磁粉无损检测ppt课件
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（2）闭路磁化：把线圈绕在铁芯上构成电磁轭 或交叉磁轭对工件进行的磁化，常称为磁轭法。 磁轭法磁化时，以提升力来衡量导入工件的磁 感应强度或磁通。磁轭法磁化工件不产生磁极， 因而没有退磁场的影响。
提升力（lifting force）：是指通电电磁轭在最大极距下，其磁感应强
度峰值时，对铁磁性材料工件探伤的磁轭吸引力F。单位：牛顿（N）
示不出磁性，如图。wk.baidu.com
铁磁性材料的磁畴方向
a）不显示磁性； b）磁化
c）保留一定剩磁
当把铁磁性材料放到外加磁场中时，磁畴就会受到外加磁场的作用， 一是使磁畴磁矩转动，二是使畴壁发生位移，最后全部磁畴的磁矩方向转向 与外加磁场方向一致，铁磁性材料被磁化，显示出很强的磁性。
居里点：在高温情况下，磁体中分子热运动会破坏磁畴的有规则排列，使磁体的
磁性削弱。超过某一温度后，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性，实现了材 料的退磁。铁磁性材料在此温度以上不能再被外加磁场磁化，并将失去原有的磁 性的临界温度称为居里点或居里温度。从居里点以上的高温冷却下来时，只要没 有外磁场的影响，材料仍然处于退磁状态。
铁磁性材料的居里点
材
料
铁 镍 钴 铁，硅5% 铁，铬10% 铁，锰4% 铁，钒6%
3.1.2 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。
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。
居里点（℃）
769 365 1150 720 740 715 815
3.1.3 磁场和磁力线
磁场：具有磁性作用的空间 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。
3.1.4 缺陷漏磁场的强度
磁粉探伤中缺陷处漏磁场的强度决定是否能够发现缺陷， 缺陷处的漏磁场强度：
B内 H 缺
0
为保证探伤灵敏度，应当提高工件的磁感应强度B 缺陷磁场的强度还与材料有关 缺陷处漏磁场的大小还取决于缺陷本身的尺寸 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。
应用1：钢棒通电法磁化
分别通交流和直流时，磁场强度和磁感应强度的分布特点
应用2：通电钢管的磁场
有效磁场
铁磁性材料磁化时，只要在工件上产生磁极，就会产生退磁场，它削弱了外加磁场， 所以工件上的有效磁场用H表示，等于外加磁场减去退磁场。其数学表达式为：
HHo H
H ――有效磁场（A/m） Ho――外加磁场（A/m） ΔH――退磁场（A/m）
3.1.5 外磁场种类 3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合
小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反
的磁场，该磁场被称为退磁场。把铁磁性材料磁化时，由材料中磁极所产生的磁场称
为退磁场，它对外加磁场有削弱作用，用符号ΔH表示。
退磁场与材料的磁化强度成正比
HNM
ΔH――退磁场 M――磁化强度 N――退磁因子
退磁因子：它仅仅和材料的形状有关。例如： 对一个沿长轴磁化的细长样品，N接近于0， 而对于一个粗而短的样品，N就很大。对于一 般形状的磁体，很难求出N的大小。能严格计 算其退磁因子的样品形状只有椭球体。
应用2：通电钢管的磁场
3.1.5 外磁场种类
3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合
（1）开路磁化：把需要磁化的工件放在线圈中进行磁化或对大型工件进 行绕电缆进行磁化，常称为线圈法。线圈法磁化工件时，由于在工件 两端产生磁极，因而会产生退磁场。
退磁场定义
材料的磁化状态，不仅依赖于它的磁化率，也依赖于样品的形状。当一个有限大
第三章 磁粉检测物理基础
1.磁粉探伤原理 2.磁粉探伤装置 3.磁粉探伤方法 4. 磁粉与磁悬液 5.磁化电流规范 6.磁粉探伤的技术规范 7.磁粉探伤灵敏度 8.磁痕分析
序——磁粉探伤（Magnetic Particle Testing，简称 MT）
磁粉探伤与磁性检测（分类）
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。
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。
3.1磁粉探伤原理 Magnetic Particle Testing，简称 MT
3.1.1 基本原理：
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、形状和大小。图1－1所示。
铁磁性材料 磁畴
在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交 换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子磁矩平行排列起 来，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化 的微小区域，称为磁畴。 一个典型的磁畴宽度约为10-3cm，体积约为10-9cm3，内部大 约含有1014个磁性原子。 在没有外加磁场作用时， 铁磁性材料内各磁畴的磁 矩方向相互抵消，对外显
磁场方向：右手定则
磁场大小：
（1）钢管内表面
H=0，B=0（直流和交流）
（2）钢管外表面及外部
H I
2R
（3）钢管横截面：设管内外半径分别为R1和R2，通直流电磁化，由安培环路 定律得
H
I(r2 R12)
2r(R22 R12)
R1rR2
钢管直接通电法磁化时，由于其内部磁场强度为零， 所以不能用磁粉检测的方法来检测内表面即近表面的缺陷。
提升力（lifting force）：是指通电电磁轭在最大极距下，其磁感应强
度峰值时，对铁磁性材料工件探伤的磁轭吸引力F。单位：牛顿（N）
示不出磁性，如图。wk.baidu.com
铁磁性材料的磁畴方向
a）不显示磁性； b）磁化
c）保留一定剩磁
当把铁磁性材料放到外加磁场中时，磁畴就会受到外加磁场的作用， 一是使磁畴磁矩转动，二是使畴壁发生位移，最后全部磁畴的磁矩方向转向 与外加磁场方向一致，铁磁性材料被磁化，显示出很强的磁性。
居里点：在高温情况下，磁体中分子热运动会破坏磁畴的有规则排列，使磁体的
磁性削弱。超过某一温度后，磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性，实现了材 料的退磁。铁磁性材料在此温度以上不能再被外加磁场磁化，并将失去原有的磁 性的临界温度称为居里点或居里温度。从居里点以上的高温冷却下来时，只要没 有外磁场的影响，材料仍然处于退磁状态。
铁磁性材料的居里点
材
料
铁 镍 钴 铁，硅5% 铁，铬10% 铁，锰4% 铁，钒6%
3.1.2 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。
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。
居里点（℃）
769 365 1150 720 740 715 815
3.1.3 磁场和磁力线
磁场：具有磁性作用的空间 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。
3.1.4 缺陷漏磁场的强度
磁粉探伤中缺陷处漏磁场的强度决定是否能够发现缺陷， 缺陷处的漏磁场强度：
B内 H 缺
0
为保证探伤灵敏度，应当提高工件的磁感应强度B 缺陷磁场的强度还与材料有关 缺陷处漏磁场的大小还取决于缺陷本身的尺寸 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。
应用1：钢棒通电法磁化
分别通交流和直流时，磁场强度和磁感应强度的分布特点
应用2：通电钢管的磁场
有效磁场
铁磁性材料磁化时，只要在工件上产生磁极，就会产生退磁场，它削弱了外加磁场， 所以工件上的有效磁场用H表示，等于外加磁场减去退磁场。其数学表达式为：
HHo H
H ――有效磁场（A/m） Ho――外加磁场（A/m） ΔH――退磁场（A/m）
3.1.5 外磁场种类 3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合
小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反
的磁场，该磁场被称为退磁场。把铁磁性材料磁化时，由材料中磁极所产生的磁场称
为退磁场，它对外加磁场有削弱作用，用符号ΔH表示。
退磁场与材料的磁化强度成正比
HNM
ΔH――退磁场 M――磁化强度 N――退磁因子
退磁因子：它仅仅和材料的形状有关。例如： 对一个沿长轴磁化的细长样品，N接近于0， 而对于一个粗而短的样品，N就很大。对于一 般形状的磁体，很难求出N的大小。能严格计 算其退磁因子的样品形状只有椭球体。
应用2：通电钢管的磁场
3.1.5 外磁场种类
3.1.5-1磁化方法：按磁路是否闭合
（1）开路磁化：把需要磁化的工件放在线圈中进行磁化或对大型工件进 行绕电缆进行磁化，常称为线圈法。线圈法磁化工件时，由于在工件 两端产生磁极，因而会产生退磁场。
退磁场定义
材料的磁化状态，不仅依赖于它的磁化率，也依赖于样品的形状。当一个有限大
第三章 磁粉检测物理基础
1.磁粉探伤原理 2.磁粉探伤装置 3.磁粉探伤方法 4. 磁粉与磁悬液 5.磁化电流规范 6.磁粉探伤的技术规范 7.磁粉探伤灵敏度 8.磁痕分析
序——磁粉探伤（Magnetic Particle Testing，简称 MT）
磁粉探伤与磁性检测（分类）
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。
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。
3.1磁粉探伤原理 Magnetic Particle Testing，简称 MT
3.1.1 基本原理：
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、形状和大小。图1－1所示。
铁磁性材料 磁畴
在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交 换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子磁矩平行排列起 来，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化 的微小区域，称为磁畴。 一个典型的磁畴宽度约为10-3cm，体积约为10-9cm3，内部大 约含有1014个磁性原子。 在没有外加磁场作用时， 铁磁性材料内各磁畴的磁 矩方向相互抵消，对外显
磁场方向：右手定则
磁场大小：
（1）钢管内表面
H=0，B=0（直流和交流）
（2）钢管外表面及外部
H I
2R
（3）钢管横截面：设管内外半径分别为R1和R2，通直流电磁化，由安培环路 定律得
H
I(r2 R12)
2r(R22 R12)
R1rR2
钢管直接通电法磁化时，由于其内部磁场强度为零， 所以不能用磁粉检测的方法来检测内表面即近表面的缺陷。