《磁粉检测概述》PPT课件.ppt

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1、第四章第四章磁磁 粉粉 检检 测测磁粉检测磁粉检测 1 定义：利用材料定义：利用材料磁学特性磁学特性磁学特性磁学特性检验工件中检验工件中表面表面表面表面和和近表面近表面近表面近表面缺陷的方法缺陷的方法 概述概述 2 发展：磁粉检测与发展：磁粉检测与1930年用于工业生产，年用于工业生产，瓦茨成功地用磁粉检测检验了焊缝质量。瓦茨成功地用磁粉检测检验了焊缝质量。50年代初，前苏联科学家比较系统地研究了各年代初，前苏联科学家比较系统地研究了各种因素对种因素对MT灵敏度的影响，并以此为基础制灵敏度的影响，并以此为基础制定了充磁规范，为定了充磁规范，为MT在工业生产中的广泛应在工业生产中的广泛应用奠定了

2、基础用奠定了基础 3 3 优缺点优缺点磁粉检测磁粉检测概述概述 优点优点：可直观地显示出缺陷的可直观地显示出缺陷的形状形状形状形状、位置位置位置位置与与大小大小大小大小，并能，并能大致确定缺陷的大致确定缺陷的性质性质性质性质 检测灵敏度高，可检出宽度仅为检测灵敏度高，可检出宽度仅为的表面裂纹的表面裂纹的表面裂纹的表面裂纹 应用范围广，几乎不受被检工件大小及形状的限制应用范围广，几乎不受被检工件大小及形状的限制 工艺简单，检测速度快，费用低廉工艺简单，检测速度快，费用低廉 检测灵敏度表面最高检测灵敏度表面最高检测灵敏度表面最高检测灵敏度表面最高，随埋藏深度的增加，检测，随埋藏深度的增加，检测灵敏

3、度降低灵敏度降低 缺点缺点：不能用于：不能用于非磁性材料非磁性材料非磁性材料非磁性材料（如奥氏体不（如奥氏体不锈钢、铝、镁、铜合金等）锈钢、铝、镁、铜合金等）磁粉检测磁粉检测概述概述第一节第一节 磁粉检测的基本原理磁粉检测的基本原理磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理一一 漏磁场漏磁场 1 把钢铁材料等强磁性材料磁化后，利用把钢铁材料等强磁性材料磁化后，利用缺陷部位所产生的磁极吸附磁粉而进行探伤缺陷部位所产生的磁极吸附磁粉而进行探伤的方法的方法 2 原理原理 当对工件磁化时，当对工件磁化时，由于内部由于内部组织均匀，磁力线是平行的。当组织均匀，磁力线是平行的。当存在缺陷时，由于其是存在缺陷时，

4、由于其是非磁性的非磁性的非磁性的非磁性的，磁阻较大，磁力线被割断，在接磁阻较大，磁力线被割断，在接近或位于零件表面时，磁力线会近或位于零件表面时，磁力线会弯曲并分布在空气中，形成局部弯曲并分布在空气中，形成局部磁场，此即为磁场，此即为漏磁场漏磁场漏磁场漏磁场 磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理 3 磁粉被漏磁场吸引，形成磁痕，显现磁粉被漏磁场吸引，形成磁痕，显现了缺陷形状，但了缺陷形状，但此磁痕是比实际缺陷放大此磁痕是比实际缺陷放大此磁痕是比实际缺陷放大此磁痕是比实际缺陷放大的痕迹的痕迹的痕迹的痕迹 磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理二二 影响漏磁场主要

5、因素影响漏磁场主要因素（1）外加磁场：外加磁感应强度）外加磁场：外加磁感应强度B增加，漏增加，漏磁磁B增加增加 B B（2）工件材料及状态：凡影响工件磁性的）工件材料及状态：凡影响工件磁性的因素如合金元素含量、碳含量、热处理状态因素如合金元素含量、碳含量、热处理状态等，均会影响漏磁场等，均会影响漏磁场 磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理80%（3）缺陷位置和形状：）缺陷位置和形状：随埋藏深度增加随埋藏深度增加随埋藏深度增加随埋藏深度增加，B减少；减少；宽深比增加宽深比增加宽深比增加宽深比增加，B增加；增加；垂直于工件表面垂直于工件表面垂直于工件表面垂直于工件表面，B增加，增加，平行于表面平行

6、于表面平行于表面平行于表面，B减少减少 磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理（4）表面覆盖层厚度（如涂料）增加，）表面覆盖层厚度（如涂料）增加，B降低降低 磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理三三 钢铁材料的磁性和磁化钢铁材料的磁性和磁化 材料的磁性由材料的磁性由磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线（B-H）表示）表示 横坐标横坐标H磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度（A/m）纵坐标纵坐标B磁通密度磁通密度磁通密度磁通密度（wb/m2）或称为或称为磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度 B=H磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理 H由由0沿直线到沿直线到P（0P线为磁导率线为磁导率），当），当超过

7、超过P点再增加点再增加H，呈曲线分布，当到达，呈曲线分布，当到达A时，时，接近于水平线，此时接近于水平线，此时 B为为饱和磁通密度饱和磁通密度饱和磁通密度饱和磁通密度B Bs s（达到（达到 最大磁化程度）。当最大磁化程度）。当H降低为降低为0时，时，B则为则为B Br r 称为称为剩磁通密度剩磁通密度剩磁通密度剩磁通密度 如果加反向磁场，使如果加反向磁场，使B=0，则则H=HHc c，称为，称为矫顽力矫顽力矫顽力矫顽力 磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理因此，因此，B Br r、HHc c都表示都表示剩磁剩磁剩磁剩磁大小大小 硬磁性：硬磁性：Br、Hc均大均大 可制造永久磁铁可制造永久磁铁

8、磁粉检测磁粉检测MT基本原理基本原理磁性磁性软磁性：软磁性：Br、Hc均小均小第二节第二节 磁化过程磁化过程 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程一一 磁化方法磁化方法磁化方法磁化方法将磁场加在试件上的方法将磁场加在试件上的方法 分类分类 直流直流磁化电流磁化电流交流交流通电方式通电方式 磁化方向磁化方向 直接通电直接通电间接通电间接通电纵向磁化纵向磁化 周向磁化周向磁化 复合磁化复合磁化 磁化方法磁化方法 1 纵向磁化纵向磁化纵向磁化纵向磁化：利用环绕被检工件（或线圈）：利用环绕被检工件（或线圈）或磁轭铁心的励磁线圈在工件中建立沿轴向分布或磁轭铁心的励磁线圈在工件中建立沿轴向分布的纵向磁场，

9、发现与工件的纵向磁场，发现与工件轴向轴向垂直垂直垂直垂直的缺陷的缺陷（右手定则）（右手定则）常用方法：常用方法：线圈法、磁轭法线圈法、磁轭法磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程 2 周向磁化周向磁化周向磁化周向磁化：给工件直接通电，环绕工：给工件直接通电，环绕工件周向并垂直于工件周向形成周向磁场，发件周向并垂直于工件周向形成周向磁场，发现与工件轴向现与工件轴向平行平行平行平行的缺陷的缺陷 方法：方法：直接通电直接通电直接通电直接通电或或中心导体通电法中心导体通电法中心导体通电法中心导体通电法 小型零件小型零件触头法触头法触

10、头法触头法和和平行电缆法平行电缆法平行电缆法平行电缆法大型零件大型零件磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程 3 3 复合磁化复合磁化复合磁化复合磁化：将纵向和周向磁化同时作用：将纵向和周向磁化同时作用于工件上，使工件得到两个相互垂直磁力线作于工件上，使工件得到两个相互垂直磁力线作用而产生的合成磁场以检查各种用而产生的合成磁场以检查各种不同倾斜方向不同倾斜方向不同倾斜方向不同倾斜方向的缺陷的缺陷 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程 作为复合磁化的特例，作为复合磁化的特例，旋转磁化旋转磁化

11、旋转磁化旋转磁化是使用交叉是使用交叉120电电磁轭形成磁轭形成椭圆旋转磁场椭圆旋转磁场，由，由于被检表面上有效磁化场内于被检表面上有效磁化场内任意取向的缺陷都有与旋转任意取向的缺陷都有与旋转磁场最大幅度方向正交的机磁场最大幅度方向正交的机会，可在会，可在任意方向任意方向任意方向任意方向上获得最上获得最强的缺陷漏磁场以发现缺陷，强的缺陷漏磁场以发现缺陷，要连续行走要连续行走 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程二二 磁化电流磁化电流 磁化电流控制着试件上磁场强度的大小，磁化电流控制着试件上磁场强度的大小，因此，应按试件不同情况（材质、形状、尺因此，应按试件不同

12、情况（材质、形状、尺寸、磁化方法、磁粉等）来决定寸、磁化方法、磁粉等）来决定磁化电流磁化电流磁化电流磁化电流。若若I过小，过小，B小，缺陷处几乎不产生漏磁；小，缺陷处几乎不产生漏磁；I过过大，无缺陷处大，无缺陷处B增大，出现了伪缺陷磁痕。增大，出现了伪缺陷磁痕。I应按应按JB4730-2005执行，常用的有执行，常用的有交流电交流电、直直流流及及整流电整流电 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程1 交流电交流电优点：优点：有趋肤效应，表面缺陷检测灵敏度高有趋肤效应，表面缺陷检测灵敏度高 可实现复合磁化可实现复合磁化 比直流

13、磁化在变截面上分布要均匀比直流磁化在变截面上分布要均匀 有利于磁粉迁移，便于形成磁痕有利于磁粉迁移，便于形成磁痕 易退磁易退磁 设备简便，易维修，价格便宜设备简便，易维修，价格便宜 缺点：缺点：对近表面缺陷检出能力弱于直流对近表面缺陷检出能力弱于直流 不利于用剩磁检测，需配置专门设备不利于用剩磁检测，需配置专门设备 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程2 2 整流与直流磁化整流与直流磁化 整流：随脉动程度降低，磁场渗透力提整流：随脉动程度降低，磁场渗透力提高，检出缺陷深度增加高，检出缺陷深度增加 直流：检出缺陷深度最大直流：检出缺陷深度最大 两者剩磁大，不易退磁，需用专用设备两者剩磁大，不易退

14、磁，需用专用设备（如超低频退磁）（如超低频退磁）变截面处变截面处B分布不均匀，易造成漏检分布不均匀，易造成漏检 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程三三 磁化规范磁化规范磁化规范磁化规范 当要求较高的磁粉检测灵敏度，生成磁场必当要求较高的磁粉检测灵敏度，生成磁场必须有足够的强度须有足够的强度，按照按照JB4730-2005承压设备承压设备无损检测无损检测规定规定1 电磁轭纵向磁场电磁轭纵向磁场电磁轭纵向磁场电磁轭纵向磁场提升力提升力在最大磁极间距上在最大磁极间距上交流电交流电 45N提升力提升力 直流电直流电 177N提升力提升力 交叉磁轭交叉磁轭 118N提升力提升力 磁粉检测磁粉检测MT磁

15、化过程磁化过程2 触头法触头法触头法触头法周向磁场周向磁场电极间距电极间距75200mm 磁化电流磁化电流T19，I=（）倍触头间距（）倍触头间距T19，I=（45）倍触头间距）倍触头间距3 直流电缆缠绕直流电缆缠绕直流电缆缠绕直流电缆缠绕法纵向磁化法纵向磁化磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程四四 磁粉检测设备磁粉检测设备携带式携带式携带式携带式磁轭、交流杆、电缆缠绕磁轭、交流杆、电缆缠绕磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程移动式移动式移动式移动式中型电缆磁化，中型电缆磁化，I=10003000A磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程固定式固定式中小型工件的

16、湿式磁粉检测，中小型工件的湿式磁粉检测，I=10000A 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程五五 系统性能与灵敏度评价系统性能与灵敏度评价 磁粉检测灵敏度磁粉检测灵敏度磁粉检测灵敏度磁粉检测灵敏度就是磁粉检测中能发就是磁粉检测中能发现最小缺陷的能力现最小缺陷的能力 为了判断磁粉探伤设备、磁粉或磁悬为了判断磁粉探伤设备、磁粉或磁悬液、磁化电流的液、磁化电流的综合性能综合性能综合性能综合性能及在探测部位是及在探测部位是否达到否达到预期灵敏度预期灵敏度预期灵敏度预期灵敏度要求，普遍采用四种灵要求，普遍采用四种灵敏度试片或试板敏度试片或试板 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程 1 标准试板：磁轭法

17、、触头法应用标准试板：磁轭法、触头法应用时，观察时，观察最浅磁痕最浅磁痕最浅磁痕最浅磁痕 2 灵敏度试片灵敏度试片磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程 3 试环：观察表面孔（人工缺陷）显示试环：观察表面孔（人工缺陷）显示最少数目最少数目 目的：目的：评价中心导评价中心导体法，磁粉材料和检测系体法，磁粉材料和检测系统的灵敏度。统的灵敏度。评价周向评价周向法，磁粉材料和检测系统法，磁粉材料和检测系统的灵敏度的灵敏度 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程 4 磁场指示器：观察磁痕，反映试验工件表磁场指示器：观察磁痕，反映试验工件表面的场强和方向面的场强和方向 磁粉检测磁粉检测MT磁化过程磁化过程第三

18、节第三节 磁粉检测技术磁粉检测技术 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术一一 探伤前的准备探伤前的准备1 校验探伤灵敏度校验探伤灵敏度 2 清除工件表面不清除工件表面不洁物（锈、油污），改洁物（锈、油污），改善表面状态，提高检测善表面状态，提高检测灵敏度灵敏度 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 二二 磁化磁化 选定适当的磁化方法（纵、周、复合）、选定适当的磁化方法（纵、周、复合）、磁化方向（磁力线要尽量垂直缺陷）、磁化电磁化方向（磁力线要尽量垂直缺陷）、磁化电流（流（I按标准选择，按标准选择，直流电直流电直流电直流电+干法干法干法干法，交流电交流电交流电交流电+湿湿湿湿法法法法灵敏度高），

19、然后接通电源，操作灵敏度高），然后接通电源，操作 三三 施加磁粉施加磁粉1 按喷洒方法按喷洒方法 （1）干法：利用手筛（工件水平表面）、喷）干法：利用手筛（工件水平表面）、喷雾器或喷枪等将干燥的磁粉均匀地撒在磁化工雾器或喷枪等将干燥的磁粉均匀地撒在磁化工件上，然后轻轻震动工件或微微吹动工件上的件上，然后轻轻震动工件或微微吹动工件上的磁粉，使多余磁粉去掉，磁粉在缺陷处聚集磁粉，使多余磁粉去掉，磁粉在缺陷处聚集 手筛手筛检验工件的水平表面检验工件的水平表面喷雾器或喷枪喷雾器或喷枪工件垂直或倾斜表面工件垂直或倾斜表面磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 干法用的磁粉要注意干法用的磁粉要注意经常保持干

20、燥及纯净，刮经常保持干燥及纯净，刮风、下雨时不易在室外进风、下雨时不易在室外进行，广泛应用于大型铸、行，广泛应用于大型铸、锻件毛坯及大型结构件焊锻件毛坯及大型结构件焊缝的局部探伤。缝的局部探伤。（直流电直流电直流电直流电+干法干法干法干法）磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术2 湿法湿法 （1）磁悬液磁悬液磁悬液磁悬液就是将磁粉混合在液体介质中形成就是将磁粉混合在液体介质中形成的磁粉悬浮液的磁粉悬浮液（2）分类：油磁悬液、水磁悬液、荧光磁悬液）分类：油磁悬液、水磁悬液、荧光磁悬液 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术（3）磁化方式）磁化方式 将磁化后工件沉将磁化后工件沉浸浸浸浸在磁粉悬浮液中，

21、在磁粉悬浮液中，1min后取出后取出 将磁粉悬浮液将磁粉悬浮液浇浇浇浇在磁化了的工件上在磁化了的工件上 将具有压力的悬浮液将具有压力的悬浮液喷喷喷喷在磁化的工件上在磁化的工件上 、是用于大型工件，此法可是用于大型工件，此法可重复检查多次（重复检查多次（交流电交流电交流电交流电+湿法湿法湿法湿法）一般来说，一般来说，干法比湿法灵敏度高，干法比湿法灵敏度高，直流电比交流电灵敏直流电比交流电灵敏 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术3 按喷撒时间按喷撒时间 连续法连续法连续法连续法：（外加磁场法）通电同时施加磁：（外加磁场法）通电同时施加磁粉或磁悬液粉或磁悬液 预处理预处理 磁化磁化 退磁退磁后处理

22、后处理 施加磁粉施加磁粉或磁悬液或磁悬液 观察观察 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术此法灵敏度高、效率低，主要用于此法灵敏度高、效率低，主要用于低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢或或软钢软钢软钢软钢 预处理预处理 磁化磁化 退磁退磁后处理后处理 施加磁粉施加磁粉或磁悬液或磁悬液 观察观察 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 剩磁法剩磁法剩磁法剩磁法：工件磁化停止，立即取消外加磁：工件磁化停止，立即取消外加磁场，在浇注或将工件浸入磁悬液中停几秒后取场，在浇注或将工件浸入磁悬液中停几秒后取出观察，利用出观察，利用Br，适用于，适用于高碳钢高碳钢高碳钢高碳钢或或经热处理的经热处理的经热处理的经热处理的结

23、构钢结构钢结构钢结构钢 预处理预处理 磁化磁化 退磁退磁后处理后处理 施加磁粉施加磁粉或磁悬液或磁悬液 观察观察 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 剩磁法有检验速剩磁法有检验速度快，对大批量小度快，对大批量小零件适用，只要零件适用，只要B Br r，HHc c800A/m800A/m以上的材料就可以，以上的材料就可以，但磁化规范要求高，但磁化规范要求高，易出现干扰信号，易出现干扰信号，不适于干粉法不适于干粉法 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术四四 磁痕分析与记录磁痕分析与记录 磁痕观察磁痕观察1 磁痕磁痕磁痕磁痕磁粉在被检表面上聚集形成的图像磁粉在被检表面上聚集形成的图像 2 磁粉要求

24、磁粉要求 有大的有大的 和小的和小的B Br r、HHc c 磁粉颗粒要小，增加移动性，一般为磁粉颗粒要小，增加移动性，一般为200目左右，以目左右，以长条形长条形长条形长条形为最好；或者为最好；或者长条形长条形长条形长条形+球形球形球形球形 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 颜色与工件表面颜色区别越大越好，可颜色与工件表面颜色区别越大越好，可在其上包覆一层荧光物质或其它颜料在其上包覆一层荧光物质或其它颜料 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术3 光线要求光线要求 亮处可用亮处可用自然光自然光和和灯光灯光观察观察 暗处可用暗处可用紫外线灯紫外线灯，进行荧光观察（黑灯），进行荧光观察（黑灯）

25、磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 磁痕磁痕 1 伪磁痕伪磁痕伪磁痕伪磁痕：表面氧化皮、锈蚀、涂料斑点、：表面氧化皮、锈蚀、涂料斑点、粗糙及加工表面出现的磁痕，与实际缺陷无关粗糙及加工表面出现的磁痕，与实际缺陷无关 2 无关磁痕无关磁痕无关磁痕无关磁痕：金相组织不均匀，异种材料：金相组织不均匀，异种材料界面、非金属夹杂物偏析、应力集中区所显界面、非金属夹杂物偏析、应力集中区所显现的磁痕现的磁痕 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术3 相关磁痕相关磁痕相关磁痕相关磁痕 热加工时出现的危害性缺陷（表面），如热加工时出现的危害性缺陷（表面），如裂纹、气孔、夹杂物裂纹、气孔、夹杂物 纵向、横向焊缝裂

26、纹纵向、横向焊缝裂纹 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 未磁粉检测 磁粉检测磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术干磁粉法检测痕迹磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术干磁粉法检测痕迹磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术荧光磁粉检测痕迹磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术荧光磁粉检测痕迹磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术五五 记录记录 为保留并记录相关磁痕，常用照相法、为保留并记录相关磁痕，常用照相法、透明胶带粘贴法等透明胶带粘贴法等 六六 退磁退磁磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术 退磁退磁退磁退磁是把工件内的是把工件内的Br减小减小到不妨碍使用的程度到不妨碍使用的程度 常见的退磁方式常见的退磁方式常见的退磁方式常见的退磁方式：交流退磁、直流退磁、其他交流退磁、直流退磁、其他七七 后处理后处理 清洗（表面残余磁粉和磁悬液）、清洗（表面残余磁粉和磁悬液）、干燥、防锈干燥、防锈 磁粉检测磁粉检测MT检测技术检测技术