磁粉探伤课件

具体的，B决定了运动电荷所受到的洛仑兹 力，因而，B的概念叫H更形象一些。在工 程中，B也被称作磁通密度（单位Wb/m2） 。在各向同性的磁介质中，B与H的比值即 介质的绝对磁导率μ
电流的磁场 通电圆柱导体的磁场 磁场方向：与电流方向有关，用右手定则确定。 磁场大小：安培环路定律计算 H dl I 根据上式，通电直长导体表面的磁场强度为：
3
1T 104 Gs
磁场强度H
A/m Oe（奥斯特）
磁通量 Φ Wb（韦伯） Mx （麦克斯韦） 磁感应强度 B T （特斯拉） Gs （高斯）
（b）具有机加工槽的条形磁铁产生的漏磁场
（c）纵向磁化裂纹产生的漏磁场
条形磁铁的磁力线分布
（a）马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置
磁力线在每点的切线方向代表磁场的方向，磁力线 的疏密程度反映磁场的大小。 磁力线具有以下特性：
磁粉检测的质量控制，是对影响磁粉检测灵敏 度和检测可靠性的诸因素逐个地加以控制， 国外非常重视，不仅制定了具体控制项目， 校验周期和技术要求，而且还设有质量检测 机制，保证贯彻执行。 同时对质量控制技术要求，通过实践不断修正。 例如几年前美国要求工件表面的白光照度不 低于200英尺烛光，（2100LX）现在修正为 100英尺烛光（1000LX），将此画规范由直 径每英寸800--------1200A，电流修正降低 为300-------800A，使我国与国外磁粉检测 技术要求越来越接近，越来越合理。 现在国内有些质量控制没有制定一致标准，有 的虽然纳入标准，但是也只是形式。
1. 定义：是指可以检测最小缺陷的能力，是绝对灵敏。 2.影响磁粉检测灵敏度的主要因素： （1）磁场大小和方向的选择； （2）磁化方法的选择；； （3）磁粉的性能； （4）磁悬液的浓度； （5）检测设备的性能： （6）工件形状和表面粗2010-8-27糙度； （7）缺陷的性质、形状和埋藏深度； （8）正确的工艺操作； （9）探伤人员的素质（技术水平与责任心）； （10）工件表面与环境的照明条件。
磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质 （即磁场强弱和方向）的两个物理量。由 于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而 磁介质（除超导体以外不存在磁绝缘的概 念，故一切物质均为磁介质）在磁场中发 生的磁化对源磁场也有影响（场的迭加原 理）。因此，磁场的强弱可以有两种表示 方法：

在充满均匀磁介质的情况下，若包括介质 因磁化而产生的磁场在内时，用磁感应强 度B表示，其单位为特斯拉T，是一个基本 物理量；单独由电流或者运动电荷所引起 的磁场（不包括介质磁化而产生的磁场时 ）则用磁场强度H表示，其单位为A/m2，是 一个辅助物理量。
MT不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊 缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划 伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难 以发现。
磁粉探伤中使用的单位、SI单位与CGS制的换算关系
1 Wb 108 Mx
1Oe 1
4 10 A / m 80A / m
（2）缺陷位置及形状的影响 a 缺陷埋藏深度的影响 影响很大 同样的缺陷，位于工件表面 时，产生的漏磁场大；若位于工件的近表面，产生的漏磁场显著减 小；若位于工件表面很深处，则几乎没有漏磁场泄漏出工件表面。
b 缺陷方向的影响 缺陷垂直于 磁场方向，漏磁场最大，也最有 利于缺陷的检出；若与磁场方向 平行则几乎不产生漏磁场；当缺 陷与工件表面由垂直逐渐倾斜成 某一角度，而最终变为平行，即 倾角等于0时，漏磁场也由最大 下降至零，下降曲线类似于正弦 曲线由最大值降至零值的部分。 c 缺陷深宽比的影响 缺陷的深 宽比是影响漏磁场的一个重要因 素，缺陷的深宽比愈大，漏磁场 愈大，缺陷愈容易发现。 什么角度的缺陷最容易被检出？
缺陷的漏磁场分布
缺陷产生的漏磁场可以分解为水平分量Bx和垂直分量By，水平分 量与工件表面平行，垂直分量与工件表面垂直。假设有一矩形缺 陷，则在矩形中心，漏磁场的水平分量有极大值，并左右对称。而 垂直分量为通过中心点的曲线，其示意图见图2-32，图中（a）为 水平分量，（b）为垂直分量，如果将两个分量合成，则可得到如
磁场方向与发现缺陷的关系
（磁场方向与缺陷垂直）
磁粉检测的能 力，取决于施 加磁场的大小 和缺陷的延伸 方向，还与缺 陷的位置、大 小和形状等因 素有关。工件 磁化时，当磁 场方向与缺陷 延伸方向垂直 时，缺陷处的 漏磁场最大， 检测灵敏度最高。

α 是磁场方向


和缺陷方向之 间的夹角 α min 是缺陷检 测的最小角度 α 是缺陷定位的例子
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磁感应强度：
将原来不具有磁性的铁磁性材料放入外加磁场内，便得到磁化，
它除了原来的外加磁场外，在磁化状态下铁磁性材料本身还产生一 个感应磁场，这两个磁场叠加起来的总磁场，称为磁感应强度B。 单位是T （SI）和Gs （CGS）。磁感应强度是矢量，有大小和方向， 可用磁感应线来表示，磁感应强度的大小等于穿过与磁感应线垂直 的单位面积上的磁通量，所以磁感应强度又称为磁通密度。 磁感应强度不仅有外加磁场有关，还与被磁化的铁磁性 材料的性质有关，B＝μH。μ磁导率 磁场强度和磁感应强度不同的是，磁场强度只与励磁电流有关系， 与被磁化物质无关。而磁感应强度不近与磁场强度有关，还与被 磁化物质有关，所以铁磁性材料的磁感应强度远大于磁场强度
设备的命名方法 根据国家专业标准ZBN70001的规定，磁粉探伤机应按 以下方式命名： C X X —— X ↓ ↓ ↓ ↓ 1 2 3 4 第1部分——C，代表磁粉探伤机； 第2部分——字母，代表磁粉探伤机的磁化方式； 第3部分——字母，代表磁粉探伤机的结构形式； 第4部分——数字或字母，代表磁粉探伤机的最大磁化 电流或探头形式。 如CJW-4000型，为交流固定式磁粉探伤机，最大周向 磁化电流为4000A；CZQ-6000型，为超低频退磁直 流磁粉探伤机，最大周向磁化电流为6000A。
图（c）所示的漏磁场。
漏磁场对磁粉的作用力
漏磁场对磁粉的吸附可看成是磁极的作用，如果有磁粉 在磁极区通过，则将被磁化，也呈现出N极和S极，并沿 着磁感应线排列起来。当磁粉的两极与漏磁场的两极互相 作用时，磁粉就会被吸附并加速移到缺陷上去。漏磁场的 磁力作用在磁粉微粒上，其方向指向磁感应线最大密度 区，即指向缺陷处。 磁痕是缺陷的实际尺寸吗？ 什么方向的缺陷最容易被检出？
H
I 2R
2.6 漏磁场 2.6.1 漏磁场的形成
所谓漏磁场，就是铁 磁性材料磁化后，在不 连续性处或磁路的截面 变化处，磁感应线离开 和进入表面时形成的磁 场。如右图
两磁极间漏磁场分布
漏磁场形成的原因，是由于空气的磁导率远远低于铁磁性材料的磁 导率。如果在磁化了的铁磁性工件上存在着不连续性或裂纹，则磁 感应线优先通过磁导率高的工件，这就迫使不部分磁感应线从缺陷 下面绕过，形成磁感应线的压缩。但是，工件上这部分可容纳的磁 感应线数目也是有限的，又由于同性磁感应线相斥，所以，部分 磁感应线从不连续性中穿过，另一部分磁感应线遵从折射定律几乎 从工件表面垂直地进入空气中去绕过缺陷又折回工件，形成了漏磁 场。
漏磁场的宽度要比缺陷的实际宽度大数倍至数十倍， 所以磁痕对缺陷宽度具有放大作用，能将目视不可见的缺 陷变成目视可见的磁痕使之容易观察出来。
影响漏磁场的因素
（1）外加磁场强度的影响 缺陷的漏磁场大小与工件磁化程度有关。一般说 来，外加磁场强度一定要大于产生最大磁导率μm 对应的磁场强度Hμm，使磁导率减小，磁阻增大， 漏磁场增大。 当铁磁性材料的磁感应强度达到饱和值的80%左 右时，漏磁场便会迅速增大。




磁力线在磁体外，是由N极出发穿过空气进入S极，在磁体内 是由S极到N极的闭合线； 磁力线互不相交； 同性磁极相斥，因同性磁极间间磁力线有互相排挤的倾向； 异性磁极相吸，因异性磁极间磁力线有缩短长度的倾向。
磁场强度、磁通量与磁感应强度
磁场强度： 磁场具有大小和方向，磁场大小和方向的总称叫磁场 强度H，通常也把单位正磁极所受的力称为磁场强度。 单位为A/m（SI）和Oe （奥斯特） （CGS）。 磁通量： 简称磁通，它是磁场中垂直穿过某一截面的磁力线的条 数，用符号Φ表示。单位为Wb（SI）和Mx（CGS）。
连续法的定义： 连续法：在外加磁场磁化的同时，将磁粉或磁悬 液施加到工件上进行磁粉检测的方法。 应用范围： （1）适用于所有铁磁性材料和工件和磁粉检测； （2）适用工件形状复杂不易得到所需剩磁的工件； （3）适用于表面覆盖层较厚的工件； （4）适用于使用剩磁法检验设备功率达不到时。
（1）用经验公式计算 （2）用仪器测量工件表面的磁场强度 （3）测绘钢材磁特性曲线 （4）用标准试片确定大致的磁化规范
整体磁化的要求： a 磁极截面大于工件截面 b 工件与电磁轭之间应无空气隙 c 极间距大于1m时，磁化效果不好 d 形状复杂而且较长的工件，不宜采用整体磁化。 局部磁化的要求： a 有效磁化范围的确定 b 工件上的磁场分布 c 活动关节的影响 d 通过测量提升力来控制探伤灵敏度 e 磁极与工件间隙的影响 f 交流电的趋肤效应的影响 g 直流电对近表面的灵敏度较高 h 直流电磁轭不适用厚工件的探伤 I 永久磁铁的使用 磁轭法的优缺点和适用范围。
多向磁化
多向磁化： 指通过复合磁化，在工件中产生一个大小和方向随时间
成圆形、椭圆形或螺旋形变化的磁场。因为磁场的方向在 工件上不断地变化着，所以可发现工件上所有方向的缺 陷。 多向磁化是根据磁场强度叠加原理，在工件中某一点的 磁场强度 等于几种磁化方法在该点分别产生的磁场的矢量和，或者 是不同方向的磁场在工件上的轮流交替磁化。

马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢具有磁性， 可进行MT。 MT可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、 冷隔和疏松等缺陷。 适用于检测工件表面的裂纹，白点，发纹， 折叠，诉讼，冷隔，气孔和夹杂等缺陷。 但不适合检测工件表面浅而宽的划伤，真 孔状缺陷，埋藏较深的内部缺陷和延伸方 向与磁力线方向夹角小于20°的缺陷。