磁粉探傷機(jī)：磁粉檢測(cè)或磁粉檢驗(yàn),簡(jiǎn)稱MT

點(diǎn)擊數(shù)：2585發(fā)布：2015-07-22　來(lái)源: 探傷機(jī)_磁粉探傷機(jī),_熒光磁粉探傷機(jī)_射陽(yáng)縣探傷機(jī)廠

磁粉檢測(cè)或磁粉檢驗(yàn)，簡(jiǎn)稱MT
 鐵磁性材料在磁場(chǎng)中被磁化時(shí)，材料表面和近表面的缺陷或組織狀態(tài)變化會(huì)使局部導(dǎo)磁率發(fā)生變化，亦即磁阻增大，從而使磁路中的磁通相應(yīng)發(fā)生畸變：一部分磁通直接穿越缺陷，一部分磁通在材料內(nèi)部繞過(guò)缺陷，還有一部分磁通會(huì)離開(kāi)材料表面，通過(guò)空氣繞過(guò)缺陷再重新進(jìn)入材料，因此在材料表面形成了漏磁場(chǎng)（見(jiàn)右圖所示）。一般來(lái)說(shuō)，表面裂紋越深，漏磁通越出材料表面的幅度越高，它們之間基本上呈線性關(guān)系。

 在漏磁場(chǎng)處，由于磁力線出入材料表面而在缺陷兩側(cè)形成兩極（S、N極），偉力無(wú)損檢測(cè)若在此表面上噴灑細(xì)小的鐵磁性粉末時(shí)，表面漏磁場(chǎng)處能吸附磁粉形成磁痕，顯示出缺陷形狀，此即磁粉檢測(cè)的基本原理。

 漏磁場(chǎng)的形成

 應(yīng)當(dāng)明確的是：由于有趨膚效應(yīng)的存在，鐵磁性材料中的磁通基本上集中在材料表面和近表面，因此磁粉檢測(cè)技術(shù)只適用于檢查鐵磁性材料的表面和近表面缺陷。就一般情況而言，用交變磁場(chǎng)磁化的磁通有效透入深度（即檢驗(yàn)深度）為1~2mm左右，而直流磁化時(shí)則約為3~4mm。

 磁粉檢測(cè)的基本工藝程序如下：

 （1）被檢工件的表面制備：

 當(dāng)被檢工件表面粗糙或不清潔時(shí)，容易對(duì)噴灑的磁粉產(chǎn)生機(jī)械掛附，造成偽顯示，干擾檢驗(yàn)的正常進(jìn)行，因此對(duì)進(jìn)行磁粉檢測(cè)的工件要求預(yù)先進(jìn)行清洗，并且要求工件表面光潔度一般應(yīng)≤1.6μm。

 （2）被檢工件的磁化（充磁）：

 被檢工件的磁化方式有許多種，按磁場(chǎng)產(chǎn)生方式分類有：

 a.直接通電法：

 使電流直接通過(guò)被檢工件（全部或局部）以形成磁場(chǎng)，所形成磁場(chǎng)的方向按電流方向以右手定則確定。直接通電法包括對(duì)工件整體通電（夾頭法）和局部通電（支桿法或稱作磁錐法），如右圖上面所示。

 b.線圈法：

 將被檢工件放入通電線圈中，由線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)磁化被檢工件，工件內(nèi)的磁場(chǎng)方向與通電線圈的磁場(chǎng)方向相反。線圈法包括固定線圈法和纏繞電纜法，如右圖中部所示。

 此外，還有直電纜法，利用直電纜產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁化緊鄰的工件，如右圖下部所示。

 c.磁軛法（磁鐵法）：

 利用電磁鐵或永久磁鐵（磁鋼）的磁場(chǎng)對(duì)被檢工件進(jìn)行整體或局部磁化，如下右圖所示。新型的永久磁鐵已經(jīng)采用了稀土類永磁材料-釹鐵硼，它的磁力能達(dá)到普通永久磁鐵的7~10倍。

 d.感應(yīng)磁化法：利用磁感應(yīng)原理，在被檢工件上產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，或者產(chǎn)生感應(yīng)電流后再由感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。感應(yīng)磁化法包括穿棒法（利用通電銅棒產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁化套在銅棒上的環(huán)形工件）和變壓器法（利用初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通經(jīng)過(guò)作為次級(jí)線圈套在磁路上的環(huán)形工件產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而產(chǎn)生磁場(chǎng)用于檢測(cè)），如下面的示意圖所示。

 磁化方式示意圖

 磁軛法磁化示意圖

 實(shí)際上前面所述的線圈法也屬于磁感應(yīng)法。

 e.復(fù)合磁化法：

 在磁粉檢測(cè)中，只有缺陷的取向與磁力線方向垂直或者存在較大的夾角時(shí)，才能有利地形成漏磁場(chǎng)，能夠有效地吸附磁粉形成磁痕而被發(fā)現(xiàn)，上面所述的單一的磁化方法只適合檢查某個(gè)方向的缺陷，為了檢查出可能存在的各種方向的缺陷，因此往往要采取多次不同的磁化方式，使得檢查程序繁瑣，檢測(cè)效率不高。新發(fā)展起來(lái)的復(fù)合磁化法則是希望在檢查過(guò)程中可以同時(shí)檢查不同取向的缺陷，保障檢測(cè)的可靠性并大大提高檢測(cè)效率。

 復(fù)合磁化法是利用直接對(duì)被檢工件通電和線圈磁化同時(shí)進(jìn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢工件的綜合磁化（見(jiàn)下面圖左所示），或者利用交叉磁軛同時(shí)通入有一定相位角差異（例如常用120°）的交流電，產(chǎn)生的是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（在被檢工件上得到近似圓形的平面磁場(chǎng)），或者采用直流磁軛+交流支桿磁化，形成復(fù)合磁場(chǎng)，如下圖所示。

 感應(yīng)磁化法示意圖

 復(fù)合磁化法示意圖

 根據(jù)用于磁化的電流類型，可以分類為：

 a.直流磁化：

 采用直流（恒定電流）或經(jīng)全波整流的脈動(dòng)直流作為磁化電源，其優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得較大的檢驗(yàn)深度（據(jù)資料介紹甚至可以達(dá)到6~8mm的檢查深度），但是給檢驗(yàn)后的工件退磁帶來(lái)一定困難（目前常需要使用低頻直流退磁），而且磁化設(shè)備較復(fù)雜和價(jià)格比較昂貴。

 b.交流磁化：

 以工頻交變電流作為磁化電流，由于電流的波動(dòng)特性帶來(lái)的振動(dòng)作用，能促使磁粉在被檢工件表面跳動(dòng)集聚，因此磁痕形成速度較直流磁化的情況要快，并且退磁容易，但是其缺點(diǎn)是檢驗(yàn)深度較小（一般的有效檢驗(yàn)深度在0.5~1mm范圍）。特別是用交流電作剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，還必須注意控制斷電相位，防止在電流正負(fù)換向經(jīng)過(guò)零位時(shí)斷電，這將會(huì)導(dǎo)致被檢工件未能充上磁而造成漏檢。

 c.半波整流磁化：

 將工頻交流電經(jīng)過(guò)半波整流后作為磁化電流，綜合了直流磁化與交流磁化的優(yōu)點(diǎn)（檢驗(yàn)深度一般可達(dá)到約2~4mm，同樣能促使磁粉在被檢工件表面跳動(dòng)集聚，因此磁痕形成速度較快，而且退磁也比較容易），又避免了各自的缺點(diǎn)，但是由于同樣存在電流從零到峰值的波動(dòng)變化，因此仍必須注意控制斷電相位，此外對(duì)磁化設(shè)備要求較高，價(jià)格也是比較昂貴的。

 根據(jù)磁粉檢驗(yàn)的方法不同（即噴灑磁粉和觀察評(píng)定的時(shí)機(jī)不同），可以分類為：

 a.外加法（連續(xù)法）：在對(duì)被檢工件充磁（磁化電流不斷開(kāi)）的同時(shí)噴灑磁粉（磁懸液）并進(jìn)行觀察評(píng)定。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能以較低的磁化電流達(dá)到較高的檢測(cè)靈敏度，特別是適用于矯頑力低、無(wú)損檢測(cè)資源網(wǎng)剩磁小的材料（例如低碳鋼），缺點(diǎn)是操作不便、檢驗(yàn)效率低。

 b.剩磁法：利用被檢工件充磁后的剩磁進(jìn)行檢驗(yàn)，即可以對(duì)工件充磁后，斷開(kāi)磁化電流后再噴灑磁粉（磁懸液）和進(jìn)行觀察評(píng)定。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、檢驗(yàn)效率高，缺點(diǎn)是需要較大的充磁電流（約為外加法所用磁化電流的三倍），要求被檢工件材料具有較高的矯頑力和剩磁（以保證充磁后的剩磁能滿足檢驗(yàn)靈敏度的需要），并且在使用交流電或半波整流作為磁化電流時(shí)，必須注意控制斷電相位。

 工件磁粉檢驗(yàn)的靈敏度除了與工件自身?xiàng)l件（鐵磁特性、幾何形狀、表面光潔度等）有關(guān)外，最重要的就是磁化規(guī)范的參數(shù)選擇，即直接通電法時(shí)的磁化電流（種類、大小），或者線圈法時(shí)的磁勢(shì)（以磁化安匝數(shù)表示，即磁化電流與線圈匝數(shù)的乘積），或者磁軛的提升力等等，這些參數(shù)將直接影響被檢工件上磁化強(qiáng)度的大小，亦即直接影響漏磁場(chǎng)的大小。因此，為了正確確定工件的磁化規(guī)范，往往要采用特斯拉計(jì)（高斯計(jì)）或磁場(chǎng)指示器，或者簡(jiǎn)易試片（靈敏度試片），或者靈敏度試塊等等來(lái)檢查、驗(yàn)證工件上的磁化強(qiáng)度是否適合。

 （3）施加磁性介質(zhì)：

 工件被磁化后應(yīng)施加磁性介質(zhì)以檢測(cè)漏磁場(chǎng)的是否存在，根據(jù)被施加的磁性介質(zhì)的狀態(tài)，可以分類為：

 干粉法-直接將干燥的磁粉噴撒在被磁化工件的表面，這種方法多用于工程現(xiàn)場(chǎng)或大型工件（例如鐵路機(jī)車的連桿、車軸等）的磁粉檢驗(yàn)，但其檢驗(yàn)靈敏度相對(duì)于濕法是較低的。

 濕法-以水為載體，加入適量的磁粉和適當(dāng)?shù)奶砑觿ㄏ輨⒎栏g劑、潤(rùn)濕劑等），攪拌均勻后即成為水磁懸液。或者用變壓器油+煤油，或者無(wú)味煤油等作為載體，加入適量的磁粉并攪拌均勻，即成為油磁懸液。水磁懸液和油磁懸液就是濕法磁粉檢驗(yàn)中使用的磁性介質(zhì)。在磁粉檢驗(yàn)中，可以把磁懸液利用噴灑工具（噴嘴、噴壺等）噴灑或澆灑在被磁化的工件上，或者將被磁化的工件浸沒(méi)在磁懸液中再提出（剩磁法），磁懸液中的磁粉隨載體在工件上流動(dòng)，遇到存在漏磁場(chǎng)處將被吸附形成磁痕而被觀察到。在濕法檢驗(yàn)中，水磁懸液相比油磁懸液有較高的靈敏度，但是容易導(dǎo)致工件發(fā)生銹蝕。

 此外，還可以采用靜電噴涂法施加干的或濕的磁介質(zhì)（磁粉）。

 磁粉的功用是作為顯示介質(zhì)，其種類包括有：

 a.黑磁粉-成分為四氧化三鐵（Fe3O4），呈黑色粉末狀，適用于背景為淺色或光亮的工件。

 b.紅磁粉-成分為三氧化二鐵（Fe2O3），呈鐵紅色粉末狀，適用于背景較暗的工件。

 c.熒光磁粉-在四氧化三鐵磁粉顆粒外裹有熒光物質(zhì)，在紫外線輻照下能發(fā)出黃綠色熒光，適用于背景較深暗的工件，特別是由于人眼色敏特性的原因，使得以熒光磁粉作磁介質(zhì)的磁粉檢驗(yàn)較之其他磁粉具有更高的靈敏度。

 d.白磁粉-在四氧化三鐵磁粉顆粒外裹有白色物質(zhì)，適用于背景較深暗的工件。
 為了便于現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的使用，目前商品化的磁介質(zhì)種類很多，除了有黑、紅、白磁粉，熒光磁粉，還有球形磁粉（空心、彩色，用于干粉法），還有事先配置好的磁膏、濃縮磁懸液，還有磁懸液噴罐等等，以及為了提高背景深暗或者表面粗糙工件的可檢驗(yàn)性而提供的表面增白劑（反差增強(qiáng)劑）等。
 為了保證磁粉檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性，對(duì)磁粉（包括磁性、粒度、形狀）以及磁懸液的濃度、均勻性、懸浮性等均需要經(jīng)過(guò)校驗(yàn)合格后才能使用，并且在使用過(guò)程中也需要定期校驗(yàn)，此外對(duì)于觀察評(píng)定時(shí)環(huán)境的白光照度，或者熒光磁粉檢驗(yàn)時(shí)使用的紫外線燈的紫外線強(qiáng)度等等，也是屬于校驗(yàn)的項(xiàng)目，以求保證檢驗(yàn)質(zhì)量。
 （4）觀察評(píng)定：
 不同類型的缺陷會(huì)顯示出不同形態(tài)的磁痕，結(jié)合對(duì)被檢工件的材料特性、加工工藝、使用情況等方面的了解，是比較容易根據(jù)磁痕的顯示判斷出缺陷的性質(zhì)的，但是對(duì)于缺陷深度的評(píng)定則還是比較困難的。
 （5）退磁：
 如果在經(jīng)過(guò)磁粉檢驗(yàn)后還要進(jìn)行溫度超過(guò)居里點(diǎn)的熱處理或者熱加工，這樣的工件可以不必進(jìn)行退磁處理。一般的工件在經(jīng)過(guò)磁粉檢驗(yàn)后均應(yīng)進(jìn)行退磁處理，以防止殘留磁性在工件的后續(xù)加工或使用中產(chǎn)生不利的影響。退磁的方法主要是采用交流線圈通電的遠(yuǎn)離法，或者不斷變換線圈中直流電正負(fù)方向并逐步減弱電流大小至零的退磁等，退磁程度的檢驗(yàn)則通常使用如磁強(qiáng)計(jì)等袖珍型測(cè)磁儀器來(lái)檢查。
 磁粉檢驗(yàn)是一項(xiàng)發(fā)展歷史較長(zhǎng)、比較成熟的無(wú)損檢測(cè)方法，并且已經(jīng)有著廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)結(jié)果直觀、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)成本低，而且檢測(cè)效率高。其缺點(diǎn)是無(wú)法確知缺陷的深度和只適合檢查鐵磁性材料的表面和近表面缺陷，另外其觀察評(píng)定必須由檢測(cè)人員的眼睛觀察，難以實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果還只能通過(guò)照相或貼膜等方式處理。