁化縱向磁化工件工件6 磁粉檢測的基本方法 磁粉檢測過程主要步驟：1 1、表面預(yù)處理、表面預(yù)處理n被檢表面應(yīng)充分干燥；被檢表面應(yīng)充分干燥；n用化學或機械方法徹底清除被檢表面上可能存在的油污、用化學或機械方法徹底清除被檢表面上可能存在的油污、鐵銹、氧化皮、毛刺、焊渣及焊接飛濺