磁粉基础知识

磁粉检测

第一章绪论

1.1磁粉检测的发展简史和现状

1.2漏磁场检测分类

磁粉检测是利用漏磁场原理进行检测的。

漏磁场：铁磁材料被磁化后，在不连续性处或磁路截面变化处，磁感应先离开和进入工件表面形成的磁场称为漏磁场。

所谓不连续性，就是工件正常组织结构或外形的任何间断，这种间断可能也可能不影响工件的使用性能。

缺陷：通常把影响工件使用性能的不连续性称为缺陷。

缺陷包含于不连续性，所有不连续性并不一定是缺陷，只有影响工件使用性能的不连续性才是缺陷。

漏磁场检测：利用某种传感器件，直接对漏磁场进行检测的方法。

漏磁场检测分为磁粉检测与检测元件检测。二者的区别就是磁场的传感器不同。

磁粉检测--磁粉（铁磁性粉末）

检测元件检测--磁带、霍尔元件、磁敏二极管或感应线圈

1、磁粉检测（MT）

磁粉检测法：用磁粉作为漏磁场的检测介质，利用磁化后工件缺陷处漏磁场吸引磁粉形成的磁痕显示，从而确定缺陷存在的一种检测方法。

（1）磁粉检测原理

①（条件）铁磁材料被磁化后，②(原因)由于不连

续性的存在，③(后果)在工件表面和近表面的磁力

线发生畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的

磁粉，④(现象)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。

（2）磁粉检测的适用范围

1）适用于铁磁材料。

不适用于非铁磁材料和奥氏体不锈钢。

2）适用于检测表面和近表面缺陷，如裂纹、夹杂、发纹、

白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷，缺陷显现直观，可以一目了

然地观察到它的形状、大小和位置。根据缺陷的形态及加工特

点，还可以大致确定缺陷是什么性质（裂纹、非金属夹杂、气

孔等）。

不适用于检测宽而浅的划痕、针孔状缺陷、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。？

3）适用于未加工的原材料（如钢坯），加工后的半成品、成

品及在役或使用中的零部件。

4）适用于管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件和焊接件。

所以标准规定的适用范围

1 范围

JB/T 4730的本部分规定了承压设备磁粉检测方法及质量分级要求。

本部分适用于铁磁性材料制承压设备的原材料、零部件和焊接接头表面、近表面缺陷的检测，不适用于奥氏体不锈钢和其它非铁磁性材料的检测。

与承压设备有关的支承件和结构件，如有要求也可参照本部分进行磁粉检测。

（3）磁粉检测程序

3.2 磁粉检测程序

磁粉检测程序如下：

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。

（4）磁粉检测的优点和局限性

磁粉检测的优点：

1）检测铁磁材料的表面和近表面（开口或不开口）缺陷。

2）能直观地显示缺陷的位置、形状、大小和严重程度。

3）具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。

所以标准规定

4.1.3 铁磁性材料表面检测时，宜采用磁粉检测。

4）单个工件检测速度快，工艺简单，成本低廉，污染少。

5）采用合适的磁化方法，几乎可以检测到工件表面的各个部位，基本上不受工件大小和几何形状的限制。

6）缺陷检测重复性好。

7）可检测受腐蚀的表面。

磁粉检测的局限性

1）只适用于铁磁性材料，不适用于非铁磁材料和奥氏体不

锈钢、奥氏体不锈钢焊缝。

2）适用于检测表面和近表面缺陷，不适用于埋藏较深的内

部缺陷。

3）检测时的灵敏度与磁力线的方向有很大关系、若缺陷延

伸方向与磁力线方向夹角小于20°，缺陷就很难发现。另外，

宽而浅的划痕、针孔状缺陷、锻造邹折也不易发现。

4）受几何形状影响，易产生非相关显示。？

5）若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有影响。用通电法

和触头法磁化时，易产生电弧，烧伤工件。因此，电接触部位

的非导电覆盖层必须打磨掉。

所以标准规定

3.8.4 触头法

3.8.

4.2 采用触头法时，电极间距应控制在75mm～200mm

之间。磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距，通电时间

不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。

6）部分磁化后具有较大剩磁的工件需进行退磁处理。

1.3表面无损检测方法的比较

磁粉检测、渗透检测和涡流检测都属于表面无损检测方法，但其方法原理和适用范围区别很大，有各自的优点和局限性，在使用时互相补充。应该很好掌握各种检测方法，并能根据工件材料、状态和检测要求，选择合理的方法进行检测。对于钢铁材料制成的工件，磁粉检测不管是在灵敏度还是在检测方法及检测成本上都占有相当的优势，只有在因材料或工件形状等原因不能采用磁粉检测时，方使用渗透检测或涡流检测。

表1-1 表面无损检测方法的比较

第2章磁粉检测物理基础

2.1磁现象和磁场

2.1.1磁的基本现象

没有磁性的物体得到磁性的现象叫磁化

采用什么方法能够使物体磁化？

2.1.2磁场与磁感应线

2.7.3影响漏磁场的因素

真实的缺陷具有复杂的几何形状，计算其漏磁场是困难的。但这并不是说漏磁场是不可以认识的。可以对影响缺陷漏磁场的一般规律进行探讨。影响缺陷漏磁场的主要因素有：

1、外加磁化场的影响

从钢铁的磁化曲线中可知，外加磁场的大小和方向直接影响磁感应强度的变化。而缺陷的漏磁场大小与工件材料的磁化程度有关。一般说来，在材料未达到近饱和前，漏磁场的反应是不充分的。这时磁路中的磁导率μ一般都比较大，磁化不充分，则磁感应线多数向下部材料处“压缩”。而当材料接近磁饱和时，磁导率已呈下降趋势，此时漏磁场将迅速增加，如图所示。