磁粉检测概念技术报告.doc

0引言 磁粉检测是利用电磁现象检测工件表面缺陷的无损探伤方法之一主要用于检测铁磁性材料和工件表面或近表面裂纹以及其他一些缺陷经磁粉探伤机磁化后的铁磁性工件内部存在磁场而在工件表面缺陷处形成漏磁场将会吸附磁粉探伤机中磁悬浮液的磁粉,形成磁痕从而显示出工件的表面缺陷。其中漏磁场的宽度比表面缺陷处的实际宽度大数倍甚至数十倍,磁痕实际将工件表面的裂纹放大了便于进行检测和观测。直至目前为止磁粉检测仍然被认为是表面裂纹检测最灵敏的方法之一尤其是在表面不平或表面不规则性与所需检测的裂纹相比大得多的情况下磁粉检测通常被考虑为表面裂纹检测最好的方法。在检测过程中影响漏磁场形成的因素有很多但磁粉检测的原理决定它只对表面缺陷最灵敏对内部的缺陷将随埋藏深度的增加而迅速下降。本文主要分析了磁痕特征、影响磁痕形成的因素以便提高产品表面缺陷磁粉检测质量。 1 1922年，美国人Hoke发现，由磁性夹具夹持的硬钢块上磨削下来的金属粉末，会在钢块表面的裂纹区形成一定的花样；1929年,Forest 运用该原理首次实现对油井钻管裂纹检验，但并未获得成功；1930年，干磁粉成功应用于焊缝及各种工件的探伤；1934年，生产磁粉探伤设备和材料的美国磁通公司成立。 20世纪50年代，部分大型国有企业设立无损检测部门，新中国磁粉检测和渗透检测工作开始起步。60年代，在仿制的基础上，研制出大型交流磁粉探伤机。设备与器材研制工作初露端倪。1978年，中国机械工程学会无损检测分会磁粉、渗透检测专业委员会成立，并首次召开全国性技术交流会。1982年，国内首次开办磁粉检测专业级人员培训班，结束了检测人员无证操作的历史。20世纪80年代，随着改革开放的深入开展，通过引进吸收和再创新，我国的磁粉检测技术获得快速发展，迅速缩短了与先进国家间的差距。90年代，标准化工作取得重要进展，磁粉检测技术标准化体系基本形成。2000年以来，随着数字化技术的发展，磁粉检测技术开始进入半自动/自动化和图像化时代。 2.1磁粉检测中的相关物理量 2.1.1 磁的基本现象 磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。 磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。 磁极：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。每一小块磁体总有两个磁极。 磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫磁化。 2.1.2 磁场和磁力线 磁场的显示：磁场的大小、方向和分布情况，可以利用磁力线来表示。 磁力线在每点的切线方向代表磁场的方向，磁力线的疏密程度反映磁场的大小。 磁力线特性:磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极到N极，磁体外，磁力线是由N极出发，穿过空气进入S极的闭合曲线。磁力线互不相交。磁力线可描述磁场的大小和方向。磁力线沿磁阻最小路径通过。 （a）具有机加工槽的条形磁铁产生的漏磁场 （b）纵向磁化裂纹产生的漏磁场  （c）条形磁铁的磁力线分布 （d）马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置 图1 各种形状的磁铁磁力线 3 磁粉检测原理 铁磁性材料被磁化后，由于工件存在不连续性，则工件表面和近表面的磁力线会发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在表面的磁粉，在适合的光照条件下，形成可见的磁痕，从而显示不连续性的大小、位置、形状和严重程度。 图2 工件存在缺陷的漏磁场分布 3.1检测工艺流程 3.2磁粉检测适用范围 该方法适用于铁磁性材料的表面及近表面缺陷的检测。 ① 未加工的原材料（如钢坏）、半成品、成品及在役与使用过的工件都可用磁粉检测技术； ② 管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件及焊接件； ③ 检测工件表面和近表面尺寸很小，间隙极窄的铁磁性材料，如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹和目测难以发现的缺陷。 ④ 可用于马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢 ⑤ 可用于检测表面和近表面的裂纹、白点、发纹、折叠、疏松、冷隔、气孔和夹杂，但不适于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁力线方向夹角小于20°的缺陷。 3.3磁粉检测的优点和局限性 优点 对于铁磁材料，其表面和近表面的开口和不开口的缺陷都可以检测出来； 具有很高的灵敏度，能检测出微米级宽度的缺陷； 直观地显示出缺陷的大小、位置、形状和严重程度，并可大致确定缺陷性质； 检测结果重复性好； 单个工件检测速度快，工艺简单，成本低，污染小； 综合使用多种磁化方法，则工件各个方向的缺陷都可以检测出来，几乎不受工件大小和几何形状影响； 局限性 只能检测铁磁性材料以及表面、近表面缺陷； 单一磁化方法检测受工件几何形状（如键槽）影响，会产生非相关显示； 通电法和触头法磁化时，易产生打火烧伤； 不适用于奥氏体不锈钢和用A体不锈钢焊条焊接的焊缝；也不适用于检测铜、镁、钛合金等非磁性材料。 4 铁磁性材料 4.