磁粉检测一

缩写MT）
①漏磁场
图1---1 不连续处漏磁场的分布 ②裂纹 ③划伤 ④近表面气孔 ⑤内部气孔
⑥磁感应线
铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应线发 生畸变，形成漏磁场，吸附施加在工件表面上的磁粉，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。 不连续性处漏磁场的分布如图1---1所示。 磁粉检测的基础是工件不连续处漏磁场与磁粉的相互作用。 2.磁粉检测适用范围 （1）适用于检测铁磁性材料的表面和近表面缺陷，这些缺陷可以是尺寸很 小，间隙极窄（长约0.1mm；宽为μm级）的肉眼难以看出的缺陷。 （2）只适用于检测工件表面和近表面缺陷,如裂纹、白点、发纹、折叠、疏 松、冷隔、气孔、夹杂等；不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、埋藏较深的 内部缺陷及走向与磁感应线方向夹角小于20°的缺陷。（美国船标规定交流磁 粉探伤时，工件表面加工余量不应大于0.3mm;直流磁粉探伤时，工件表面加工 余量不应大于0.8mm） （3）适用于检测原材料（如钢坯）；半成品、成品件；使用过的工件及特 种设备。包括管材、棒材、板材、型材、铸锻件、焊接件等。 3.磁粉检测程序 预处理→磁化→施加磁粉或磁悬液→磁痕的观察与记录→缺陷评定 →退磁→后处理（剩磁法） 4.磁粉检测的优点及局限性 优点： （1）可检测出铁磁性材料表面和近表面（开口和不开口）的缺陷； （2）能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度； （3）具有很高的检测灵敏度，可检测出微米级宽度的缺陷；
获得不连续性漏磁场的完整曲线或图像，从而确定不连续性的部位、性质和 大小。由于磁带在记录漏磁场时，能抑制不必要磁化场的干扰，故在复放磁 带时，有较高的灵敏度和良好的再现性，探伤结果也可长期保存。 录磁探伤法适用于焊接件和轧制件的探伤，可发现裂纹、夹杂和气孔等 缺陷。 2.感应线圈探伤法 线圈与磁化工件作相对运动时，线圈内会产生感应电动势，这一电动势 不但与线圈匝数、面积及其相对工件的运动速度有关，还与不连续性处漏磁 通密度的梯度有关：
（4）单个工件检测速度快，工艺简单，成本低廉，污染少； （5）采用适合的磁化方法，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。 局限性： （1）只适用于铁磁性材料，不能检测奥氏体不锈钢材料和奥氏体不锈钢 焊缝及其他非铁磁性材料； （2）只能检测表面和近表面缺陷； （3）检测时的灵敏度与磁场方向有很大关系，若磁场方向与缺陷方向近 似平行或两者夹角小于20°，缺陷就难以被发现；另外，表面宽而浅的划伤 也不易被发现； （4）受几何形状影响，易产生非相关显示； （5）工件表面的覆盖层对磁粉检测有不良影响，用通电法和触头法磁化 时，已产生电弧，烧伤工件；因此，电接触部位的非导电层必须打磨掉； （6）部分磁化后具有较大剩磁的工件需进行退磁处理。 1.2.2检测元件检测 1.录磁探伤法（磁录像法） 将具有很高剩磁和矫顽力的磁带紧贴在被检工件表面，对工件进行适当 磁化，在不连续性处产生的漏磁场就会全部记录在磁带上，然后通过电磁转 换器（磁头）将磁信号转换成电信号，显示在荧光屏上，或使用自动记录器
检测速度
污染
较快
较轻 检测几乎不受工件几何形状和 缺陷方向的限制； 检测时的灵敏度与磁化方向有 很大关系
慢
较重 检验不受工件几何形状和缺陷 方向的影响； 有的不用水电，特别适用于现 场检验。
很快（可自动化）
很轻 对形状复杂的工件不适用，有 边界效应、提离效应的影响； 属非接触法检测。
其它
复习思考题 1.画图说明磁粉检测原理。（图1--1） 2.检测漏磁场通常有哪些方法？主要区别是什么？（传感器不同） 3.叙述磁粉检测的适用和不适用范围。
磁粉检测：利用铁磁性粉末（磁粉）作为磁场的传感器，即漏磁场吸附的 磁粉形成磁痕显示不连续性的位置、大小、形状和严重程度。 元件检测：利用磁带、霍尔元件、磁敏二极管或感应线圈作为磁场传感器， 检测不连续性处的位置、大小和方向。
1.2.1磁粉检测（magnetic particle testing 1.磁粉检测原理
渗透检测 PT 毛细渗透作用 非多孔性材料 表面开口缺陷
涡流检测 ET 电磁感应作用 导电材料 表面和近表层缺陷
应用对象
铸钢件、锻钢件、压延件、管 材、棒材、型材、焊接件、机 加工件及使用中的上述工件。
任何非多孔性材料工件及使用 中的上述工件。
管材、线材、棒材等攻坚wenku.baidu.com检 测； 材料状态检验和分选； 厚度测量。
式中： N：线圈匝数 S：线圈面积 υ：线圈相对于工件的运动速度 l：线圈方向的矢量
：缺陷漏磁通密度B的梯度在l方向的分量
感应线圈法具有灵敏度高和尺寸小的特点，可有效地对钢管、钢棒、钢丝
进行探伤。 3.磁敏元件探伤法 利用霍尔元件和磁敏二极管等电磁转换元件探测工件表面漏磁场的方法， 主要用于测量磁场强度剩磁大小等。
前，磁粉探伤在我国广泛应用于航空、航天、机械、兵器、船舶、电力、铁 路、汽车、石油、化工等领域。
1.1.2磁粉检测的现状： 重视基础理论的研究； 开发新的磁粉检测设备——向自动化、智能化方向发展； 开发磁粉检测辅助设备—— 黑光灯、磁粉、载液、灵敏度试片等； 开发新的工艺方法——如MT橡胶铸型法为间断检测小孔内壁早期疲劳裂 纹的产生和扩展速率创出了一条新路； 磁粉检测的质量控制日益受到重视。 1.2漏磁场检测分类 首先介绍几个名词： 漏磁场：铁磁性材料工件磁化后，在不连续性处或截面变化处，磁感应 线离开和进入工件表面形成的磁场，称为漏磁场。 不连续性(discontinuity)：工件正常组织、结构或外形的任何间断，这种 间断可能会也可能不会影响工件的使用性能。 缺陷：影响工件使用性能的不连续性，称为缺陷。 漏磁场检测：检测漏磁场的方法称为漏磁检测，包括磁粉检测和元件检 测。
4.磁粉检测有哪些优点和局限性？ 5.检测铁磁性工件，选用磁粉检测或渗透检测应做哪些考虑？（优选MT） 6.磁粉检测的基础是什么？（不连续处漏磁场与磁粉的相互作用） 7.元件检测有几种方法？ 8.什么是不连续性？什么是缺陷？它们的关系是什么？（工件正常组织结构 或外形的任何间断称为不连续） 9.磁粉探伤的程序有哪些？（6~7步）
1.3表面无损检测方法的比较 MT、PT、ET均属于表面无损检测方法，对特种设备铁磁性材料而言，其 工件的表面和近表面缺陷检测优先选择磁粉探伤，却因工件结构、形状的原因 不能使用磁粉检测时，方可使用渗透或涡流检测。
表面无损检测方法的比较
方法
项目
方法原理 适用材料 能检测出的缺陷位置
磁粉检测 MT 磁力作用 铁磁性材料 表面和近表面缺陷
1928年，de Forest为解决油井钻杆的断裂失效，研究出周向磁化法， 还提出使用尺寸和形状受控并具有磁性的磁粉的设想，经过不懈的努力， 磁粉检测方法基本研究成功，并获得了较可靠的监测成果； 1930年，de Forest和Doane将研制出的干磁粉成功应用于焊缝及各种工 件的探伤； 1934年，生产磁粉探伤设备和材料的Magnaflux（美国磁通公司）创立， 对磁粉探伤的应用和发展起了很大的推动作用； 1935年，油磁悬液在美国开始应用； 1936年，法国有人申请了在水磁悬液中添加润湿剂和防锈剂的专利； 1938年，《无损检测论文集》在德国出版，该书对磁粉检测的基本原理 和装置进行了描述； 1940年，《磁通检验的原理》教科书在美国出版； 1941年，荧光磁粉投入使用，磁粉检测从理论到实践形成完整的一种无 损检测方法； 20世纪50年代初，前苏联航空研究院的瑞加德罗系统研究了各种因素对 磁粉探伤灵敏度的影响，在大量试验的基础上，制定出了磁化规范，得到 了世界许多国家的认可； 20世纪30年代以来，固定式、移动式磁粉探伤设备和便携式磁轭相继研 制成功，并得到推广使用，退磁问题也得到解决，磁粉探伤成为一门成熟 的无损检测技术。 解放后，北京航空材料研究院的郑文仪，是我国磁粉检测的奠基人；目
裂纹、材质变化、厚度变化等
缺陷类型
裂纹、发纹、白点、折叠、夹 杂物、冷隔等
裂纹、白点、疏松、针孔、夹 杂物等
表面无损检测方法的比较（续）
方法 项目 显示缺陷的器材 缺陷的表现形式 缺陷显示 缺陷性质判断 灵敏度 磁粉检测 MT 磁粉 漏磁场吸附磁粉形成磁痕 直观 能大致确定 高 渗透检测 PT 渗透液和显象剂 渗透液的回渗 直观 能大致确定 较高 涡流检测 ET 记录仪、示波器或电压表 线圈输出电压和相位的变化 不直观 难以判断 较低
全国特种设备无损检测人员资格 考核统编教材
磁粉探伤
第一章:绪论
1.1磁粉检测的发展简史和现状
1.1.1磁粉检测发展简史： 春秋战国时期，我国劳动人民发现了磁石吸铁现象，并制成了“司马勺” 应用于航海; 17世纪法国物理学家对磁力作了定量研究； 19世纪初，丹麦科学家奥斯特发现了电流周围存在磁场；法国科学家毕 奥、萨伐尔及安培，对电流周围磁场的分布进行了系统研究，得出了一般 规律；生长于英国的法拉第首创了磁力线的概念； 1868年，英国工程杂志首先发表了利用罗盘仪和磁铁探查磁通以发现 炮管上不连续的报告； 1876年，Hering利用罗盘仪和磁铁检查钢轨的不连续，获美国专利； 1918年，美国人Hoke发现，有磁性夹具加持的硬钢块上磨下来的粉末， 会在该钢块表面形成一定的花样，而此花样常与钢块表面裂纹的形态相一 致，被认为是钢块被纵向磁化而引起的，它促进了磁粉检测法的发明；