磁粉检测物理基础(2)优秀课件
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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
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
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。
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
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：
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
（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。
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。
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部畸变产生磁极， 并形成可检测的漏磁场进行探伤的方法。漏磁场探伤包括磁粉探伤 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。
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。
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。
• 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 qБайду номын сангаас
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；
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
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
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。
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
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：
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
（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。
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。
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部畸变产生磁极， 并形成可检测的漏磁场进行探伤的方法。漏磁场探伤包括磁粉探伤 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。
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。
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。
• 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 qБайду номын сангаас
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；