磁粉检测物理基础(2)优秀课件
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磁粉检测原理PPT课件
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磁粉检测中能否发现缺陷，首先决定于工件 缺陷处漏磁场强度是否足够大。要提高磁粉检 测灵敏度，就必须提高漏磁场的强度。
缺陷处漏磁场强度主要与被检工件中的磁感 应强度B有关，工件中磁感应强度越大，则缺陷 处的漏磁场强度越大。
一般情况下，工件中磁感应强度达到0.8T(特) 左右即可保证缺陷处的漏磁场能够吸附磁粉。
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对于夹杂物，如果磁导率与工件材料的磁导 率相差不大时，缺陷就不易被显示。此时在检 测某些合金钢时有可能会遇到。
工件表面缺陷处的漏磁场密度与缺陷深度几 乎成正比关系。缺陷深度愈长，愈容易显示。
缺陷深度与宽度之比很重要，缺陷的深度与 宽度之比愈小，则引起的漏磁愈少，不容易引 起磁痕。
但当缺陷离工件表面较深时，受干扰的磁力线 没有被挤出工件表面就不会产生漏磁场，即离工 件表面比较深的缺陷用磁粉检测检查不出来。
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同样深度的缺陷由于形状与位置不同，能检出 的程度也不一样，例如当被检工件近表面缺陷的 方向与磁场相垂直时就容易被检出。
所能检出缺陷的深度与磁感应强度有关，磁感 应强度愈大，愈能检出埋藏深度大的缺陷。
另一方面，从工件最大直径处计算的磁化电 流应不会烧蚀工件的最小直径处表面。
对齿轮一类的盘状工件，在沿轴向通电进行 周向磁化时，由于去磁因子的影响，齿尖上(边 缘部位)的磁场强度比较低，可适当增大电流。
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形状不规则的带筋的工件，在凸起处的磁场 强度较低，应补充局部磁化。
另外一些有明显转角的工件，在转角处应适 当提高磁场强度。
这就是在对不同磁性材料工件进行检测时选用 不同磁化规范的原因。
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当然，缺陷处漏磁场的大小还取决于缺陷本身 的状况 (例如缺陷的宽窄、深度与宽度之比、缺 陷埋藏深度以及倾角方向等)。
磁粉检测中能否发现缺陷，首先决定于工件 缺陷处漏磁场强度是否足够大。要提高磁粉检 测灵敏度，就必须提高漏磁场的强度。
缺陷处漏磁场强度主要与被检工件中的磁感 应强度B有关，工件中磁感应强度越大，则缺陷 处的漏磁场强度越大。
一般情况下，工件中磁感应强度达到0.8T(特) 左右即可保证缺陷处的漏磁场能够吸附磁粉。
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对于夹杂物，如果磁导率与工件材料的磁导 率相差不大时，缺陷就不易被显示。此时在检 测某些合金钢时有可能会遇到。
工件表面缺陷处的漏磁场密度与缺陷深度几 乎成正比关系。缺陷深度愈长，愈容易显示。
缺陷深度与宽度之比很重要，缺陷的深度与 宽度之比愈小，则引起的漏磁愈少，不容易引 起磁痕。
但当缺陷离工件表面较深时，受干扰的磁力线 没有被挤出工件表面就不会产生漏磁场，即离工 件表面比较深的缺陷用磁粉检测检查不出来。
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同样深度的缺陷由于形状与位置不同，能检出 的程度也不一样，例如当被检工件近表面缺陷的 方向与磁场相垂直时就容易被检出。
所能检出缺陷的深度与磁感应强度有关，磁感 应强度愈大，愈能检出埋藏深度大的缺陷。
另一方面，从工件最大直径处计算的磁化电 流应不会烧蚀工件的最小直径处表面。
对齿轮一类的盘状工件，在沿轴向通电进行 周向磁化时，由于去磁因子的影响，齿尖上(边 缘部位)的磁场强度比较低，可适当增大电流。
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形状不规则的带筋的工件，在凸起处的磁场 强度较低，应补充局部磁化。
另外一些有明显转角的工件，在转角处应适 当提高磁场强度。
这就是在对不同磁性材料工件进行检测时选用 不同磁化规范的原因。
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当然，缺陷处漏磁场的大小还取决于缺陷本身 的状况 (例如缺陷的宽窄、深度与宽度之比、缺 陷埋藏深度以及倾角方向等)。
磁粉检测基础知识及原理 ppt课件
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磁力线
（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
2020/10/28
（a）马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置 8
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： • 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极
磁粉检测在压力容器定期检验中的重要性
2020/10/28
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2 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁粉探伤中的相关物理量
2.1.1 磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化
磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。
磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。
磁极：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
和利用检测元件探测漏磁场。其区别在于，磁粉探伤是利用铁磁性
粉末－磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在不连续
性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大
小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁
敏二极管和感应线圈等。
利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍
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。
磁粉检测程序
磁粉检测的七个程序是：
(1)预处理；
(2)磁化；
(3)施加磁粉或磁悬液；(4)磁痕的观察与记录；
(5)缺陷评级；
(6)退磁；
(7)后处理。
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局限性：
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°的分层和折中国工业检验检测网
磁粉检测—磁粉检测基本原理(无损检测课件)
磁化规范
制定磁化规范的方法： ➢ 用经验公式计算； ➢ 用仪器测量工件表面的磁场强度； ➢ 测绘钢材磁特性曲线； ➢ 用标准试片确定大致的磁化规范。
第2节 磁粉检测的基本原理
1. 磁粉检测原理
磁粉检测原理
铁磁性材料和工件被磁化后， 由于不连续性的存在，使工 件表面和近表面的磁力线发 生局部畸而产生漏磁场，吸 附施加在工件表面的磁粉， 形成在合适光照下目视可见 的磁痕，从而显示不连续的 位置、形状和大小。
2. 使用范围
磁粉检测适用范围
铁磁性材料表面和近表面尺寸很小，间隙极窄，目视难以 看出的不连续性（长0.1mm,宽为微米级的裂纹）；
未加工的原材料、加工的半成品、成品工件及在役或使用 过的零部件进行探伤，还能对板材、型材、管材、棒材、 焊接件、铸件及锻件进行探伤；
可以发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等 缺陷。
第2节 磁粉检测的基本原理
磁化电流
为了在工件上产生磁场而采用的电流称为磁化电流。 方法：交流电、整流电、直流电和冲击电流。
磁化电流特点
交流电磁化湿法检验，对工件微小缺陷检测灵敏度高； 交流电的深入深度低于整流电和直流电； 交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器； 交流电磁化连续法——有效值电流，剩磁检验——峰值电流； 整流电流中交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越小； 单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面缺陷检测灵敏度高； 三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷； 直流电可检测工件近表面最深的缺陷； 冲击电流只能用于剩
磁化规范
制定磁化规范考虑的因素 ➢ 工件的材料、热处理状态和磁特性——确定采用连续法还
是剩磁法及相应的磁化规范； ➢ 工件尺寸、形状、表面状态和欲检缺陷的几何形状和位
第二章 磁粉检测的物理基础
相 矢量、都有方向和大小，可用磁力线来表示；
同 点
描述磁场的物理量
不 H由导体中的电流或永磁体产生，与磁化物质无关；
同 点
B不仅与H有关，还与被磁化的物质有关；
&2.1 磁现象和磁场
七、磁导率
绝对磁导率 —— 磁感应强度B与磁场强度H的比值
B H
亨利/米 H/m
表示材料被磁化的难易程度 反映材料的导磁能力
H1 Ir 2 R2 50000.05 2 3.14 0.12 4000 A m
H2 I 2 R 5000 2 3.14 0.1 8000 A m H3 I 2 r 5000 2 3.14 0.4 2000 A m H4 I 2 r 5000 2 3.141 800 A m
&2.4 电流的磁场
H 20000 A m
N 50
IH
L2 D2 N
I H L2 D2 20000 0.52 0.32 232 A
N
50
&2.4 电流的磁场
三、通电线圈的磁场
Eg：一有限长交流磁化线圈10匝，其线圈长度为400mm，线圈轴线与 对角线夹角为37度（cos370=0.8）,当磁化电流为1000A时，求空载线 圈中心和线圈端面中心处的磁场强度。
1、实心通电圆柱导体的磁场
eg：一圆柱导体，长 1000mm，直径为100mm，进行磁粉检测，要求导体表面的 磁场强度达到 2400A/m，求需要的磁化电流。
解：已知导体半径 R D 2 100mm 2 50mm 0.05m
I 2 RH 23.140.052400 753.6A
1、实心通电圆柱导体的磁场
三、通电线圈的磁场
按通电线圈的长度L 和直径D之比
磁粉检测—磁粉检测基础知识(无损检测课件)
✓ 把磁粉探伤后的零件从一个通交流电的螺线管中慢慢抽出，由 于螺线管的磁极方向不断改变，所以工件也就退磁了。此法对 用交流电磁化还是对直流电磁化的工件均适用。
影响漏磁场大小因素 ➢ 外加磁场强度的影响； ➢ 缺陷位置和形状的影响；(深度、方向、深宽比） ➢ 工件表面覆盖层的影响； ➢ 工件材料及状态的影响。(晶粒、含碳量、热处理、合金元素、冷加工等）
第1节 磁粉检测的基础知识
磁滞回线
磁滞回线：
铁磁性工件在交变磁 场的作用下，由于在 ห้องสมุดไป่ตู้件上磁感应强度变 化滞后于磁化场的变 化，形成一个叶子形 成闭合回线，称为磁 滞回线。
退磁
退磁原因:由于铁磁性材料的顽磁性使经探伤的零件内有
剩磁,剩磁会使回转零件吸附铁屑而加剧磨损和使仪表工作 不正常。经磁粉探伤的零件必须退磁.
退磁
退磁操作:
✓ 零件磁粉探伤后还要经700℃以上热处理，可不进行退磁。
✓ 一般用交流电磁化的工件，用交流电退磁，退磁时电流强度应 大于磁化电流强度，只要把磁化电流强度逐步减少到零工件就 退磁了；而用直流电磁化的工件就用直流电退磁，退磁电流也 要强过磁化电流，只要将退磁电流的方向不断来回改变，强度 逐级减少到零，工件也就退磁了。
第1节 晶体结构
2．晶体结构的基本知识
（1）晶格 假定晶体中的物质质点都是固定的刚球， 由这些刚球堆垛而成晶体，如图所示，即原子堆垛 模型。
为了研究方便，假设通过这些质点的中心画出许多空间直线 形成空间格架，这种假想的格架在晶体学上就称为晶格。晶格 中的每个点叫做晶格结点。
（2）晶胞 从晶格中选取一个能够完全反映晶格 特征的最小的几何单元来分析晶体中原子排列的规 律，这个最小的几何单元称为晶胞。
（3）晶格常数 在三维空间中，晶胞的几何特征即大小和形 状常以晶胞的棱边长度a、b、c及棱边夹角α、β、γ来描述， 其中晶胞的棱边长度a、b、c一般称为晶格常数。
影响漏磁场大小因素 ➢ 外加磁场强度的影响； ➢ 缺陷位置和形状的影响；(深度、方向、深宽比） ➢ 工件表面覆盖层的影响； ➢ 工件材料及状态的影响。(晶粒、含碳量、热处理、合金元素、冷加工等）
第1节 磁粉检测的基础知识
磁滞回线
磁滞回线：
铁磁性工件在交变磁 场的作用下，由于在 ห้องสมุดไป่ตู้件上磁感应强度变 化滞后于磁化场的变 化，形成一个叶子形 成闭合回线，称为磁 滞回线。
退磁
退磁原因:由于铁磁性材料的顽磁性使经探伤的零件内有
剩磁,剩磁会使回转零件吸附铁屑而加剧磨损和使仪表工作 不正常。经磁粉探伤的零件必须退磁.
退磁
退磁操作:
✓ 零件磁粉探伤后还要经700℃以上热处理，可不进行退磁。
✓ 一般用交流电磁化的工件，用交流电退磁，退磁时电流强度应 大于磁化电流强度，只要把磁化电流强度逐步减少到零工件就 退磁了；而用直流电磁化的工件就用直流电退磁，退磁电流也 要强过磁化电流，只要将退磁电流的方向不断来回改变，强度 逐级减少到零，工件也就退磁了。
第1节 晶体结构
2．晶体结构的基本知识
（1）晶格 假定晶体中的物质质点都是固定的刚球， 由这些刚球堆垛而成晶体，如图所示，即原子堆垛 模型。
为了研究方便，假设通过这些质点的中心画出许多空间直线 形成空间格架，这种假想的格架在晶体学上就称为晶格。晶格 中的每个点叫做晶格结点。
（2）晶胞 从晶格中选取一个能够完全反映晶格 特征的最小的几何单元来分析晶体中原子排列的规 律，这个最小的几何单元称为晶胞。
（3）晶格常数 在三维空间中，晶胞的几何特征即大小和形 状常以晶胞的棱边长度a、b、c及棱边夹角α、β、γ来描述， 其中晶胞的棱边长度a、b、c一般称为晶格常数。
第三章-磁粉检测PPT课件
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3.1.1 磁粉检测的物理基础
(5)磁介质 能影响磁场的物质称为磁介质。 (1)高导磁性 能在外加磁场中强烈地磁化，产生非常强的附加磁 场，它的磁导率很高，相对磁导率可达数百甚至数千。 (2)磁饱和性 铁磁性材料由于磁化所产生的附加磁场，不会随外 加磁场增加而无限地增加，外加磁场达到一定程度后，全部磁畴 (铁磁物质中的电子自旋磁矩在一个小范围内取得一致的排列方向， 形成一个个自发磁化区，这种自发磁化区称为磁畴)的方向都与外 加磁场的方向一致，磁感应强度B不再增加，呈现磁饱和性。 (3)磁滞性 当外加磁场的方向发生变化时，磁感应强度的变化滞 后于磁场强度的变化。
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39
3.4 磁粉检测应用实例
3.4.1 3.4.2 3.4.3
磁粉检测作业指导书 典型工件的磁粉检测 检测报告
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3.4.1 磁粉检测作业指导书
表3-4 磁粉检测作业指导书示例
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3.4.1 磁粉检测作业指导书
表3-4 磁粉检测作业指导书示例
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3.4.2 典型工件的磁粉检测
表3-5 特种设备磁粉检测工艺卡
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6
3.1.1 磁粉检测的物理基础
3.通电导体产生的磁场
图3-3 磁滞回线
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4.漏磁场
3.1.1 磁粉检测的物理基础
图3-4 漏磁场的产生
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8
3.1.1 磁粉检测的物理基础
1)外加磁场强度和工件材料磁导性的影响。 2)缺陷方向的影响。 3)缺陷埋藏深度的影响。 4)缺陷的尺寸和形状的影响。 5)磁化方向的影响。 6)钢材表面覆盖层的影响。 7)工件的形状，所采用的磁化电流的种类(交流电、直流电或整流 电)的影响。 5.退磁场 6.磁场图3-18 固定式磁粉检测机
无损检测磁粉第二章铁磁质
五、磁力线
地球的磁力线
地球的磁性
地磁轴与自转轴夹 角为11.5° 地磁两极的位置经 常变化， 纬度每十年增加 0.04°， 经度每十年增加 0.07°。
磁力线的两个约定条件
磁力线的切线方向与磁场的方向相一致 磁力线的疏密程度反映磁场的强弱。
磁力线的特点
• 在磁体内，磁力线从S极指向N极；在磁 体外，磁力线从N极指向S极。
• μ-H曲线 • Br-H曲线
用幅值不同的外加磁场反复磁化一周就得 到一系列大小不等的磁滞回线，每个磁滞回 线对应一个Br，将这些Br与其对应的磁滞回
线顶点的H作图→ Br-H曲线
2.3 铁磁质
三、铁磁材料的特点
• 高导磁性 • 磁饱和性 • 磁滞性 根据矫顽力Hc大小分为 软磁材料（Hc<=400A/m） 硬磁材料（Hc>=8000A/m）
关于磁滞回线
• 当铁磁材料被磁化到饱和后，外加磁场逐 渐减小时，磁感应强度B并不沿原来的磁 化曲线下降，而是沿另一条曲线比较缓慢 地下降。B的变化落后于H的变化。
• 当磁化场作周期的变化时，材料经历磁化、 退磁、反向磁化、反向退磁、正向磁化等 过程形成一个循环，将此过程形成的闭合 曲线称为磁滞回线。
B
H
当全部磁畴都沿外磁场方向时，铁 磁质的磁化就达到饱和状态。
居里点 Tc ：当温度升高时，热运动会 瓦解磁畴内磁矩的规则排列；在临界 温度（相变温度Tc ）时，铁磁质完全 变成了顺磁质。
2.3 铁磁质
• 二、磁化曲线
装置：环形螺绕环; 铁磁质Fe,Co,Ni及
稀钍族元素的化合物，能被强烈地磁化
原理:励磁电流 I; 用安培定理得H
H NI
2R
实验测量B，如用磁通计测量；
磁粉基础-PPT精选
式中，β1和β2分别为直线的两个端点到P点的矢量与P点到直 导线垂线之间的夹角。角β从垂线向上转时取正值，从垂线向下转
时取负值。
对于“无限长”载流直导体，则取
1
2
2
2
则上式变为
B4 0a I si2 nsi n2)( 2 0a I
（3）载流圆线圈轴线上的磁场
电流元所激发的磁感应强度
式中，dl表示在载流导体上沿电流方向所取的 线元，I为导线中的电流，r是从电流元所在点到P 点的矢量r的大小，
0 4107 H/m，称为真空磁导率，dB的 方向垂直于Idl与r组成的平面，指向为由Idl经小 于π的角度转向r时右螺旋前进的方向， 如上图所
示。
（2）载流长直导体的磁场
小。如图1－1所示。
磁粉探伤的适用性:
磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很 小、间隙极窄（如可检测出长0.1mm、宽为微米级的 裂纹），目视难以看出的不连续性。
磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测探 伤，还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进 行检测。
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。
• 磁感应线互不相交。 • 磁感应线可描述磁场的大小和方3 真空中的恒定磁场
1 磁感应强度B ：
设一电量为q的电荷在磁场中，以速度υ运动，其受到的最大磁力为Fm，
则该点磁感应强度的大小为：
B Fm q
磁感应强度B为矢量，其方向为该点处小磁针N极的方向，可以用右手螺旋法 则来确定：由正电荷所受力Fm的方向，沿小于π的角度转向正电荷运动速 度υ的方向，这时螺旋前进的方向便是该点B的方向，如图2-7所示；
时取负值。
对于“无限长”载流直导体，则取
1
2
2
2
则上式变为
B4 0a I si2 nsi n2)( 2 0a I
（3）载流圆线圈轴线上的磁场
电流元所激发的磁感应强度
式中，dl表示在载流导体上沿电流方向所取的 线元，I为导线中的电流，r是从电流元所在点到P 点的矢量r的大小，
0 4107 H/m，称为真空磁导率，dB的 方向垂直于Idl与r组成的平面，指向为由Idl经小 于π的角度转向r时右螺旋前进的方向， 如上图所
示。
（2）载流长直导体的磁场
小。如图1－1所示。
磁粉探伤的适用性:
磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很 小、间隙极窄（如可检测出长0.1mm、宽为微米级的 裂纹），目视难以看出的不连续性。
磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测探 伤，还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进 行检测。
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。
• 磁感应线互不相交。 • 磁感应线可描述磁场的大小和方3 真空中的恒定磁场
1 磁感应强度B ：
设一电量为q的电荷在磁场中，以速度υ运动，其受到的最大磁力为Fm，
则该点磁感应强度的大小为：
B Fm q
磁感应强度B为矢量，其方向为该点处小磁针N极的方向，可以用右手螺旋法 则来确定：由正电荷所受力Fm的方向，沿小于π的角度转向正电荷运动速 度υ的方向，这时螺旋前进的方向便是该点B的方向，如图2-7所示；
磁 粉 检 测第1-5章PPT课件
41
⑵、铁磁性材料的特性： ①、高导磁性—磁导率很高，能在外加磁场 中被强烈磁化，产生非常强的附加磁场。 ②、磁饱和性—外加磁场达到一定程度后， 磁感应强度不再增加，呈磁饱和。 ③、磁滞性—外加磁场方向变化时，磁感应 强度的变化滞后于磁场强度的变化。当外加磁场 强度减小到零时，材料中能保留剩磁。
42
2
二十世纪四十年代，德国无损检测论文对磁粉探伤 原理和探伤装置的论述和美国关于磁通检验原理的 发表，使磁粉探伤从理论到实践应用初步形成一种 无损检测方法。
第二次大战后，磁粉探伤在军工等机械制造 业得到越来越广泛的应用。
我国在二十世纪四十年代已开始在航空零件 的维修中采用了磁粉探伤方法。
几十年来，磁粉探伤在航空、兵器、汽车、 铁路、造船、石油、化工等领域得到广泛应用，成 为一种成熟的不可缺少的无损检测方法。
8
②、局限性： a、只适用于铁磁性材料，不适用于奥氏体
不锈钢和有色金属材料； b、只能检测表面和近表面缺陷； c、点状缺陷和与工件表面夹角小于200的分
层不易发现； d、受几何形状影响。易产生非相关显示； e、工件表面覆盖层对磁粉检测有不良影响；
用通电法和触头法磁化时易灼伤工件。
9
⑸、磁粉检测的基本操作程序 ①、予处理 ②、磁化工件 ③、施加磁粉或磁悬液 ④、观察和评定磁痕显示 ⑤、缺陷评级 ⑥、退磁 ⑦、后处理
15
把条形磁铁折为 两段，每段都形成新 的磁极。每一小块磁铁总是有两个磁极。
16
⑶、磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程 叫磁化。
把一个没有磁性的物体靠近磁体时，该物体 不仅受磁体的吸引，而且自身也具有了磁性，我们 说这个物体被磁化了。 2.1. 2、磁场和磁感应线
⑴、磁场：磁场是具有磁力作用的空间。磁 场存在于磁体的内部和周围，它是由运动电荷形成 的。
⑵、铁磁性材料的特性： ①、高导磁性—磁导率很高，能在外加磁场 中被强烈磁化，产生非常强的附加磁场。 ②、磁饱和性—外加磁场达到一定程度后， 磁感应强度不再增加，呈磁饱和。 ③、磁滞性—外加磁场方向变化时，磁感应 强度的变化滞后于磁场强度的变化。当外加磁场 强度减小到零时，材料中能保留剩磁。
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二十世纪四十年代，德国无损检测论文对磁粉探伤 原理和探伤装置的论述和美国关于磁通检验原理的 发表，使磁粉探伤从理论到实践应用初步形成一种 无损检测方法。
第二次大战后，磁粉探伤在军工等机械制造 业得到越来越广泛的应用。
我国在二十世纪四十年代已开始在航空零件 的维修中采用了磁粉探伤方法。
几十年来，磁粉探伤在航空、兵器、汽车、 铁路、造船、石油、化工等领域得到广泛应用，成 为一种成熟的不可缺少的无损检测方法。
8
②、局限性： a、只适用于铁磁性材料，不适用于奥氏体
不锈钢和有色金属材料； b、只能检测表面和近表面缺陷； c、点状缺陷和与工件表面夹角小于200的分
层不易发现； d、受几何形状影响。易产生非相关显示； e、工件表面覆盖层对磁粉检测有不良影响；
用通电法和触头法磁化时易灼伤工件。
9
⑸、磁粉检测的基本操作程序 ①、予处理 ②、磁化工件 ③、施加磁粉或磁悬液 ④、观察和评定磁痕显示 ⑤、缺陷评级 ⑥、退磁 ⑦、后处理
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把条形磁铁折为 两段，每段都形成新 的磁极。每一小块磁铁总是有两个磁极。
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⑶、磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程 叫磁化。
把一个没有磁性的物体靠近磁体时，该物体 不仅受磁体的吸引，而且自身也具有了磁性，我们 说这个物体被磁化了。 2.1. 2、磁场和磁感应线
⑴、磁场：磁场是具有磁力作用的空间。磁 场存在于磁体的内部和周围，它是由运动电荷形成 的。
磁粉检测2.ppt
[例]有一钢管，规格为φ180×17×1000，用偏 置芯棒法检验管内、外壁的纵向缺陷，应采用多 大的磁化电流？若采用直径为25mm的芯棒时，需 移动几次才能完成全部表面的检验？
解：当芯棒直径D=25mm时，
I=（8～15）×（25+2×17）=（472～885）A
又因为检测范围为：4D=4×25=100（mm）
触头法磁化时，触头间距一般应控制在75mm～200mm之间， 有效磁化区宽度为触头间距L的一半（L/2），触头与工件之间应 保持良好接触，两次磁化间应有不小于10%的磁化重叠区。连续 法检验的磁化规范按表3-2计算。
表3-2 触头法磁化规范
板厚：mm
磁化电流计算公式
T＜19
I=（3.5～4.5）L
一、 选择磁化方法应考虑的因素
Flux Leakage
工件大小
工件的外形结构
工件的表面状态
No Flux Leakage
工件可能产生缺陷的部位和方向
二、 磁化方法分类
1 周向磁化
在工件中建立一个环绕工件、并与工件轴垂直的周 向的闭合磁场
用于发现与工件轴平行的纵向缺陷。
二、 磁化方法分类
三、 各种磁化方法的特点
1．通电法 2．中心导体法 3．偏置心棒法 4．触头法 5．感应电流法 6．环形件绕电缆法
7．线圈法 8．磁轭法 9．永久磁轭法 10．交叉磁轭法 11．直流电磁轭与交流
通电复合磁化法 12．辅助通电法
1．通电法
通电法纵向磁化
主要用于检查与磁场方向垂直、与电流方向平行的纵向缺 陷。
(IN
)1 Y
2 8
式中：(IN)l——低填充时的安匝数；
(IN)h——高填充时的安匝数。
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每一小块磁体总有两个磁极。 磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫磁化。
2.1.2 磁场和磁力线 磁场：具有磁性作用的空间
磁场的特征、显示和磁力线 磁场的特征：是对运动的电荷（或电流）具有作用力，在磁场变化
的同时也产生电场。 磁场的显示：磁场的大小、方向和分布情况，可以利用磁力线来表
示。
磁力线
小。如图1－1所示。
磁粉探伤的适用性和局限性
适用性： 磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙 极窄（如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹），目视难以 看出的不连续性。
磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测探 伤，还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进 行检测。
dBcodsSdB•dS
所以，通过有限曲面S的磁通量为
B•dS
s
磁通量的单位为T·m2，叫做韦伯（Wb）。因此，磁感应强度也称为磁通密度。 在CGS单位制中，磁通的单位是麦〔克斯韦〕(Mx)，1 麦〔克斯韦〕表示通过1 根磁力线，在SI单位制中，磁通的单位是韦〔伯〕(Wb)，其换算关系为：
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
在磁场中，通过一给定曲面的总磁感应线，称为通过该曲面的磁通量，用Φ表示。 在曲面上取面积元ds，如图所示，ds的法线方向与该点处磁感应强度方向
之间的夹角为θ，则通过面积元ds的磁通量为
1.3 磁粉探伤方法与其他表面探伤方法的比较 P.6 表 1-1
磁粉检测在压力容器定期检验中的重要性
2 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁粉探伤中的相关物理量 2.1.1 磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化 磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。 磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。 磁极：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
（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： • 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极
到N极，在磁体外，磁力线是由N极出发，穿过空气进入S极 的闭合曲线。
• 磁力线互不相交。 • 磁力线可描述磁场的大小和方向。 • 磁力线沿磁阻最小路径通过。
2.1.3 真空中的恒定磁场
1 磁感应强度B ：
设一电量为q的电荷在磁场中，以速度υ运动，其受到的最大磁力为Fm，
则该点磁感应强度的大小为：
B Fm q
磁感应强度B为矢量，其方向为该点处小磁针N极的方向，可以用右手螺旋法 则来确定：由正电荷所受力Fm的方向，关系沿小于π的角度转向正电荷运动速 度υ的方向，这时螺旋前进的方向便是该点B的方向，如图2-7所示；
1T=104Gs 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。
磁粉检测物理基础(2)
自我简介
本科毕业于南昌航空工业学院无损检测专业，硕士毕 业于清华大学材料加工工程专业（无损检测方向）。期 间，在化工厂从事四年无损检测工作，在南昌航空工业学 院从事四年教学工作。2000年进入广州市锅检所，从事 锅炉、压力容器和压力管道的无损检测工作。
2006年进入广东省特种设备检测院工作。
B的方向总是垂直于Fm 和υ组成的平面。
图 2-7 B、Fm、υ的方向
在国际单位制中，力Fm的单位用牛顿（N），电量q的单位用库 仑（C），速度v的单位用米/秒（m/s），磁感应强度的单位定为 N·s/（C·m）＝N/(A·m)，称为特斯拉，用T表示，即
1T= 1N/(A·m) 磁感应强度的另一个单位是高斯，用Gs表示，两个单位的换算关 系为
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。
磁粉检测程序
承压设备磁粉检测的七个程序是：
(1)预处理；
(2)磁化；
(3)施加磁粉或磁悬液；(4)磁痕的观察与记录；
(5)缺陷评级；
(6)退磁；
(7)后处理。
局限性：
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。
利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍 尔元件检测法、磁敏二极管探测法。
1.2 磁粉探伤
Magnetic Particle Testing，简称 MT
基本原理是：
铁磁性材料和工件被磁化后，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，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大
全国考委会磁粉组成员，广东省考委会射线组长， RT、UT、MT、PT－III级； ET、AE－II级， 无损检测高级工程师 联系电话：020-88518798 13660094889
1 磁粉探伤基础知识
1.1 磁粉探伤与磁性检测（分类方法）
漏磁场探伤：是利用铁磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面 如有不连续性（材料的均质状态即致密性受到破坏）存在，则在不 连续性处磁力线离开工件和进入工件表面发生局括磁粉探伤 和利用检测元件探测漏磁场。其区别在于，磁粉探伤是利用铁磁性 粉末－磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在不连续 性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大 小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁 敏二极管和感应线圈等。
2.1.2 磁场和磁力线 磁场：具有磁性作用的空间
磁场的特征、显示和磁力线 磁场的特征：是对运动的电荷（或电流）具有作用力，在磁场变化
的同时也产生电场。 磁场的显示：磁场的大小、方向和分布情况，可以利用磁力线来表
示。
磁力线
小。如图1－1所示。
磁粉探伤的适用性和局限性
适用性： 磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙 极窄（如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹），目视难以 看出的不连续性。
磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测探 伤，还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进 行检测。
dBcodsSdB•dS
所以，通过有限曲面S的磁通量为
B•dS
s
磁通量的单位为T·m2，叫做韦伯（Wb）。因此，磁感应强度也称为磁通密度。 在CGS单位制中，磁通的单位是麦〔克斯韦〕(Mx)，1 麦〔克斯韦〕表示通过1 根磁力线，在SI单位制中，磁通的单位是韦〔伯〕(Wb)，其换算关系为：
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
在磁场中，通过一给定曲面的总磁感应线，称为通过该曲面的磁通量，用Φ表示。 在曲面上取面积元ds，如图所示，ds的法线方向与该点处磁感应强度方向
之间的夹角为θ，则通过面积元ds的磁通量为
1.3 磁粉探伤方法与其他表面探伤方法的比较 P.6 表 1-1
磁粉检测在压力容器定期检验中的重要性
2 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁粉探伤中的相关物理量 2.1.1 磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化 磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。 磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。 磁极：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
（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： • 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极
到N极，在磁体外，磁力线是由N极出发，穿过空气进入S极 的闭合曲线。
• 磁力线互不相交。 • 磁力线可描述磁场的大小和方向。 • 磁力线沿磁阻最小路径通过。
2.1.3 真空中的恒定磁场
1 磁感应强度B ：
设一电量为q的电荷在磁场中，以速度υ运动，其受到的最大磁力为Fm，
则该点磁感应强度的大小为：
B Fm q
磁感应强度B为矢量，其方向为该点处小磁针N极的方向，可以用右手螺旋法 则来确定：由正电荷所受力Fm的方向，关系沿小于π的角度转向正电荷运动速 度υ的方向，这时螺旋前进的方向便是该点B的方向，如图2-7所示；
1T=104Gs 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。
磁粉检测物理基础(2)
自我简介
本科毕业于南昌航空工业学院无损检测专业，硕士毕 业于清华大学材料加工工程专业（无损检测方向）。期 间，在化工厂从事四年无损检测工作，在南昌航空工业学 院从事四年教学工作。2000年进入广州市锅检所，从事 锅炉、压力容器和压力管道的无损检测工作。
2006年进入广东省特种设备检测院工作。
B的方向总是垂直于Fm 和υ组成的平面。
图 2-7 B、Fm、υ的方向
在国际单位制中，力Fm的单位用牛顿（N），电量q的单位用库 仑（C），速度v的单位用米/秒（m/s），磁感应强度的单位定为 N·s/（C·m）＝N/(A·m)，称为特斯拉，用T表示，即
1T= 1N/(A·m) 磁感应强度的另一个单位是高斯，用Gs表示，两个单位的换算关 系为
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。
磁粉检测程序
承压设备磁粉检测的七个程序是：
(1)预处理；
(2)磁化；
(3)施加磁粉或磁悬液；(4)磁痕的观察与记录；
(5)缺陷评级；
(6)退磁；
(7)后处理。
局限性：
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。
利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍 尔元件检测法、磁敏二极管探测法。
1.2 磁粉探伤
Magnetic Particle Testing，简称 MT
基本原理是：
铁磁性材料和工件被磁化后，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，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大
全国考委会磁粉组成员，广东省考委会射线组长， RT、UT、MT、PT－III级； ET、AE－II级， 无损检测高级工程师 联系电话：020-88518798 13660094889
1 磁粉探伤基础知识
1.1 磁粉探伤与磁性检测（分类方法）
漏磁场探伤：是利用铁磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面 如有不连续性（材料的均质状态即致密性受到破坏）存在，则在不 连续性处磁力线离开工件和进入工件表面发生局括磁粉探伤 和利用检测元件探测漏磁场。其区别在于，磁粉探伤是利用铁磁性 粉末－磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在不连续 性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大 小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁 敏二极管和感应线圈等。