磁粉检测2016A.ppt

第四章 磁粉检测 磁粉检测的发展简史 早在春秋战国时期，我国劳动人民就发现了磁石吸铁现象，并在此基础上发明了指南针，最早应用于航海业。 18世纪，人们就已开始从事磁通检漏试验。1868年，英国工程杂志首先发表了利用罗盘仪探查磁通发现枪管上不连续性的报告。8年之后，Hering利用罗盘仪检查钢轨的不连续性获得美国专利。 1918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，会在该钢块表面形成一定的花样，而此花样常与钢块表面裂纹形态相一致，被认为是由于钢块被纵向磁化而引起的，它促使了磁粉检测法的发明。 1928年，de Forest为解决油井钻杆的断裂失效，研制出周向磁化法，还提出了使用尺寸和形状受控并具有磁性的磁粉的设想，经过不懈的努力，磁粉检测方法基本研制成功，并获得了比较可靠的检测结果。 1941年，荧光磁粉投入使用。至此，磁粉检测从理论到实践，已初步形成了一种无损检测方法。 前苏联全苏航空研究院的瑞加德罗，为磁粉检测的发展做出了卓越的贡献。二十世纪50年代初期，他在大量试验的基础上，制订出了一整套磁化规范，得到世界许多国家的认可。 在我国，北京航空材料研究院的郑文仪，是我国磁粉检测的奠基人，近几十年来，在广大磁粉检测工作者和设备器材制造者的共同努力下，使我国磁粉检测由无到有，并已发展成为一种成熟的无损检测方法。 磁粉检测的现状 基础理论研究方面，已取得较大的进展，断裂和塑性力学的应用以及“磁偶极子”理论的研究使磁粉检测方法更合理，日臻完善。 检测设备方面，从固定式、移动式到携带式，从半自动、全自动到专门设备；从单向磁化到多向磁化；国外设备已实现系列化和商品化，国内目前只实现了系列化。 器材方面，国外在标准试片和标准试块及磁强计等方面形成了系列产品，国内检测器材部分已经达到并已经超过国外同类产品。 工艺方面有所创新，北京航空材料研究院的郑文仪发明的磁粉探伤-橡胶铸型法比国外的磁橡胶法优越的多。 质量控制方面，国外非常重视，不仅制定了具体的控制项目、校验周期和技术要求，还设有质量监督检查机制，保证其贯彻执行。在我国，质量控制也日受重视，但各行业、各单位的发展不平衡，以致一些质量控制项目没有纳入标准，有的虽纳入但流于形式，这一点已引起业内人士的关注。 1、磁粉检测原理： 1）定义： 磁体:自然界有些物质具有吸引铁、钴、镍等物质的特性，我们把这些具有磁性的物质称为磁体。 磁化与磁性材料:使原来不带磁性的物质变得具有磁性叫磁化，能够被磁化的材料称为磁性材料。 磁体各处的磁性大小不同，在它的两端最强，这两端称为磁极。每一磁体都有一对磁极即N极和S极。它们具有不可分割的特性，即使把磁体分割成无数小磁体，每一个小磁体同样存在N极和S极。 如果把两块磁铁的的同性磁极靠在一起，两个磁体之间就存在一个相斥的力使磁体分离；而把磁体的异性磁极靠在一起，则两块磁铁之间就存在一个相吸的力，使磁铁靠近。这说明磁体周围空间存在有力的作用，我们把磁力作用的空间称为磁场。 为了形象地描述磁场，人们采用了磁力线的概念，并且规定 ①磁力线密度表示磁感应强度大小，磁力线密度大的地方表示磁感应强度大，磁力线密度小的地方表示磁感应强度小； ②磁力线方向表示磁场的方向； ③磁力线永远不会相交； ④磁力线由磁铁的N极出发经外部空间到达S极，再由S极经磁体内部回到N极，形成闭合曲线。 2）通电导体产生的磁场： 当电流通过导体时，会在导体的周围产生磁场。通电导体产生的磁场方向与电流方向的关系可用右手定则来描述。如图，用右手握住导线，大拇指表示电流方向，其余四指的弯曲方向即为导线产生周向磁场方向。 如通电导体是一个螺管线圈，也可用右手定则来判断磁场方向，其方法是：用右手握住线圈，弯曲的四指表示电流在线圈中的方向，伸直的大拇指则表示磁场的方向。如图： 3）磁粉检测原理：铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍，如果材料中存在不连续性（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续性），磁力线会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场，漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质。如图 试件中裂纹造成的不连续性使磁力线畸变，由于裂纹中空气介质的磁导率远远低于试件的磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件的表面后再进入工件。如果这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积。我们称其为磁痕，从而显示缺陷。当裂纹方向平行于磁力线的传播方向时，磁力线的传播不会受到影响，这时缺陷也不可能检出。 具有机加工槽的条形磁铁产生的漏磁场 纵向磁化裂纹产生的漏磁场 有表面和近表面