磁粉检测

∴I=（4～5）L=（600～750）A
5.3.3.5 线圈法磁化规范
1. 用连续法检验的线圈法磁化规范
(1)低填充因数线圈——线圈横截面积与被检工 件横截面积之比≥10
1）当工件贴紧线圈内壁放置时，线圈的安匝数
为：
IN 45000 L /D
（±10%）
2）当工件正中放置于线圈中心时，线圈的安匝
磁化电流仍按表2-1中的公式计算，只是工件直径 D要按芯棒直径加两倍工件壁厚之和计算。
[例]有一钢管，规格为φ 180×17×1000，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，

取整数N=7
6.3
答：当芯棒直径为25mm时，用偏置芯棒法全面检 验钢管需472～855A磁化电流，钢管应移动7次。
5.3.3.4 触头法磁化规范
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。
解：Deff D0 2 DI 2 1002 802 60 （mm）
代入公式得：L/D=L/Deff=600/60=10
[例2]将例1中工件放入直径为200mm，绕5匝的线圈中， 求所需磁化电流值？
解：Y=π ×1002/π ×502=4 代入中填充系数线圈公式3-10中

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
T≥19
I=（4～5）L
注： I──磁化电流A；
L──两触头间距。
[例]：有一板材对接焊缝，板厚=20mm，采用触头间距固定为
150mm的仪器来检查，需要多大磁化电流？
解： ∵L=150mm，T=20mm
(3)中填充因数线圈——线圈横截面积与被检工
件横截面积之比≥2并＜10倍时，线圈的安匝数
为：
IN

(IN
)h
10 Y 8

(IN
Y )1
2 8
式中：(IN)l——低填充时的安匝数；

(IN)h——高填充时的安匝数。
填充因数Y——线圈横截面积与被检工件横
截面积之比。

对于中空的非圆筒形工件，Deff的计算为：Deff 2
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。
AC
FWDC（三相全 波）
I=（8~15）D
I=（12~32）D
剩磁法
I=（25~45）D
I=（25~45）D
注：
I－磁化电流，A； 圆柱形工件 D－工件直径，mm 对于非圆柱形工件，当量直径D=周长/π ，mm

中心导体法可用于检测工件内、外表面与电 流平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷。外表面检 测时应尽量使用直流电或整流电。
1 磁化规范：对工件磁化，选择磁化电流值或磁场 强度值所遵循的规则。
2 制定磁化规范应考虑因素
①、根据工件的材料、热处理和磁特性，确定采用连
续法还是剩磁法；
②、根据工件的尺寸、形状、表面状态和要检出的缺
陷的种类、位置、形状和大小，确定磁化方法、磁化电 流种类和有效磁化区。
3 制定磁化规范的方法
(1)用经验公式计算 (2)用毫特斯拉计测量工件表面的切向磁
场强度 (3)利用材料的磁特性曲线 (4)用标准试片确定
5.3.3.2 通电磁化法和中心导体法磁化规范
通电磁化法和中心导体法的磁化规范按下表 计算
表2.1 通电磁化法和中心导体法磁化规范
检验方法 连续法
磁化电流计算公式
局限性： (1)退磁困难。 (2)变截面工件磁化不均匀。 (3)不适用于干法检验。 (4)周向和纵向磁化的工序之间一般要 退磁。
五、 磁化电流选用原则
(1)交流电的渗入深度，不如整流电和直流电； (2)用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷检测灵敏
度高； (3)整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷
适用于各种有孔的工件如轴承圈、空心圆 柱、齿轮、螺帽、环形件、管子、管接头 和空心焊接件等。
4．偏置心棒法
偏心导体法周向磁化
用于局部检验空心工件内、外表面与电流方向平行和端面 的径向缺陷。
5. 触头法
触头法周向磁化
适用于焊接件及各种大中型工件的局部检验。
6. 感应电流法
薄壁环形工件，内插铁芯同交变磁场，变压器效 应，工件中感应圆周电流
(3)退磁容易。 (4)能够实现感应电流法磁化。 (5)可以实现多向磁化。
(6)磁化变截面时工件磁场分布较均匀。
(7)有利于磁粉的迁移。
(8)交流电磁化时工序间可以不退磁。
局限性
(1)剩磁法检验时受交流电断电相位影响。
(2)探测缺陷深度小。
交流电的大小和方向，随时间周期变化，当 用剩磁法检测工件，在不同相位断电时工件中的 剩磁也不同，有时大、有时小，甚至为零，易造 成缺陷漏检，为了每次断电都能获得稳定的最大 剩磁，所以用于剩磁法的交流探伤设备，必须加 装断电相位控制器。确保交流电一定在π或2 π处 断电，以保证检测结果。
IN

(IN)h
10 Y 8

(IN)1
Y
8
2

0.75(NI )h

0.25(NI )l

式中：( NI )1

45000 L/D

45000 10

4500
(NI )h
35000 (L / D) 2
35000 12
2920
∴ NI=0.75×2920+0.25×4500=3315 ∴I=3315÷5=663(A)
7. 复合磁化
（1）纵向直流磁化与周向交流磁化复合
（2）交叉磁轭复合磁化
旋转磁场
（3）交叉线圈复合磁化
（4）纵向感应磁化与周向交流磁化复合
(5)平行电缆法
用与被检区域平行的电缆作周向磁化可以检测该 区域存在的纵向裂纹。
5.3.3 磁化规范
对工件磁化，选择磁化电流值或磁场强度值时所遵循的规则称为 磁化规范。
4 辅助通电法 通电导体置于工件受检部位而进行局部磁化的方 法。 仅用于常规磁化方法难以磁化的工件或部位.
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
二、 磁化方法分类
2 纵向磁化
将电流通过环绕工件的线圈，沿工件纵长方向进行磁 化的方法。
工件中的磁力线平行于线圈的中心轴线。 主要用于发现与工件轴向垂直的周向缺陷。
二、 磁化方法分类
3 多向磁化 复合磁化方法。 工件中的磁场随时间成圆形/椭圆形或螺旋形变化。 用于发现各个方向的缺陷。
[例] 一截面为50mm×50mm，长为1000mm的 方钢，要求工件表面磁场强度为8000A/m，求所 需的磁化电流值？
解：当量直径 D＝50×4/π ≈64(mm)

I＝8000×64/320＝1600(A)
5.3.3.Baidu Nhomakorabea 偏置芯棒法磁化规范
当采用中心导体法磁化时，若工件直径大、设备 的功率不能满足时，可采用偏置芯棒法磁化。应 依次将芯棒紧靠工件内壁停放在不同位置，以检 测整个圆周，在工件圆周方向表面的有效磁化区 为芯棒直径d的4倍，并应有不小于10%的磁化重 叠区。
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。
适用于实心和空心工件的检测，如焊接件、机加工件、轴 类、管子、铸钢件和锻钢件等。
线圈法纵向磁化
Coil on Wet Horizontal Inspection Unit
第五章 磁粉检测技术
5.1 磁粉检测技术简介 5.2 磁粉检测物理基础 5.3 磁化方法和磁化规范 5.4 磁粉检测设备 5.5 磁粉检测材料 5.6 磁粉检测工艺 5.7 磁痕分析与工件验收
5.3 磁化方法和磁化规范
5.3.1 磁化电流 5.3.2 磁化方法 5.3.3 磁化规范
制定方法
规范
(1)经验公式计算。
通电法和中心导体法磁化规范
(2)用毫特斯拉计（高斯）测量 工件表面的切向磁场强度。
(3)测绘钢材的磁特性曲线。 (4)用标准试片确定磁化规范。
偏置心棒法磁化规范 触头法磁化规范 线圈法磁化规范 磁轭法的磁化规范 感应电流法的磁化规范
5.3.3.1 磁化规范及其制定
的能力越小： (4)单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面缺陷的检
测灵敏度高； (5)三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷； (6)冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备。
5.3.2 磁化方法
5.3.2.1 选择磁化方法应考虑的因素 5.3.2.2 磁化方法分类 5.3.2.3 各种磁化方法
Portable Coil
2. 磁轭法
局部纵向磁化
磁轭的磁极间距应控制在75mm～ 200mm之间，检测的有效区域为两极连线 两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有 不少于15mm的重叠
3．中心导体法
中心导体法周向磁化
用于检查空心工件内、外表面与电流平行 的纵向不连续性和端面的径向不连续性。
数为：
IN 1690R
（±10%）
6L / D 5
(2)高填充因数线圈——线圈横截面积与被检工件横截面 积之比＜2倍时， 线圈的安匝数为：
IN 35000 L/D2
以上各式中： I－施加在线圈上的磁化电流，A； N－线圈匝数； R－线圈半径，mm； L－工件长度，mm； D－工件直径或横截面上最大尺寸，mm。
答：需663A磁化电流值。

N=5，
5.3.3.6 磁轭法
（1）磁轭法磁化时，两磁极间距一般应控制在75200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm 的范围内，磁化区域每次应有不小于15mm重叠。
( At Ah )

式中：At——工件总的横截面积，mm2；

Ah——工件空心部分横截面积，mm2。
对于圆筒形工件，Deff的计算为：Deff
式中：D0=圆筒外直径，mm；

DI=圆筒内直径，mm。
（6）举例
D0 2 DI 2
[例1]有一空心圆筒形工件，长600mm，外径100mm，内径 80mm，求L/D值？
二、 直流电
直流电主要是通过蓄电池组或直流发电机供电，但 调节和使用不方便，退磁困难。
优点有： 1、磁场渗入深度大（检测的缺陷深度是最大的）； 2、剩磁稳定，剩磁能有力的吸住磁粉，便于评定； 3、适用于镀铬层下裂纹的检验，以及闪光电弧焊中 的近表面裂纹和焊接件根部的未焊透和未熔合的检验。
局限性： 退磁困难；不适合于半干法检验；退磁场大；工序 间要求退磁。
I=（8～15）×（25+2×17）=（472～885）A
又因为检测范围为：4D=4×25=100（mm）
钢管外壁周长为：L=π φ =3.14×180≈570 （mm）
考虑到检测区10%的重叠，所以完成全部表面
的检验需移N 动4D芯1L棒10次% 数10为0570：0.9
5.3.1 磁化电流
为了在工件上产生磁场而施加的电流。
交流电 直流电 整流电
1．单相半波整流电 2．三相全波整流电
冲击电流
一、 交流电
趋肤效应：
优点
(1)电源设备结构简单。
交变电流通过导体时，导 (2)对表面缺陷检测灵敏度高。
体表面的电流密度较大而 内部电流密度较小的现象。
三、单相半波整流电
优点： (1)兼有直流的渗入性和交 流的脉动性。 (2)剩磁稳定。 (3)有利于磁粉的迁移。 (4)能提供较高的灵敏度和 对比度。
局限性。 退磁困难 检测深度小
四、三相全波整流电
优点： (1)具有很大的渗透性和很小的脉动性。 (2)剩磁稳定。 (3)设备需要输人的功率小。