磁粉检测

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1.1 發展歷史

磁粒檢驗(MagneticParticleTest)或稱為磁粉檢驗，簡稱為MT，

為一種非破壞檢驗方法;1928年末由A．V．DeForest首先使用，但

由於效果不佳，並沒有引起廣泛的注意，直到1934年美國Magnaflux

公司從事有關磁粒的研究以及交流電之應用，磁粒檢驗才又重新受

到大眾的注目。I930至I940這十年間可算是磁粒檢驗蓬勃發展的階

段，至今仍廣受使用。目前，磁粒檢驗已進入自動化的時代了，由

於磁粒的改善加上電腦的配合使用，使得檢驗人員只要坐在控制室

內接鈕接可獲得永久性記錄的檢驗結果。

1.2 簡介

磁粒檢驗係藉由磁力線在物件內分佈的情況，吸引表面磁粒

(MagneticParticle)形成顯示(Indication)，能迅速、有效地檢驗

物件表面及次表面瑕疵，其原理非常簡單，並不需要高深的學問與

技術，檢驗結果又能直接顯示在物件的表面，易為一般人所接受和

學習，設備和花費均少。磁粒檢驗是一種相當簡單又容易操作的檢

驗方法，可應用於不同階段的製造或加工過程中，通常分為下列四

個主要步驟:

1.檢驗前，被檢物表面需充分清潔、乾淨，不得有鬆脫之銹皮、油

污或其他雜質。

2.對被檢物施加適當方向和強度的磁場。

3.將磁粒均勻散佈於被檢物表面上。

4.觀察磁粒分佈情況並加以判別及評估。

1.3 磁粒檢驗之目的

磁粒檢驗的功能主要是藉由磁粒的分佈情形瞭解物件有無瑕疵，

其目的在於確保產品的可靠性，它能提供:

1.在被檢物表面形成可見的瑕疵顯示。

2.在不破壞被檢物的情況下，得知瑕疵的特性。

3.可依據預先制定的規範或標準，分辨可接受或剔退的物件。瞭解

檢驗的目的，才能評定其檢驗步驟和結果，而整個檢驗過程才可算

是完成。

1.4 磁粒檢驗的範圍與限制

用這種方法之前，讓我們先瞭解磁粒檢驗能幫我們做到什麼程度，那些又是磁粒檢驗無能為力的。

1.4.1 範圍

1.磁粒檢驗只適用於檢測鐵磁性材料。如:鐵、鈷、鎳及其合金。

2.能檢測表面及次表面瑕疵。

無論鑄造、鍛造、軋延、熱處理、機械加工或研磨後之物件均可用此法檢驗，而且形狀大小都不受限制。

1.4.2 限制

1.非鐵磁性材料無法檢測。如:鋁、鎂、錦、欽或沃斯田鐵系不銹鋼。

2.只能檢測距離表面1/4吋深度以內約吹表面瑕疵。

3.物件表面的油漆或鍍膜厚度不得超過0．004吋。

4.物件表面不得有髒物、油污、纖維或鬆脫之銹皮，否則會影響檢驗之結果。

1.5 磁粒檢驗之優缺點

1.5.1優點

對於鐵磁性材料，磁粒檢驗有下列優點:

(1)對於表面瑕疵，尤其是細淺類的裂紋，為最佳及最可信賴的檢驗方法。

(2)方法簡單，操作容易。

(3)直接顯示，磁粒聚集的地方就是瑕疵位置的所在;不但節省時間而且容易判視。

(4)容易學習，並不需要高深的技巧及長時間的訓練。

(5)對於被檢物的形狀幾乎不受限制。

(6)可以檢測為異物所填塞的瑕疵。

(7)經濟而且表面清潔度要求不高。

(8)物件表面之薄層鍍膜或油漆;不致影響檢驗結果。

(9)適合於生產線上自動化檢驗。

1.5.2 缺點

雖然磁粒檢驗的優點很多，然而和其他方法一樣也有一些缺點，如下:

(1)只適合於鐵磁性材料的檢驗，其他材料便無能為力。

(2)並非所有鐵磁性材料均有很好的次表面瑕疵檢驗效果。

(3)磁力線必須和瑕疵方向垂直才有最佳的檢測靈敏度，所以檢驗前必須熟識磁力的流向;對於形狀較複雜的物件，必須多方向的磁化，才能確認檢驗的效用。

(4)使用接觸棒磁化法時"，應避免接觸不良或使用過大的電流，以免引起電弧及損害到試件表面。

(5)對於大量小型物件，通常需要各別磁化，費時費事。

1.6 與其他方法之比較

對於鐵磁性材料的表面及次表面瑕疵，尚有其他四種主要的非破壞檢驗方法可用來檢驗;然而在決定選用何種方法之前，檢驗者必須先瞭解各種方法的優缺點，以試件最適當的選擇。

1.6.1 與放射線照相檢驗之比較

對於絕大多數約吹表面瑕疵，放射線照相檢驗優於磁粒檢驗，但是對於表面上的瑕疵，則磁粒檢驗要優於放射線照相檢驗。磁粒檢驗不但有較快的檢驗速度，而且費用又省，特別是當數量多又100%檢驗的時候，其檢驗結果能立即顯示。另外，磁粒檢驗受物件形狀的影響也較小。

1.6.2 與液滲檢驗之比較

假如物件表面的裂縫是乾淨又不為外來雜質所填塞時，液滲檢驗和磁粒檢驗有相同的檢驗效果;然而液滲檢驗對於物件表面清潔度的要求較高，而且檢驗速度又不及磁粒檢驗，一般對於鐵磁性材料的表面瑕疵較多偏好於磁粒檢驗。另外，對於次表面的瑕疵，液滲檢驗就無能為力，而磁粒檢驗仍能有適度的檢出能力。

1.6.3 與超音波檢驗之比較

對於非常淺、窄的表面瑕疵，磁粒檢驗要便於超音波檢驗;由於超

音波檢驗是靠音波的反射，所以有最小的深度要求，而磁粒檢驗只

要材料和技術適當，並沒有已知最小深度的限制。而對於次表面的

瑕疵，超音波檢驗要比磁粒檢驗有好的檢出能力。另外，磁粒檢驗

受物件形狀的限制較小。

1.6.4 與渦電流檢驗之比較

對於表面瑕疵的檢驗，渦電流檢驗相似於超音波檢驗，也有某最

小深度的要求，以確保顯示的可諱性;通常，渦電流檢驗較適合於非

磁性材料的檢驗。渦電流檢驗如果在磁飽和的情況下，對於次表面

瑕疵的檢出能力和磁粒檢驗有相同的效果，但由於渦電流的穿透深

度所受的限制較大，僅限於檢驗接近表面之次表面瑕疵，商業上，

對於次表面瑕疵的檢驗，大都還是選用磁粒檢驗。另外，磁粒檢驗

對於物件形狀上的限制也較渦電流檢驗小。磁粒檢驗對於鐵磁性材

料表面非常淺、窄的瑕疵之檢出能力是所有非破壤檢我方法中效果

最好的，同時也是最適合於檢測疲勞裂後;根據非正式的統計，通常

超過百分之五十的金屬構件的撕裂都是起因於疲勞裂縫，而材料科

學家和設計工程師對於這個問題也一直非常地重視。能夠儘早發現

裂縫的所在，並設法加以補救，避免造成重大的損壞。由於磁粒檢

驗具有封表面細微瑕疵的檢出能力，加上其檢驗速度快又能立即顯

示檢驗結果，針對設備定期的維護保養，工業界都樂於採用此法來

檢驗。

磁化設備>回上層

磁粒檢測的設備種類繁多，必須視檢測條件而定，從手提式的磁純，活

動式的激磁設備到固定式的磁粒檢測設備，檢測人員可參考下列條件選

用設備:

1.被檢物的條件:包括檢測物的材質、形狀、尺寸、中間是否有通孔、

是否易夾持…等因素。被檢物的條件會影響到磁粒施加方式(連續法或

剩磁法、濕式或乾式)，也會影響到磁場施加強度及逆磁方式。

2.瑕疵型式:包括瑕疵的種類、位置、大小與方向。磁場施加方向(周向

磁化或縱向駁化)、磁粒施加方式及磁場強度等條件。製程或場地因素:

包括自動化程度、輸入電流電壓的要求、場地的大小、產品檢驗的可攜

性或經常性等因素。

本節將實驗設備分成:磁化設備、退磁及其它裝備、磁化用耗材三部份說明。

一、手提式磁化設備