磁粉探傷技術(shù)原理

磁粉探傷，是通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測方法。將鋼鐵等磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布顯示被探測物件表面缺陷和近表面缺陷的探傷方法。該探傷方法的特點(diǎn)是簡便、顯示直觀。

磁粉探傷與利用霍爾元件、磁敏半導(dǎo)體元件的探傷法，利用磁帶的錄磁探傷法，利用線圈感應(yīng)電動勢探傷法同屬磁力探傷方法。

磁粉探傷利用工件缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，它利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場將發(fā)生畸變，形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，對這些磁粉的堆積加以觀察和解釋，就實(shí)現(xiàn)了磁粉探傷。

1、磁粉介質(zhì)

磁粉的功用是作為顯示介質(zhì)，其種類包括有：

a.黑磁粉-成分為四氧化三鐵（Fe3O4），呈黑色粉末狀，適用于背景為淺色或光亮的工件。

b.紅磁粉-成分為三氧化二鐵（Fe2O3），呈鐵紅色粉末狀，適用于背景較暗的工件。

c.熒光磁粉-在四氧化三鐵磁粉顆粒外裹有熒光物質(zhì)，在紫外線輻照下能發(fā)出黃綠色熒光，適用于背景較深暗的工件，特別是由于人眼色敏特性的原因，使得以熒光磁粉作磁介質(zhì)的磁粉檢驗較之其他磁粉具有更高的靈敏度。

d.白磁粉-在四氧化三鐵磁粉顆粒外裹有白色物質(zhì)，適用于背景較深暗的工件。

為了便于現(xiàn)場檢驗的使用，商品化的磁介質(zhì)種類很多，除了有黑、紅、白磁粉，熒光磁粉，還有球形磁粉（空心、彩色，用于干粉法），還有事先配置好的磁膏、濃縮磁懸液，還有磁懸液噴罐等等，以及為了提高背景深暗或者表面粗糙工件的可檢驗性而提供的表面增白劑（反差增強(qiáng)劑）等。

為了保證磁粉檢驗結(jié)果的可靠性，對磁粉（包括磁性、粒度、形狀）以及磁懸液的濃度、均勻性、懸浮性等均需要經(jīng)過校驗合格后才能使用，并且在使用過程中也需要定期校驗，此外對于觀察評定時環(huán)境的白光照度，或者熒光磁粉檢驗時使用的紫外線燈的紫外線強(qiáng)度等等，也是屬于校驗的項目，以求保證檢驗質(zhì)量。

2、靈敏度試片

靈敏度試片還可用來檢查探傷設(shè)備、磁粉、磁懸液的綜合使用性能,檢查被檢工件表面各點(diǎn)磁場的分布規(guī)律。靈敏度試片的使用方法是用膠帶紙將A型標(biāo)準(zhǔn)試片上開槽的一面緊貼在被檢工件清潔的表面上，在對工件和試片進(jìn)行磁化的同時向試片上噴灑磁懸液,并觀察試片上的磁痕。磁化電流恰當(dāng),那么試片未刻的槽表面上就會出現(xiàn)清晰的刻槽的磁痕。

探傷靈敏度對復(fù)雜工件進(jìn)行磁化時,工件表面的磁場強(qiáng)度分布很不均勻,磁化電流的大小難以估算,僅憑經(jīng)驗對磁化電流進(jìn)行選擇往往也很難達(dá)到理想的磁化效果。因此一般都采用靈敏度試片來選擇最佳的磁化規(guī)范。

磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)是：對鋼鐵材料或工件表面裂紋等缺陷的檢驗非常有效;設(shè)備和操作均較簡單;檢驗速度快，便于在現(xiàn)場對大型設(shè)備和工件進(jìn)行探傷；檢驗費(fèi)用也較低。缺點(diǎn)是：僅適用于鐵磁性材料；僅能顯出缺陷的長度和形狀，而難以確定其深度；對剩磁有影響的一些工件，經(jīng)磁粉探傷后還需要退磁和清洗。

磁粉探傷的靈敏度高、操作也方便。但它不能發(fā)現(xiàn)床身鑄件內(nèi)的部分和導(dǎo)磁性差（如奧氏體鋼）的材料，而且不能發(fā)現(xiàn)鑄件內(nèi)部分較深的缺陷。鑄件、鋼鐵材被檢表面要求光滑，需要打磨后才能進(jìn)行。

在工業(yè)中，磁粉探傷可用來作最后的成品檢驗，以保證工件在經(jīng)過各道加工工序（如焊接、金屬熱處理、磨削）后，在表面上不產(chǎn)生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、鋼坯、鍛件、鑄件等的檢驗，以發(fā)現(xiàn)原來就存在的表面缺陷。鐵道、航空等運(yùn)輸部門、冶煉、化工、動力和各種機(jī)械制造廠等，在設(shè)備定期檢修時對重要的鋼制零部件也常采用磁粉探傷，以發(fā)現(xiàn)使用中所產(chǎn)生的疲勞裂紋等缺陷，防止設(shè)備在繼續(xù)使用中發(fā)生災(zāi)害性事故。

將待測物體置于強(qiáng)磁場中或通以大電流使之磁化，若物體表面或表面附近有缺陷（裂紋、折疊、夾雜物等）存在，由于它們是非鐵磁性的，對磁力線通過的阻力很大，磁力線在這些缺陷附近會產(chǎn)生漏磁。當(dāng)將導(dǎo)磁性良好的磁粉（通常為磁性氧化鐵粉）施加在物體上時，缺陷附近的漏磁場就會吸住磁粉，堆集形成可見的磁粉痕跡，從而把缺陷顯示出來。

第一步：預(yù)清洗

所有材料和試件的表面應(yīng)無油脂及其他可能影響磁粉正常分布、影響磁粉堆積物的密集度、特性以及清晰度的雜質(zhì)。

第二步：缺陷的探傷

磁粉探傷應(yīng)以確保滿意的測出任何方面的有害缺陷為準(zhǔn)。使磁力線在切實(shí)可行的范圍內(nèi)橫穿過可能存在于試件內(nèi)的任何缺陷。

第三步：探傷方法的選擇

1：濕法：磁懸液應(yīng)采用軟管澆淋或浸漬法施加于試件，使整個被檢表面完全被覆蓋，磁化電流應(yīng)保持1/5~1/2秒，此后切斷磁化電流，采用軟管澆淋或浸漬法施加磁懸液。

2：干法。磁粉應(yīng)直接噴或撒在被檢區(qū)域，并除去過量的磁粉，輕輕地震動試件，使其獲得較為均勻的磁粉分布。應(yīng)注意避免使用過量的磁粉，不然會影響缺陷的有效顯示。

3：檢測近表面缺陷。檢測近表面缺陷時，應(yīng)采用濕粉連續(xù)法，因為非金屬夾雜物引起的漏磁通值最小，檢測大型鑄件或焊接件中近表面缺陷時，可采用干粉連續(xù)法。

4：周向磁化。在檢測任何圓筒形試件的內(nèi)表面缺陷時，都應(yīng)采用中心導(dǎo)體法；試件與中心導(dǎo)體之間應(yīng)有間隙，避免彼此直接接觸。當(dāng)電流直接通過試件時，應(yīng)注意防止在電接觸面處燒傷，所有接觸面都應(yīng)是清潔的。

5：縱向磁化。用螺線圈磁化試件時，為了得到充分磁化，試件應(yīng)放在螺線圈內(nèi)的適當(dāng)位置上。螺線圈的尺寸應(yīng)足以容納試件。

第四步：退磁。將零件放于直流電磁場中，不斷改變電流方向并逐漸將電流降至零值。大型零件可使用移動式電磁鐵或電磁線圈分區(qū)退磁。

第五步：后清洗。在檢驗并退磁后，應(yīng)把試件上所有的磁粉清洗干凈；應(yīng)該注意徹底清除孔和空腔內(nèi)的所有堵塞物。

磁粉探傷種類　：

1、按工件磁化方向的不同，可分為周向磁化法、縱向磁化法、復(fù)合磁化法和旋轉(zhuǎn)磁化法。

2、按采用磁化電流的不同可分為：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。

3、按探傷所采用磁粉的配制不同，可分為干粉法和濕粉法。

4、按照工件上施加磁粉的時間不同，可分為連續(xù)法和剩磁法。

磁粉探傷機(jī)優(yōu)點(diǎn)

輕小，可以到現(xiàn)場探傷乃至高空進(jìn)行探傷作業(yè)。包括對大型零部件進(jìn)行局部磁化探傷。特別適用于平焊縫、角焊縫、壓力容器、管道及形狀復(fù)雜零部件的探傷。對不允許高電壓進(jìn)入設(shè)備內(nèi)探傷的場合更為適合。

磁粉探傷機(jī)局限

磁粉探傷儀只能對大型工件分段探傷，不能一次性檢測出全方位的裂紋，所以其探傷效率較低。

磁粉探傷機(jī)應(yīng)用

各類鍋爐、壓力容器、石油化工、冶金、航空、船舶、鐵路、橋梁等行業(yè)的結(jié)構(gòu)件、焊接件、鍛鑄件熱處理件的磁粉探傷。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

JB/T6870-93旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀技術(shù)條件

JB/T7411-94電磁軛探傷儀技術(shù)條件

中文名稱

攜帶式磁粉探傷機(jī)

英文名稱

portable magnetic particle flaw detector

定　　義

體積小、質(zhì)量輕、便于搬運(yùn)的磁粉探傷機(jī)。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），試驗機(jī)（二級學(xué)科），無損檢測儀器-磁粉探傷機(jī)（三級學(xué)科）