《特种设备高级》磁粉检测物理知识及体现.pptx

磁粉检测物理知识及体现;第一章绪论;u奥斯特：发现了电流周围的磁场；

u毕奥、萨伐尔、安培：对电流周围的磁场分布进行了系统研究；

u法拉第：首创了磁感应线的概念。

高斯定理

毕奥-萨伐尔定律

安培环路定理;二十世纪：磁粉检测得到发展

1918年：美国人Hoke（霍克）获磁粉探伤专利；

1928年：deForest（福斯特）研制出周向磁化法；

1941年：荧光磁粉投入使用。

磁粉检测从理论到实践，初步形成一种无损检测方法。二十世纪50年代，前苏联全苏航空研究院瑞加德罗为磁

粉检测的发展做出了卓越的贡献。磁化规范、磁性称量仪

在我国：二十世纪40年代开始应用；

从无到有，发展成为一种成熟的无损检测方法；北京航空材料研究院的郑文仪的贡献;1.1.2磁粉检测的现状;检测工艺：有所创新，如-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：国外非常重视，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。

在国内，质量控制也日益受重视，但各行业、各单位的发展不平衡。;1.2漏磁场检测分类;1.2漏磁场检测分类;1.磁粉检测;（2）磁粉检测适用范围;（2）磁粉检测适用范围;（3）磁粉检测程序;（4）磁粉检测的优点及其局限性;局限性：

1）只能适用于检测铁磁性金属材料，不适用于检测奥氏体不锈钢及其他非铁磁性材料

2）只适合检测工件的表面和近表面缺陷

3）检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系，若缺陷方向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于20°，缺陷就难以发现。

4）受几何形状影响，易产生非相关显示

5）若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有不良影响，在通电法和触头发磁化时，易产生打火烧伤

6）部分磁化后具有较大剩磁的工件需进行退磁处理;2.检测元件检测;（2）感应线圈探伤法;（3）磁敏元件探测法;特点：探测灵敏度与检查速度和工件大小无关，还可以获得缺陷深度的信息。检测时，尽量缩小磁敏元件与工件表面之间的距离，并始终保持不变。

应用：（测量磁场大小和方向）

霍尔元件：特斯拉计，毫特斯拉计

磁敏二极管：毫特???拉计、漏磁场测量仪、自动磁性检测设备。;1.3表面无损检测方法的比较;;磁粉检测在定期检验中的重要性：;缺陷的可检出率;第二章磁粉检测物理基础;自然界没有单独的N极和S极存在，磁极如图所示。;磁力：磁极间相互吸引或者排斥的力。其大小和方向是可以测定的，同一磁体的两个磁极磁力大小相等，但方向相反。;2.1.2磁场与磁感应线;磁力线（磁感应线）：

方向－－每点的切线方向；大小－－磁力线的疏密程度。

磁感应线具有以下特性：

磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内磁感应线是由S极到N极；在磁体外，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；

磁感应线可描述磁场的大小和方向

磁感应线沿磁阻最小路径通过;圆周磁场;纵向磁化;2.1.3真空中的恒定磁场;地球磁场的数量级大约是10-4T，严格讲地球表面的磁场在赤道处约为0.3×10-4T，在两极处约为0.6×10-4T。大型的电磁铁能激发出约为2T的恒定磁场，超导磁体能激发高达25T的磁场，人体心脏激发的磁场约为3×10-10T，而脉冲星表面的磁场约为108T

。;可以用磁感应线来描绘磁场的分布，并且规定：通过磁场中某点处垂直于B矢量的单位面积的磁感应线数等于该点B矢量的大小

，该点磁感应线的切线方向为B矢量的方向

。

在任何磁场中，每一条磁感应线都是和闭合电流相互套链的无头无尾的闭合线，磁场较强的地方，磁感应线较密；反之，磁感应线就较疏。;2.磁通量;对闭合曲面来说，一般规定取向外的指向为正法线的指向，这样，磁感应线从闭合面穿出处的磁通量为正，穿入处的磁通量为负。由于磁感应线是闭合线，因此穿入闭合曲面的磁感应线数必然等于穿出闭合曲面的磁感应线数，所以通过任一闭合曲面的总磁通量必然为零：

??SB?dS?0

上式称为磁场的高斯定理，是电磁场理论的基本方程之一。该定理说明，磁场是涡旋场，其磁感应线无头无尾，恒是闭合的。（磁通连续性原理）;3.毕奥-萨伐尔定律;载流无限长直导线的磁场：;;而对于“无限长”载流直导体，则取：;载流圆线圈轴线上的磁场（如图）

根据毕奥-萨伐尔定律，线圈上任意一点A处的电流元在轴线上点P处产生元磁场dB为;把dB分解为平行于轴线的分矢量dB∥和垂直于轴线

的分矢量dB⊥。由于对称关系，任一直径两端的电流元在P点的磁感应强度的垂直轴线的分量dB⊥大小

相等，方向相反，因此，载流圆线圈上电流在P点

dB⊥互相抵消，而dB∥互相加强。

所以P点磁感应强度为圆形线圈上所有电流元的dB∥的代数和，即：;;n 圆线圈轴线上各点的磁感应强度都沿轴线方向，与电流方向组成右