第四章 磁化方法

LOGO第四章磁化方法磁粉检测主要内容磁化电流1磁化方法2退磁方法3检测技术4&4.1磁化电流&4.1磁化电流一、交流电AC——大小和方向随时间按正弦规律变化的电流♣对表面缺陷的灵敏度高；♣容易退磁♣电流易得，设备结构简单♣能够实现感应电流法磁化♣能够实现多向磁化♣磁化变截面工件磁场分布较均匀♣有利于磁粉迁移♣用于评价直流电磁化发现的磁痕显示♣适用于在役工件的检验♣交流电磁化时工序间可以不退磁&4.1磁化电流一、交流电AC集肤效应——当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过，这种现象叫集肤效应二、直流电DC优点局限——大小和方向都不变♣退磁最困难♣不适用于干法检验♣退磁场大♣工序间要退磁♣磁场渗入深度大♣剩磁稳定♣适用于镀铬层下检测&4.1磁化电流&4.1磁化电流三、整流电——通过对交流电整流而获得单相半波单相全波三相半波三相全波按检测缺陷深度大小排列的顺序是：三相全波三相半波单相全波单项半波&4.1磁化电流三、整流电单相半波HW♣兼有直流的渗入性和交流的脉动性♣剩磁稳定♣有利于进表面缺陷的检测♣能提供高的灵敏度和对比度♣供电负荷小♣退磁较困难♣检测缺陷深度较小♣使用效率较低优点局限&4.1磁化电流三、整流电♣退磁困难♣退磁场大♣变截面工件磁化不均匀♣不适用于干法检验♣周向和纵向磁化的工序间一般要退磁优点局限三相全波FWDC♣具有很大的渗透性和很小的波动性♣剩磁稳定♣适用于检测近表面缺陷♣设备需要输入的功率小&4.1磁化电流四、冲击电流&4.1磁化电流五、如何选用磁化电流☻用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷灵敏度高☻交流电的渗入深度，不如整流电和直流电☻交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器☻交流电磁化连续法检验主要与有效值电流有关，剩磁法检验与峰值电流有关☻整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越小☻单相半波整流电磁化干法检验，对工件进表面缺陷灵敏度高☻三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷☻直流电可检测工件进表面最深的缺陷☻冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备&4.2磁化方法一、磁场方向与发现缺陷的关系二、选择磁化方法应考虑的因素☻工件的尺寸大小☻工件的外形结构☻工件的表面状态☻缺陷的产生部位和方向&4.2磁化方法三、磁化方法的分类周向磁化纵向磁化多向磁化&4.2.1周向磁化周向磁化circumferentialmagnetization偏置导体法中心导体法通电法支杆法环形工件绕电缆法感应电流法一、通电磁化法conducting&4.2.1周向磁化磁场分布fielddistribution:一、通电磁化法conducting磁场方向fielddirection:周向circumferential检测缺陷方向defectdetected:纵向longitudinaldefect工件内部周向；circularfieldinthepart最大：外表面；max:onoutersurface&4.2.1周向磁化一、通电磁化法conducting优点♣磁化方便♣产生周向磁场♣通电电流与工件长度无关♣磁化规范容易计算♣无退磁场♣可进行大面积磁化♣工艺简单，效率高♣较高灵敏度局限♣易产生电弧烧伤工件♣不能检测空心工件内表面♣夹持细长工件时，易使工件变形应用applications:实心或空心件solidorhollowparts&4.2.1周向磁化二、中心导体法/穿棒法centralconductor/threadingbar磁场方向fielddirection:工件周围周向；circularfieldaroundthepart;最大：内表面；max:innersurface&4.2.1周向磁化二、中心导体法/穿棒法centralconductor/threadingbar优点♣不会产生电弧♣可检测空心工件♣可一次磁化多个小工件♣工艺简单，效率高♣较高灵敏度局限♣外表面灵敏度低于内表面♣大直径空心工件，需采用偏置法♣仅适用于有孔工件应用applications:空心件hollowparts&4.2.1周向磁化三、偏置导体法offsetthreadingconductor磁场方向fielddirection:工件周围周向；circularfieldaroundthepart最大：内表面；max:innersurface优点♣对内外表面纵向及两端径向缺陷灵敏局限♣局部磁化，效率低应用applications:空心件hollowparts&4.2.1周向磁化四、支杆法/触头法prods&4.2.1周向磁化四、支杆法prods磁场方向fielddirection:两电极周围近似周向；similarcircularfieldaroundthetwoprods最大：两极周围；max:aroundthetwoprods&4.2.1周向磁化四、支杆法prods优点♣设备轻便♣可进行局部检测♣检测灵敏度高局限♣磁化区域较小♣易导致工件过热、烧伤♣费时应用applications:焊缝；大工件局部检测半波整流干粉检测注意caution:材料material：Te,Al间距gapbetweentwobar：150~200mmmax:200mm,min:50mm电流current：半波整流电HWcurrent&4.2.1周向磁化五、感应电流法将铁心插入环形工件内，把工件当作变压器的次级线圈，通过铁芯中的磁通的变化，在工件内产生周向感应电流，用感应电流磁化工件产生闭合磁场的方法&4.2.1周向磁化优点♣非电接触，避免烧伤工件♣工件不会变形五、感应电流法应用applications:环形工件圆周方向的缺陷&4.2.1周向磁化六、环形工件绕电缆法优点♣易磁化，无退磁场♣非电接触，避免烧伤工件局限♣操作困难♣效率低，不适合批量检测&4.2.1周向磁化&4.2.2纵向磁化纵向磁化longitudinalmagnetization电磁轭永久磁铁线圈&4.2.2纵向磁化一、固定式电磁轭stationaryelectromagnet&4.2.2纵向磁化注意caution:•只有磁极截面大于工件截面时，才能获得好的探伤效果•应尽量避免工件与电磁轭之间的空气隙•当极间距大于1m时，工件不能得到必要磁化•形状复杂且较长工件，不宜采用该法一、固定式电磁轭stationaryelectromagnet优点♣磁感应强度大♣整体磁化局限♣工件不可太长&4.2.2纵向磁化二、便携式电磁轭portableelectromagnet&4.2.2纵向磁化二、便携式电磁轭portableelectromagnet磁场方向fielddirection:近似纵向，两磁极间的椭圆；最大：两磁极周围similarlongitudinalfield,ellipsebetweentwobar,max:aroundthetwobar&4.2.2纵向磁化二、便携式电磁轭portableelectromagnet优点♣非电接触♣可发现任何方向缺陷♣便于携带♣可检验带漆层工件♣检测灵敏度高局限♣形状复杂工件难检验♣磁场强度随磁间距变化♣检验区域较小♣费时应用applications:焊接件及各种大、中型工件的局部检验&4.2.2纵向磁化三、线圈法coil磁场方向fielddirection:纵向磁场lngtdnlfield横截面：中心最小；内壁最大纵截面：中心最大；往两端衰减&4.2.2纵向磁化优点♣非电接触♣方法简单♣容易得到纵向磁场♣较高灵敏度♣整体/局部磁化局限♣L/D对退磁场和灵敏度有影响♣工件端面检测灵敏度低♣工件存在端部效应三、线圈法coil应用轴类零件注意caution:•工件轴线与线圈轴线平行•可将工件紧贴线圈内壁放置进行磁化•对长工件，应分段磁化并保证10%重叠•几个短零件相互连接•对单个短零件使用加长杆•对不能放进螺管线圈的大型工件，可采用绕电缆法磁化&4.2.2纵向磁化四、永久磁铁permanentmagnet磁场方向fielddirection:近似纵向，两磁极间的椭圆；最大：两磁极周围优点♣不需电源♣对横向缺陷敏感♣局部磁化♣无电击局限♣磁场强度比电磁轭小♣灵敏度低；♣磁场强度不可调♣磁轭移动困难应用现场检测&4.2.2纵向磁化&4.2.3多向磁化施加磁场纵向X：周向Y：一、摆动磁场00sinxyHHHHt22max0min0maxmin44xyxyyxHHHHHHHHHHtgHH合成磁场：大小：方向：二、旋转磁场施加磁场：同幅度，同频率，相位差α合成磁场：大小：方向：00:cos:cosxyXHHtYHHt221xyxyxyHHHHHHtgHH&4.2.3多向磁化磁化方法选择:工件大小•小工件：整体磁化•大工件：局部工件表面状态工件形状•简单：单一磁化•复杂：多种磁化工件数量•粗糙：通电•光滑：感应不连续性可能取向•多：多向或自动•少：分二次磁化•纵向：周向•周向：纵向&4.2.3多向磁化&4.3退磁一、退磁的产生与影响影响下一次磁化效果影响其它测试装置的使用影响工件表面质量影响其它工艺的进行造成污染二、实现退磁的原理磁场的换向：不断反转磁化场中的试件不断改变磁化电流和磁场方向将磁化装置不断进行180旋转，使磁场反复换向磁场强度的减少：不断减少退磁场电流使试件逐步远离退磁磁场是退磁磁场逐渐远离试件退磁——消除材料磁化后的剩余磁场使其达到无磁状态的过程&4.3退磁三、实现退磁的方法1、交流电退磁通过法线圈法：线圈不动工件动，衰减磁场到零线圈法：工件不动线圈动，衰减磁场到零通过法&4.3退磁三、实现退磁的方法1、交流电退磁衰减法线圈法：线圈工件都不动，衰减磁场到零通电法：两磁化夹头夹持工件，衰减电流到零触头法：两触头接触工件，衰减电流到零交流磁轭法：交流电磁轭通电时离开工件，衰减磁场到零衰减法&4.3退磁三、实现退磁的方法2、直流电退磁直流换向衰减退磁超低频电流自动退磁&4.3退磁三、实现退磁的方法3、热处理去磁法4、振动去磁法&4.3退磁四、退磁注意事项退磁用的磁场强度，应大于磁化时最大磁场强度周向磁化过的工件，应将之纵向磁化后再退磁退磁电流类型复合磁化电流类型线圈通过法退磁时应注意退磁机与退磁工件东西放置退磁后的工件原理磁化装置五、退磁测量&4.3退磁&4.4检验方法一、连续法——在外加磁场磁化的同时，将磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉检测的方法操作要点•湿连续法•干连续法一、连续法优点•适用于任何铁磁性材料•最高的检测灵敏度•可用于多向磁化•交流磁化不受断电相位的影响•能发现近表面缺陷•可用于湿法和干法检验应用范围•适用于所有铁磁性材料和工件•工件形状复杂不易得到所需剩磁时•表面覆盖层较厚的工件•使用剩磁法检验时，设备功率达不到时局限•效率低•易产生非相关显示•目视可达性差&4.4检验方法二、剩磁法——在停止磁化后，再将磁悬液施加到工件上进行磁粉检测的方法操作要点•通电时间：0.25~1s•浇磁悬液2~3遍，保证工件各个部位充分润湿•若浸入搅拌均匀的磁悬液中，在10~20s后取出检验•磁化后的工件在检验完毕前，不要与任何铁磁性材料接触，以免产生磁写&4.4检验方法二、剩磁法优点•效率高•足够的检测灵敏度•缺陷显示重复性好，可靠性高•目视可达性好，可用湿连续法检测管子内表面•易实现自动化检测•能评价连续法检测出的磁痕显示属于表面还使近表面缺陷显示•可避免螺纹根部、凹槽和尖角处磁粉过度堆积应用范围•凡经过热处理的高碳钢和合金结构钢，矫顽力〉1000A/m，剩磁〉0.8T•凡因工件几何形状限制连续法难以检验的部位；•用于评价连续法检验出的磁痕显示属于表面还是近表面缺陷显示；局限•只适用于剩磁和矫顽力达到要求的材料•不能用于多向磁化•检测缺陷的深度小，发现近表面缺陷灵敏度低•不适用于干法检验&4.4检验方法三、湿法——将磁粉悬浮在载液中进行磁粉检测的方法应用范围•适用于灵敏度要求高的工件•适用于大批量工件的检验•适用于检测表面微小缺陷操作要点•连