磁粉探伤基础知识

1磁粉探伤常州精棱铸锻有限公司人力资源部2磁粉探伤（1）适用范围：磁粉探伤是一种表面探伤方法。适用于探测钢铁等磁性材料制成的被检物表面和近表面缺陷。如探测轧制钢材、铸件、锻件、焊缝和机加工零件表面缺陷，近表面的细小缺陷。对奥氏体不锈钢、铜、铝等非磁性材料根本不适用。（2）磁化方法及注意事项：①将大电流直接通过被检物使其磁化，称为周向磁化。②将电流通过导电线圈使被检物磁化，称为纵向磁化。③磁粉探伤后注意零件的退磁工作。3磁粉探伤机图示4磁粉探伤方法1、探伤方法的分类根据不同的分类条件，探伤方法的分类如表1所示。5表1探伤方法分类分类条件分类名称施加磁粉的磁化时间连续法、剩磁法磁粉种类荧光磁粉、非荧光磁粉磁粉的分散剂干法、湿法磁化电流的种类交流、直流、脉动电流、冲击电流磁化方法轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、穿棒法、交叉磁轭法、感应电流法磁化方向周向磁化、纵向磁化、旋转磁场、复合磁化62、探伤装置2.1探伤装置应能对试件完成磁化、施加磁粉、提供观察条件及退磁等四道工序。如无必要，可不带退磁装置。2.2探伤装置应适合试件的形状、尺寸、材质、表面状态并满足对缺陷的检测要求。能有效和安全地进行探伤。2.3磁化装置有电流法和永久磁铁法两种。电流法中又可分成交流、直流、脉动电流、冲击电流、旋转磁场等。2.4湿法中的磁悬液施加装置，应在磁悬液槽内设置搅拌机构，使均匀弥散着磁粉的磁悬液能稳定地施加到试件上去而不影响已生成的磁痕。72.5干法中的磁粉施加装置，必须使干燥的磁粉始终呈均匀分散状态，能稳定地把磁粉施加到试件上去而不影响已生成的磁痕。2.6使用荧光磁粉或荧光磁粉磁悬液探伤时，要采用黑光灯照射装置，该装置辐射波长为320~400nm。在距离黑光灯380mm的试件表面。紫外线辐照度原则上应大于800μW/cm2，或按GB/T5097间接进行测定。2.7退磁装置应能根据试件的用途将剩磁减小到指定的限度，剩磁感应强度应低于0.3mT。2.8探伤装置须定期校验，一般规定每年校验一次，包括对电流表、计时装置、黑光灯照射装置的性能确认。83.磁粉及磁悬液3.1磁粉按施加时的不同分散媒介，可以分为干法和湿法两种，按磁粉显示方法的不同，可分为荧光磁粉和非荧光磁粉两种。3.2根据试件的材质、表面状态的不同，磁粉应具有适当的磁性、粒度、分散性及色彩。磁悬液还要具有悬浮性。3.3湿法中用水作载液时应加入适量分散剂、消泡剂、防锈剂和表面活性剂。用油作载液时，采用闪点不低于94℃的无味煤油或变压器油，运动粘度需在5mm2/s(5cSt)以下。93.4磁悬液中的磁粉浓度应根据磁粉种类、粒度以及施加磁粉的方法、时间来确定，磁悬液中每单位容积（1L）所含磁粉的质量为磁悬液的浓度单位（g/L）。一般非荧光磁粉采用2~10g/L，荧光磁粉采用0.2~2g/L。磁悬液的磁粉浓度测定方法见附录B（参考件）。4.标准试片及对比试片4.1A型标准试片104.1.1A型标准试片用来检查探伤装置、磁粉、磁悬液的综合性能以及连续法中试件表面的有效磁场强度和方向、有效探伤范围、探伤操作是否正确等。这种试片必须经有关计量部门鉴定。4.1.2A型标准试片分高、中、低三种灵敏度，其型号中的分数值越小，则要求能显示磁痕的有效磁场强度越高。此灵敏度不代表实际能检测缺陷的大小。4.1.3A型标准试片中有圆形和十字形人工槽，几何尺寸如图1所示。A型标准试片型号，相对槽深与材质如表2所示。11表2A型标准试片型号相对槽深*μm灵敏度材料A-15/10015/100±4高超高纯低碳纯铁A-30/10030/100±8中（C＜0.03%，HC＜80A/m经退火处理）A-30/10060/100±15低同上124.1.4应根据对探伤灵敏度的要求，选用相应的A型标准试片。当需要更强的有效磁场时，可用标准试片型号的倍数来表示，例如A-30/100×2表示进行探伤的磁化电流应为A-30/100型试片上获得磁痕的磁化电流的2倍。4.1.5使用A型标准试片时，应将没有人工槽的一面置于外侧，并用粘胶纸将试片紧贴在探伤面上。注意粘胶纸不可贴没人工槽相对应的部位。4.1.6对A型标准试片施加磁粉时，应采用连续法。4.1.7A型标准试片的形状、尺寸发生变化后，不得继续使用。135.探伤操作探伤操作包括前处理、磁化、施加磁粉、磁痕的观察、记录、退磁等各项操作。应按探伤要求适当地组织这些操作项目。5.1前处理5.1.1试件处理的范围必须大于探伤范围，焊缝处原则上应由探伤范围向母材方向扩大20mm。5.1.2部件原则上应分解为单一零件，如经磁化的零件，必要时应退磁后再探伤。145.1.3如试件上的油脂或其他附着物、涂料、镀层等影响探伤灵敏度或使磁悬液受到污染时，必须把它们清除掉，并洗干净。5.1.4使用干磁粉或使用与清洗液性质不同的磁悬液时，必须使试件表面干燥。5.1.5为了防止试件烧损，提高通电效果，必须使试件与电机接触良好，必要时应在电极上防止导电衬垫。5.1.6对油孔或其他难以去除内部磁粉的部位，可在探伤前用适当的物质把它们堵住。156.磁化6.1磁化时，要根据探伤装置的特性，试件的磁特性、形状、尺寸、表面状态、缺陷性质等，确定施加磁粉的磁化时期以及需要的磁场方向和磁场强度，然后选定磁化方法、磁化电流的种类、电流值及有效探伤范围。在需要检查磁场强度和方向时，可采用4.1条所述的A型标准试片进行检验，也可用其他测磁仪表测量。6.2各种磁化方法定义及说明如表3所示，16表3磁化方法名称说明轴向通电法沿试件轴向通电流、环绕试件的圆周建立磁场。触头法电流通过触头型电机、使试件局部磁化的方法。线圈法线圈通电流、磁通沿着线圈内试件的长轴方向通过的磁化方法。磁轭法借助永久磁铁或电磁铁将磁场导入试件的磁化方法穿棒法将导电棒或电缆从试件内孔或开口穿过，并通电流磁化的方法感应电流法对穿过试件孔穴的磁导体施加交变磁场，使试件中感应电流而进行磁化的方法。176.3施加磁粉6.3.1施加磁粉时，应将适量的、分布均匀的磁粉施加在有效探伤范围的探伤面上，使之吸附在缺陷部位，此时必须使探伤面不再被磁粉玷污，以形成对比良好的缺陷磁痕。为此，应根据试件的磁特性、形状、尺寸、表面状态、磁化方法及探伤环境，选择合适的磁粉和分散剂种类、磁悬液浓度以及磁粉施加方法。6.3.2在连续法探伤时，应在磁化过程中完成施加磁粉。此时必须注意磁化结束后形成的磁痕不要被流动着的分散剂所破坏。6.3.3用剩磁法探伤时，磁粉应在磁化结束后施加，必须注意施加磁粉前其他强磁体不得接触试件。186.3.4采用干法时，必须确认磁粉和探伤面已完全干燥后，再把适量的磁粉轻轻地喷洒到试件上。为了便于形成缺陷磁痕，可以轻微地振动探伤面或利用柔和的气流去除多余的磁粉，但必须注意不得破坏已形成的缺陷磁痕。6.3.5采用湿法时，应确认整个探伤面能被磁悬液良好的湿润后再把磁悬液浇在探伤面上，或将试件浸渍在磁悬液中，磁化后轻轻取出。无论哪一种方法，都要注意不使探伤面上磁悬液流速过快。196.4磁痕的观察6.4.1磁痕的观察必须在磁痕形成后立即进行。6.4.2采用非荧光磁粉时，必须在能清楚识别磁痕的自然光或灯光下进行观察（观察面亮度应大于500LX）。6.4.3采用荧光磁粉时，必须使用2.6条规定的黑光灯装置，在能清楚识别荧光磁痕的亮度下进行观察（观察面亮度小于20LX）。6.4.4必须正确区分可能出现的几种伪磁痕，必要时应重复检验，伪磁痕形成原因如下：20a.端面突变显示因试件形状的差别，在试件磁回路截面积突变部位，生漏磁场，形成较模糊的磁痕。b.表面粗糙显示由细小的凹凸部分产生的漏磁场形成的磁痕或磁粉存留在凹处而产生的磁痕。c.材质边界显示因磁导率不同的材质或金属组织的边界产生的漏磁场所形成的磁痕。6.4.5磁痕可用照相、素描、复印等方法进行记录。需要时，也可用透明清漆将其固定在探伤面上。216.5退磁6.5.1退磁场强度必须大于磁化时的电流值或从试件的饱和磁场强度开始，使施加的磁化方法交替变换，并逐步减少到零。退磁后如需对试件进行剩磁检查，应符合2.7条规定。227.探伤记录应记载下列事项。7.1试件记录其名称、尺寸、材质、热处理状态及表面状态、探伤部位。7.2探伤条件7.2.1探伤装置记录其名称、型号及制造厂名。7.2.2磁粉种类记录制造厂名、型号、粒度、荧光或非荧光磁粉类别及色彩。237.2.3磁化方法按表3的分类进行记录。7.2.4探伤灵敏度用标准试片的规格型号表示。7.2.5探伤结果应对有无缺陷磁痕；缺陷磁痕的类型、尺寸、形态、位置等作出记录。并按相关条款的规定作具体的分类。247.3其他7.3.1探伤人员对负责探伤的技术人员的姓名及其资格进行记录。7.3.2探伤日期（年月日）7.3.3探伤地点。25磁粉探伤基础知识复习提纲1：磁粉录磁、霍耳元件、磁粉检测可用于检测漏磁场。2：钢材表面裂纹最适合的检测方法有渗透检测和磁粉检测。3：磁粉检测适用于检测铁磁性材料近表面裂纹。4：顺磁性材料、非金属材料、陶瓷性材料不能进行磁粉检测。26•5：能检测带薄漆层的元件，能检测出近表面不开口的缺陷，检测缺陷重复性好，对单个工件检测速度快是磁粉检测优于渗透检测的理由。•6：磁粉检测的基础是不连续性处漏磁场与磁粉的磁相互作用，磁粉检测显示缺陷直观，磁痕对缺陷宽度有放大作用。•7：通电导体内的磁场强度，与距导体中心轴线的距离成正比，磁场是磁体或通电导体周围•具有磁力作用的空间，磁力线上每一点的切线方向，代表磁场的方向。•8：磁力线互不相交，磁力线可描述磁场的大小和方向；磁铁磁极上磁力线密度最大。27•9：当外加磁场强度降为零时，保留在磁铁材料内的磁性叫剩磁，描述磁滞现象的闭合磁化•曲线称为磁滞回线。•10：通电导体产生的磁场是以导体轴为中心的同心圆，通电导体表面的磁场强度与磁化电流大小成正比，与通电导体的距离增加到2倍，磁场强度降为原来的1/2倍。•11：关于钢材的磁特性，淬火后使矫顽力增大，冷加工会改变矫顽力大小，奥氏体不锈钢不属于铁磁性材料。•12：直径为Φ100mm和Φ200mm的钢棒，通以相同的电流进行磁化其表面的磁场强度，直径为Φ100mm的磁场强度大。28•13：磁粉探伤的方法一般有两种，连续磁化法与剩余磁场法。•14：连续磁化法的特点是零件充磁时间长，磁化效果好，特别对剩磁小的零件，更具有优越性，并且此法有较高的检测灵敏度。•15：剩余磁场法适用于剩磁大的零件，但它的检测是灵敏度低，只宜检查零件的表面缺陷，这种方法适宜于批量零件进行探伤，零件检查后一般均需退磁，操作较为繁琐。29•13：磁粉探伤的方法一般有两种，连续磁化法与剩余磁场法。•14：连续磁化法的特点是零件充磁时间长，磁化效果好，特别对剩磁小的零件，更具有优越性，并且此法有较高的检测灵敏度。•15：剩余磁场法适用于剩磁大的零件，但它的检测是灵敏度低，只宜检查零件的表面缺陷，这种方法适宜于批量零件进行探伤，零件检查后一般均需退磁，操作较为繁琐。30•16：磁粉检测具有下列优点：•能直观显示出缺陷的位置、大小、形状和严重程度，并可大致确定缺陷的性质。•具有很高的检测灵敏度，能检测出微米级宽度的缺陷。•检查缺陷的重复性好。•单个工件检测速度快，工艺简单，成本低，污染轻。•17：磁粉检测的局限性有：•只能检测铁磁材料。•只能检测工件表面和近表面缺陷。31•18：磁粉探伤的工序包括：预处理、磁化和施加磁粉、观察、记录及后处理（包括退磁）等。•19：磁粉探伤机由磁化电源控制系统、床身夹持装置，磁悬液喷洒系统，暗室等四大部分组成。•20：设定磁化方式：单独周向、纵向或复后磁化：•将工件放在两电极上，脚踏将工件夹紧，按下“磁化”键，慢慢地顺时针调节各个“电流调节”旋钮至磁化电流达到工艺规定数值为止。3221：进行灵敏度试验：将灵敏度试片贴于工件被检查表面，用手动喷头喷洒、充磁，观察试片显示是否清晰。22：磁粉探伤