第三章 磁粉无损检测.ppt

第三章 磁粉检测物理基础;序——磁粉探伤（Magnetic Particle Testing，简称 MT） 磁粉探伤与磁性检测（分类） 漏磁场探伤：是利用铁磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不连续性（材料的均质状态即致密性受到破坏）存在，则在不连续性处磁力线离开工件和进入工件表面发生局部畸变产生磁极，并形成可检测的漏磁场进行探伤的方法。;3.1磁粉探伤原理 Magnetic Particle Testing，简称 MT3.1.1 基本原理：;铁磁性材料 磁畴 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的微小区域，这些自发磁化的微小区域，称为磁畴。 一个典型的磁畴宽度约为10-3cm，体积约为10-9cm3，内部大 约含有1014个磁性原子。 在没有外加磁场作用时， 铁磁性材料内各磁畴的磁 矩方向相互抵消，对外显 示不出磁性，如图。 ; 铁磁性材料的磁畴方向 a）不显示磁性； b）磁化 c）保留一定剩磁 当把铁磁性材料放到外加磁场中时，磁畴就会受到外加磁场的作用，一是使磁畴磁矩转动，二是使畴壁发生位移，最后全部磁畴的磁矩方向转向与外加磁场方向一致，铁磁性材料被磁化，显示出很强的磁性。 ; 居里点：在高温情况下，磁体中分子热运动会破坏磁畴的有规则排列，使磁体的磁性削弱。超过某一温度后，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性，实现了材料的退磁。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临界温度称为居里点或居里温度。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。;3.1.3 磁场和磁力线 磁场：具有磁性作用的空间 磁场的特征： 是对运动的电荷（或电流）具有作用力，在磁场变化的同时也产生电场。 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。;3.1.4 缺陷漏磁场的强度;应用1：钢棒通电法磁化 分别通交流和直流时，磁场强度和磁感应强度的分布特点;应用2：通电钢管的磁场 磁场方向：右手定则 磁场大小： （1）钢管内表面 H=0，B=0（直流和交流） （2）钢管外表面及外部 （3）钢管横截面：设管内外半径分别为R1和R2，通直流电磁化，由安培环路定律得 钢管直接通电法磁化时，由于其内部磁场强度为零， 所以不能用磁粉检测的方法来检测内表面即近表面的缺陷。 ;应用2：通电钢管的磁场;3.1.5 外磁场种类 3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合 （1）开路磁化：把需要磁化的工件放在线圈中进行磁化或对大型工件进行绕电缆进行磁化，常称为线圈法。线圈法磁化工件时，由于在工件两端产生磁极，因而会产生退磁场。;退磁场定义 材料的磁化状态，不仅依赖于它的磁化率，也依赖于样品的形状。当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场，该磁场被称为退磁场。把铁磁性材料磁化时，由材料中磁极所产生的磁场称为退磁场，它对外加磁场有削弱作用，用符号ΔH表示。 退磁场与材料的磁化强度成正比 ;有效磁场 铁磁性材料磁化时，只要在工件上产生磁极，就会产生退磁场，它削弱了外加磁场，所以工件上的有效磁场用H表示，等于外加磁场减去退磁场。其数学表达式为： H ――有效磁场（A/m） Ho――外加磁场（A/m） ΔH――退磁场（A/m） ;3.1.5 外磁场种类 3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合;3.1.5-2磁化方法;说 明; 检测与工件轴线方向平行或夹角小于45°的缺陷时，应使用周向磁化方法。周向磁化可用下列方法获得： a） 轴向通电法（见图1）；;b） 触头法（见图2）；;周向磁化强度的计算：;说 明;