交通大学_无损检测_磁粉检测实例

磁粉检测

测控技术与仪器（1）班魏永徵

一、磁粉检测的原理

磁粉探伤又称MT或者MPT（Magnetic Particle Testing），适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。在进行磁粉探伤检测时，使被测物收到磁力的作用，将磁粉（磁性微型粉末）散布在其表面。然后，缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住，形成指示图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍，因此很容易便能找出缺陷。

二、超声波检测的设备

磁粉检测设备，按重量和可移动性可分为固定式、移动式和携带式三种；按设备的组合方式又可分为一体型和分立型。一体型磁粉探伤机，是将磁化电源、螺管线圈、工件夹持装置、磁悬液喷洒装置、照明装置和退磁装置等部分，按功能制成单独分立的装置，在探伤时组合成系统使用的探伤机。固定式探伤机属于一体型的，使用操作方便。移动式和便携式探伤仪属于分立型的，便于移动和在现场组合使用。

1.固定式探伤机

固定式磁粉探伤机的体积和重量大额定周向磁化电流一般从1000~10000A。能进行通电法、中心导体法、感应电流法、线圈法、磁轨法整体磁化或复合磁化等，带有照明装置，退磁装置和磁悬液搅拌、喷洒装置，有夹持工件的磁化夹头和放至工件的工作台及格栅，适用于对中小工件的探伤。还常常备有触头和电缆。以便对搬上工作台有困难大型工件进行探伤。

2.移动式探伤仪

移动式磁粉探伤仪额定周向磁化电流一般从500~800A。主体是磁化电源，可提供交流和单向半波整流电的磁化电流、附件有触头、夹钳、开合和闭合式磁化线圈及软电缆等，能进行触头法、夹钳通电法和线圈法磁化。这类设备一般装有滚轮可推动，或吊装在车上拉到检验现场。对大型工件探伤。

3.携带式探伤仪

便携式探伤仪具有体积小、重量轻和携带方便的特点，额定周向磁化电流一

般从500A~2000A。适用于现场、高空和野外探伤，一般用于检验锅炉压力容器和压力管道焊接。以及对飞机、火车、轮船的原位探伤或对大型工件的局部探伤。常用的仪器有带触头的小型磁粉探伤机、电磁轨、交叉磁轨或永久磁铁等。仪器手柄上装有微型电流开关。控制痛、断电和制动衰减退磁。

三、磁粉检测的应用

1.压气机转子叶片的磁粉检测

航空发动机的压气机转子叶片工作时随盘高速旋转，处于高压、强离心力和强振动状态，工作环境恶劣；若叶片存在裂纹等缺陷损伤，极易成为疲劳源，高速旋转中一旦断裂将带来严重后果，因此必须对其进行检测。

航空发动机产品制造中，磁粉检测普遍应用的磁化方法主要有通电法、穿棒法、线圈法、磁轭法、感应磁化法。选取何种磁化方法需要结合制件的结构、形状、数量和检测要求等因素来考虑。压气机转子叶片的叶身型面为弧形面，叶根为榫槽结构，叶尖为斜面且较薄。若直接夹持通电，叶尖易产生变形和烧伤，故通电法不适用。而叶片为无孔结构，所以也无法采用穿棒法。感应磁化法则适合于环型件的检查。线圈法磁化的磁路中存在相当长的空气隙，磁通发散且损失较多，受退磁场影响，制件长径比（L/D）越小，磁化效果越差。与线圈法相比，磁轭法磁化时磁路中无空气隙或空气隙很小，磁通损失较少，磁化效果更好，故确定采用磁轭法对叶片进行检测。

转子叶片是由棒料毛坯经过锻轧、粗加工、热处理、精加工等工序制造而成，缺陷主要有裂纹、折叠、夹杂等，但缺陷的取向是不确定的。磁轭法对于检测与两个磁化极连线相垂直的缺陷最敏感；当缺陷方向与两磁极连线之间的夹角小于４５°时，检测灵敏度较低。因此，对叶片横向和纵向两个方向分别实施磁化，以保证叶片纵向、横向及其他方向的缺陷均能顺利检出。

2.磁粉检测在压力容器检验的应用

工业生产中，在进行压力容器等产品、试件的检测中，相关检测要求以及规定指出，在进行压力容器产品类型的检验中，主要是进行压力容器的产品厚度以及压力容器产品表面的无损情况、压力容器产品宏观情况的检测等，其中，在对于压力容器产品试件的表面损害情况检测判断中，常用的检测方法主要是渗透检测与磁粉检测两种。而在对于铁磁性材料的压力容器表面无损情况进行检测中，相关要求规定应以磁粉检测方法为主要选择应用方法，这主要是因为磁粉检测方法在进行铁磁性材料的压力容器表面无损检测中，不仅检测灵敏度要比渗透检测方法的灵敏度高，并且进行检测应用过程中的检测效率以及检测成本、对于检测

试件的缺陷显示直观性等，都要比渗透检测方法的检测优势突出。

磁粉检测方法在进行铁磁性材料的工件产品表面受损情况检测中，不仅能够实现对于铁磁性材料工件产品表面上的裂痕以及白点、发纹等进行检测显现出来，而且对于铁磁性材料工件产片表面上的白点以及夹杂物等都能够检测显现出来，具有非常高的表面受损情况检测反应灵敏性。

通常情况下，工业生产中所生产制造的压力容器产品设备，其生产使用材料多是Q235或者是16MRn等一些碳素钢或者是低合金钢材料，这些材料本身具有低剩磁以及低矫顽力的作用特点，因此，应用磁粉检测方法进行压力容器表面缺损问题检测中，只能采用连续的磁粉探伤方法进行压力容器表面缺损问题的检测实现，连续性的压力容器表面缺损磁粉探测方法，就是指在对于压力容器外加磁场磁化的同时，通过将磁粉或者是磁悬液等施加到要进行检测的工件与产品中，通过磁粉探伤方法途径，实现对于压力容器表面损伤以及缺陷的探测实现。

参考文献

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