无损检测磁粉探伤幻灯片.ppt
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1、无损检测磁粉探伤无损检测磁粉探伤第1页,共55页,编辑于2022年,星期六 磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测探伤,还可对检测探伤,还可对板材板材、型材型材、管材管材、棒材棒材、焊接件焊接件、铸钢件铸钢件及及锻钢件锻钢件进行检测。进行检测。三三 适用范围适用范围 马氏体不锈钢马氏体不锈钢和和沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢具有磁性,可进行具有磁性,可进行MT。MT可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。缺陷。MT不能不能检测检测奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不
2、锈钢焊条焊接的材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不能检测焊缝,也不能检测铜铜、铝铝、镁镁、钛钛等等非磁性材料非磁性材料。对于表面浅对于表面浅的划伤、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的分层和的分层和折叠难以发现。折叠难以发现。第2页,共55页,编辑于2022年,星期六第一节第一节 磁粉探伤的基本原理磁粉探伤的基本原理一一 磁粉探伤中的相关物理量磁粉探伤中的相关物理量磁性磁性:磁铁能够:磁铁能够吸引铁磁性材料吸引铁磁性材料的性质叫磁性。的性质叫磁性。磁体磁体:凡能够:凡能够吸引其他铁磁性材料吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。的物体叫磁体。磁极磁极:
3、靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域: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。称为磁极。每一小块磁体总有每一小块磁体总有两个磁极两个磁极。磁化磁化:使原来没有磁性的物体:使原来没有磁性的物体得到磁性得到磁性的过程叫磁化。的过程叫磁化。第3页,共55页,编辑于2022年,星期六二二 退磁场和漏磁场退磁场和漏磁场1 1 退磁场退磁场退磁场退磁场 把铁磁性材料磁化时,由把铁磁性材料磁化时,由材料中磁极所产生的磁场称为退材料中磁极所产生的磁场称为退磁场磁场,它对外加磁场有削弱作用,用符号,它对外加磁场有削弱作用,用符号H表示。表示。第4页,共55页,编辑于2022年,星期六2 2 漏
4、磁场漏磁场漏磁场漏磁场 铁磁性材料磁化后,在不连续性处或磁路的截面变化处,铁磁性材料磁化后,在不连续性处或磁路的截面变化处,磁感应线离开和进入表面时形成的磁场。磁感应线离开和进入表面时形成的磁场。第5页,共55页,编辑于2022年,星期六3 漏磁场对磁粉的作用力漏磁场对磁粉的作用力第6页,共55页,编辑于2022年,星期六 利用利用磁化材料磁化材料或工件或工件表面的表面的漏磁场漏磁场吸引吸引磁粉颗粒磁粉颗粒或磁悬或磁悬液中的磁粉颗粒,使其在具有液中的磁粉颗粒,使其在具有较强漏磁场的位置较强漏磁场的位置聚集聚集,从而形,从而形成成磁痕磁痕达到达到显示缺陷显示缺陷的效果。的效果。三三 检测原理检测
5、原理第7页,共55页,编辑于2022年,星期六三 影响漏磁场的因素(1 1)外加磁场强度的影响)外加磁场强度的影响)外加磁场强度的影响)外加磁场强度的影响缺陷的漏磁场大小与缺陷的漏磁场大小与工件磁化程度工件磁化程度有关。有关。当铁磁性材料的当铁磁性材料的磁感应强度磁感应强度达到达到饱和值的饱和值的80%左右时,漏磁场便会迅速左右时,漏磁场便会迅速增大增大。(2 2)缺陷位置及形状的影响)缺陷位置及形状的影响)缺陷位置及形状的影响)缺陷位置及形状的影响 a a 缺陷埋藏深度的影响缺陷埋藏深度的影响缺陷埋藏深度的影响缺陷埋藏深度的影响b b 缺陷方向的影响缺陷方向的影响缺陷方向的影响缺陷方向的影响
6、c c 缺陷深宽比的影响缺陷深宽比的影响缺陷深宽比的影响缺陷深宽比的影响第8页,共55页,编辑于2022年,星期六(3 3)工件表面覆盖层的影响)工件表面覆盖层的影响)工件表面覆盖层的影响)工件表面覆盖层的影响(4 4)工件材料及状态的影响)工件材料及状态的影响)工件材料及状态的影响)工件材料及状态的影响 晶粒大小的影响晶粒大小的影响 含碳量的影响含碳量的影响 热处理的影响热处理的影响 合金元素的影响合金元素的影响 冷加工的影响冷加工的影响第9页,共55页,编辑于2022年,星期六第二节第二节 磁化过程磁化过程铁磁性材料铁磁性材料铁磁性材料铁磁性材料1 1 磁畴磁畴磁畴磁畴 在铁磁质中,相邻铁
7、原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作用,这个相在铁磁质中,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。的微小区域,这些自发磁化的微
8、小区域,称为磁畴。的微小区域,这些自发磁化的微小区域,称为磁畴。的微小区域,这些自发磁化的微小区域,称为磁畴。uu 在没有外加磁场作用时,在没有外加磁场作用时,铁磁性材料内铁磁性材料内各磁畴的磁矩方向相互抵消,对外显各磁畴的磁矩方向相互抵消,对外显 示不出磁示不出磁性,如图所示。性,如图所示。一个典型的磁畴宽度约为一个典型的磁畴宽度约为10-3cm,体积约为体积约为10-9cm3,内部大约含有,内部大约含有1014个磁性原个磁性原子。子。第10页,共55页,编辑于2022年,星期六a)不显示磁性;)不显示磁性;b)磁化)磁化 c)保留一定剩磁)保留一定剩磁 当把铁磁性材料放到外加磁场中去时,磁
9、畴就会受到外加磁场的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,一是使磁畴作用,一是使磁畴磁矩转动磁矩转动,二是使,二是使畴壁发生位移畴壁发生位移,最后全部磁畴的磁矩,最后全部磁畴的磁矩方向转向与方向转向与外加磁场方向一致外加磁场方向一致,铁磁性材料被磁化,显示出很强的,铁磁性材料被磁化,显示出很强的磁性磁性。永久磁铁中的磁畴永久磁铁中的磁畴,在,在一个方向上占优势一个方向上占优势,因而形成,因而形成N和和S极,能极,能显示出显示出很强的磁性很强的磁性。第11页,共55页,编辑于2022年,星期六 在在高温情况高温情况下,磁体中分子热运动会下,磁体中分子热运动会破坏磁畴破坏磁
10、畴的的有规则排列有规则排列,使磁体的,使磁体的磁性削磁性削弱弱。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。超过某一温度后,磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性,实现了材料的退退磁磁。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。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临界温度称为居里点居里点或或居里温度居里温度。从居里点以上的高温冷却下来时,只要没有外。从居里点以上的高温冷却下来时,只要没有外磁场的影响,材料仍然处于退磁状态。磁场的影响,材料仍然处于退磁状态。铁铁磁性材料的居里点磁性材料的居里点材材材材 料料料料居里
11、点(居里点(居里点(居里点()铁铁铁铁镍镍镍镍钴钴钴钴铁铁铁铁,硅,硅,硅,硅5%5%铁铁铁铁,铬铬铬铬10%10%铁铁铁铁,锰锰锰锰4%4%铁铁铁铁,钒钒钒钒6%6%76976936536511501150720720740740715715815815第12页,共55页,编辑于2022年,星期六磁场方向与发现缺陷的关系磁场方向与发现缺陷的关系磁化过程磁化过程 工件磁化时,当磁场方向与缺陷延伸方工件磁化时,当磁场方向与缺陷延伸方向向垂直垂直时,缺陷处的漏磁场最大,检测时,缺陷处的漏磁场最大,检测灵敏灵敏度最高度最高。第13页,共55页,编辑于2022年,星期六第14页,共55页,编辑于202
12、2年,星期六一一 磁化方法磁化方法1 周向磁化周向磁化 给给工件直接通电工件直接通电,或者使电流通过,或者使电流通过平行于工件轴向放置的导平行于工件轴向放置的导体体的磁化方法,旨在工件中建立一个环绕工件周向并与工件的磁化方法,旨在工件中建立一个环绕工件周向并与工件轴向垂直的闭合磁场,用于发现与轴向垂直的闭合磁场,用于发现与电流方向平行的缺陷电流方向平行的缺陷。直接通电法直接通电法中心导体法中心导体法第15页,共55页,编辑于2022年,星期六(1)触头法触头法 用两个电极触头将磁化电流导入被检工件进行局部用两个电极触头将磁化电流导入被检工件进行局部磁化的方法。磁化的方法。第16页,共55页,编
13、辑于2022年,星期六(2)平行电缆法平行电缆法 它可用于它可用于发现与电缆平行的缺陷发现与电缆平行的缺陷。实际检测中,可用于压。实际检测中,可用于压力容器焊缝,特别是力容器焊缝,特别是角焊缝角焊缝中的中的纵向缺陷纵向缺陷的检测。的检测。第17页,共55页,编辑于2022年,星期六(二)(二)纵向磁化纵向磁化 是指将是指将电流通过环绕工件的线圈电流通过环绕工件的线圈,工件中的磁力线平行,工件中的磁力线平行于线圈的中心轴线。用于发现与于线圈的中心轴线。用于发现与工件或焊缝轴线垂直的缺工件或焊缝轴线垂直的缺陷陷。电磁轭整体磁化电磁轭整体磁化电磁轭:电磁轭:绕有螺线管线圈的绕有螺线管线圈的形铁芯形铁
14、芯 整个工件置于磁轭法产生的纵向磁场中进行整个工件置于磁轭法产生的纵向磁场中进行磁化的方法,叫磁化的方法,叫整体磁轭法整体磁轭法。这种方法可用于发。这种方法可用于发现与工件轴向现与工件轴向垂直垂直或与轴向或与轴向夹角大于夹角大于4545的缺陷的缺陷。整体磁轭法主要在整体磁轭法主要在固定式磁粉检测机固定式磁粉检测机上的上的磁轭中进行,适用于大批量中、小工件的磁轭中进行,适用于大批量中、小工件的检测。检测。(1)整体磁轭法)整体磁轭法1.磁轭法磁轭法第18页,共55页,编辑于2022年,星期六 利用利用便携式磁轭便携式磁轭或或永久磁永久磁轭轭产生的纵向磁场,对工件产生的纵向磁场,对工件表面局部区域
15、进行磁化的方表面局部区域进行磁化的方法,称为局部磁轭法。这种法,称为局部磁轭法。这种方法主要用于检出方法主要用于检出与两磁极与两磁极连线垂直的缺陷。连线垂直的缺陷。(2)局部磁轭法局部磁轭法采用局部磁轭法时,对同一部位,应作相互垂直的采用局部磁轭法时,对同一部位,应作相互垂直的两次磁化两次磁化,防止防止漏检漏检。电磁轭局部磁化电磁轭局部磁化第19页,共55页,编辑于2022年,星期六(2)线圈法)线圈法管道的局部纵向磁化管道的局部纵向磁化 将工件置于通电螺线管线将工件置于通电螺线管线圈内,用线圈内的纵向磁场圈内,用线圈内的纵向磁场进行磁化的方法,称为线圈进行磁化的方法,称为线圈法。它有利于法。
16、它有利于检出与线圈轴检出与线圈轴线垂直的缺陷线垂直的缺陷。第20页,共55页,编辑于2022年,星期六(三)(三)复合磁化复合磁化 是指通过复合磁化,在工件中产生一个大小和方向随时间成是指通过复合磁化,在工件中产生一个大小和方向随时间成圆圆形形、椭圆形椭圆形或或螺旋形轨迹变化的磁场螺旋形轨迹变化的磁场。因为磁场的方向在工件。因为磁场的方向在工件上不断地变化着,所以可发现工件上上不断地变化着,所以可发现工件上多个方向的缺陷多个方向的缺陷。第21页,共55页,编辑于2022年,星期六 由两个参数相同的单磁轭构成。两个单磁轭的由两个参数相同的单磁轭构成。两个单磁轭的交叉角度为交叉角度为9090,并分
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