最新200714磁粉檢測

1、華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 1 第第4章章 磁粉檢測磁粉檢測 本章學(xué)習(xí)要求：本章學(xué)習(xí)要求： 1.掌握磁粉檢測的基本原理。掌握磁粉檢測的基本原理。 2.掌握磁粉檢測中的磁化技術(shù)。掌握磁粉檢測中的磁化技術(shù)。 3. 了解退磁的基本方法。了解退磁的基本方法。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 2 磁粉探傷磁粉探傷( (MPI, Magnetic Particle Inspection)MPI, Magnetic Particle Inspection)是利用缺是利用缺 陷處漏磁場與磁粉相互作用來檢測鐵磁性材料表面及近表面陷處漏磁場與磁粉相互作用來檢測鐵磁性材料表面及近表面 的缺陷

2、的。當(dāng)被檢體被磁化時，被檢體表面、近表面若存在的缺陷的。當(dāng)被檢體被磁化時，被檢體表面、近表面若存在 裂紋、氣孔等缺陷，便會在缺陷處形成一漏磁場，此漏磁場裂紋、氣孔等缺陷，便會在缺陷處形成一漏磁場，此漏磁場 將吸附探傷中施加的磁粉，判斷有無缺陷一目了然。將吸附探傷中施加的磁粉，判斷有無缺陷一目了然。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 3 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 4 磁粉探傷的特點磁粉探傷的特點 磁粉探傷的檢測靈敏度取決于被檢體的磁特性、有效磁場強磁粉探傷的檢測靈敏度取決于被檢體的磁特性、有效磁場強 度與缺陷方向之間的關(guān)系，探傷中應(yīng)考慮磁化電流大小、磁度與缺陷方向之間的關(guān)

3、系，探傷中應(yīng)考慮磁化電流大小、磁 場方向及磁化方式。場方向及磁化方式。 磁粉探傷顯示直觀，能確定缺陷的位置、大小、形狀，操作磁粉探傷顯示直觀，能確定缺陷的位置、大小、形狀，操作 簡單，成本較低，但磁粉探傷簡單，成本較低，但磁粉探傷只能檢查鐵磁性材料表面、近只能檢查鐵磁性材料表面、近 表面的缺陷，表面的缺陷，而且難以確定其缺陷的深度。而且難以確定其缺陷的深度。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 5 1 1 金屬的鐵磁性金屬的鐵磁性 在外磁場的作用下，鐵磁性材料會被強烈磁化。反映外加磁場在外磁場的作用下，鐵磁性材料會被強烈磁化。反映外加磁場 強度強度H H與鐵磁性材料內(nèi)部磁感應(yīng)強度與鐵磁性

4、材料內(nèi)部磁感應(yīng)強度B B之間聯(lián)系的閉合曲線稱為之間聯(lián)系的閉合曲線稱為 磁滯回線磁滯回線。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 6 根據(jù)磁滯回線形狀的不同，可以把鐵磁性材料劃分為軟根據(jù)磁滯回線形狀的不同，可以把鐵磁性材料劃分為軟 磁性和硬磁性材料兩類。磁性和硬磁性材料兩類。 軟磁性材料軟磁性材料的磁滯特性不顯著，矯頑磁的磁滯特性不顯著，矯頑磁 力很小，剩磁非常容易消除；力很小，剩磁非常容易消除； 硬磁性材料硬磁性材料的磁滯特性則非常顯著，矯的磁滯特性則非常顯著，矯 頑磁力和剩磁都很大，適于制造永久磁頑磁力和剩磁都很大，適于制造永久磁 鐵。鐵。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 7

5、(2) (2) 漏磁場漏磁場 所謂所謂漏磁場漏磁場是指被磁化物體內(nèi)部的磁力線在缺陷或磁路截面發(fā)生是指被磁化物體內(nèi)部的磁力線在缺陷或磁路截面發(fā)生 突變的部位離開或進入物體表面所形成的磁場。突變的部位離開或進入物體表面所形成的磁場。 2 2 退磁場與漏磁場退磁場與漏磁場 (1) (1) 退磁場退磁場退磁場與物體的磁極化強度成正比。退磁場與物體的磁極化強度成正比。 0 J NH 漏磁場的成因漏磁場的成因在于磁導(dǎo)率的突變。設(shè)想一被磁化的工件上存在缺在于磁導(dǎo)率的突變。設(shè)想一被磁化的工件上存在缺 陷。由于缺陷內(nèi)含的物質(zhì)一般有遠低于鐵磁性材料的磁導(dǎo)率，因陷。由于缺陷內(nèi)含的物質(zhì)一般有遠低于鐵磁性材料的磁導(dǎo)率，

6、因 而造成了缺陷附近磁力線的彎曲和壓縮。如果該缺陷位于工件的而造成了缺陷附近磁力線的彎曲和壓縮。如果該缺陷位于工件的 表面或者近表面，則部分磁力線就會在缺陷處逸出工件表面進入表面或者近表面，則部分磁力線就會在缺陷處逸出工件表面進入 空氣，繞過缺陷后再折回工件，由此形成缺陷的漏磁場?？諝猓@過缺陷后再折回工件，由此形成缺陷的漏磁場。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 8 (3) (3) 漏磁場與磁粉的相互作用漏磁場與磁粉的相互作用 磁粉檢測的基礎(chǔ)是缺陷的漏磁粉檢測的基礎(chǔ)是缺陷的漏 磁場與外加磁粉的磁相互作磁場與外加磁粉的磁相互作 用，即通過磁粉的聚集來顯用，即通過磁粉的聚集來顯 示被檢工

7、件表面上出現(xiàn)的漏示被檢工件表面上出現(xiàn)的漏 磁場，再根據(jù)磁粉聚集形成磁場，再根據(jù)磁粉聚集形成 的磁痕的形狀和位置分析漏的磁痕的形狀和位置分析漏 磁場的成因并評價缺陷。磁場的成因并評價缺陷。 在漏磁場力的作用下，磁粉向磁力線密集處移動，最終被吸附在漏磁場力的作用下，磁粉向磁力線密集處移動，最終被吸附 在缺陷上。由于缺陷的漏磁場有比實際缺陷本身大數(shù)倍乃至數(shù)在缺陷上。由于缺陷的漏磁場有比實際缺陷本身大數(shù)倍乃至數(shù) 十倍的寬度，故而磁粉被吸附后形成的磁痕能夠放大缺陷。通十倍的寬度，故而磁粉被吸附后形成的磁痕能夠放大缺陷。通 過分析磁痕評價缺陷，即是過分析磁痕評價缺陷，即是磁粉檢測的基本原理磁粉檢測的基本原

8、理。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 9 3 3 影響漏磁場強度的主要因素影響漏磁場強度的主要因素 外加磁場強度外加磁場強度 缺陷的位置與形狀缺陷的位置與形狀 被檢表面的覆蓋層被檢表面的覆蓋層 材料狀態(tài)材料狀態(tài) 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 10 1 1 磁化方法磁化方法 周向磁化周向磁化 縱向磁化縱向磁化 進行磁粉檢測需要將被檢工件磁化。鑒于實際缺陷可能有各種進行磁粉檢測需要將被檢工件磁化。鑒于實際缺陷可能有各種 取向，因此在實際檢測中，常需要采用不同的磁化方法，以使取向，因此在實際檢測中，常需要采用不同的磁化方法，以使 工件的磁力線能與缺陷表面基本正交，獲得盡可能強的

9、缺陷漏工件的磁力線能與缺陷表面基本正交，獲得盡可能強的缺陷漏 磁場。磁場。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 11 (1) (1) 周向磁化周向磁化 整體周向磁化：適用于小型零部件。整體周向磁化：適用于小型零部件。 a) a) 直接通電法直接通電法b) b) 中心導(dǎo)體法中心導(dǎo)體法 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 12 局部周向磁化：適用用于大型結(jié)構(gòu)。局部周向磁化：適用用于大型結(jié)構(gòu)。 觸頭法檢測觸頭法檢測 觸頭法檢測的磁場強度觸頭法檢測的磁場強度 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 13 平行電纜法檢測平行電纜法檢測 對接焊縫對接焊縫角焊縫角焊縫 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中

10、科技大學(xué)機械學(xué)院 14 (2) (2) 縱向磁化縱向磁化 電磁軛整體磁化電磁軛整體磁化 電磁軛局部磁化電磁軛局部磁化 磁軛法磁軛法 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 15 (3) (3) 復(fù)合磁化復(fù)合磁化 管道局部磁化管道局部磁化 線圈法線圈法 同時在被檢工件上施加兩個或兩個以上不同方向的磁場，其同時在被檢工件上施加兩個或兩個以上不同方向的磁場，其 合成磁場的方向在被檢區(qū)城內(nèi)隨著時間變化，經(jīng)一次磁化就合成磁場的方向在被檢區(qū)城內(nèi)隨著時間變化，經(jīng)一次磁化就 能檢出各種不同取向的缺陷。能檢出各種不同取向的缺陷。 交叉電磁軛復(fù)合磁化交叉電磁軛復(fù)合磁化 主要優(yōu)點：靈敏可靠，檢測效率高。主要優(yōu)點：

11、靈敏可靠，檢測效率高。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 16 2 2 磁化電流磁化電流 交流磁化交流磁化 直流磁化直流磁化 永久磁鐵磁化永久磁鐵磁化 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 17 3 3 磁化規(guī)范磁化規(guī)范 縱向磁化管道安匝數(shù)縱向磁化管道安匝數(shù) 為獲得較高的磁粉檢測靈敏度，在被檢工件上建立的磁場就必為獲得較高的磁粉檢測靈敏度，在被檢工件上建立的磁場就必 須具有足夠的強度。使用電磁軛的縱向磁場進行檢測時，可以須具有足夠的強度。使用電磁軛的縱向磁場進行檢測時，可以 通過測量其提升力確定被磁化區(qū)域的磁場強度是否滿足要求。通過測量其提升力確定被磁化區(qū)域的磁場強度是否滿足要求。

12、 當(dāng)使用最大的磁極間距時，要求交流電磁軛至少應(yīng)有當(dāng)使用最大的磁極間距時，要求交流電磁軛至少應(yīng)有4444N N的提的提 升力；直流電磁軛至少應(yīng)具有升力；直流電磁軛至少應(yīng)具有177177N N的提升力。的提升力。 觸頭法的磁化電流值（交流有效值，直流）觸頭法的磁化電流值（交流有效值，直流） 材料厚度材料厚度 mmmm交流值交流值/ /電級間距電級間距/ /AmmAmm 1 1 t t=1919 3.53.54.54.5 4 45 5 3/ ,%10 2 35000 DL D L NI 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 18 4 4 系統(tǒng)靈敏度與靈敏度評價系統(tǒng)靈敏度與靈敏度評價 磁粉檢測系統(tǒng)

13、性能試板磁粉檢測系統(tǒng)性能試板 人工缺陷試環(huán)人工缺陷試環(huán) 試板和試環(huán)主要用于評價磁粉檢測系統(tǒng)的綜合性能，并間接地試板和試環(huán)主要用于評價磁粉檢測系統(tǒng)的綜合性能，并間接地 考察檢測的操作方法是否合理。考察檢測的操作方法是否合理。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 19 磁場指示器除具備上述用途以外，還可以定性地反映被檢表磁場指示器除具備上述用途以外，還可以定性地反映被檢表 面的磁場分布特征，確定磁粉檢測的磁化規(guī)范。面的磁場分布特征，確定磁粉檢測的磁化規(guī)范。 磁場指示器磁場指示器 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 20 磁粉檢測的步驟磁粉檢測的步驟 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械

14、學(xué)院 21 1 1 表面預(yù)處理表面預(yù)處理 檢測前應(yīng)對被檢測表面作如下預(yù)處理：檢測前應(yīng)對被檢測表面作如下預(yù)處理： 被檢表面應(yīng)充分干燥。被檢表面應(yīng)充分干燥。 化學(xué)或機械方法徹底清除被檢表面上可能存在的油污，化學(xué)或機械方法徹底清除被檢表面上可能存在的油污， 鐵銹，氧化皮，毛刺，焊渣及焊接飛濺等表面附著物。鐵銹，氧化皮，毛刺，焊渣及焊接飛濺等表面附著物。 1)1) 必須采用直接通電法檢測帶有非導(dǎo)電涂層的工作時，應(yīng)必須采用直接通電法檢測帶有非導(dǎo)電涂層的工作時，應(yīng) 預(yù)先徹底清除掉導(dǎo)電部位的局部涂料，以避免因觸點接預(yù)先徹底清除掉導(dǎo)電部位的局部涂料，以避免因觸點接 觸不良而產(chǎn)生電弧，燒傷被檢表面。觸不良而產(chǎn)生

15、電弧，燒傷被檢表面。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 22 2 2 施加磁粉的方法施加磁粉的方法 干法干法濕法濕法 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 23 3 3 檢測方法檢測方法 (1) (1) 連續(xù)法連續(xù)法 預(yù)處理預(yù)處理磁化磁化退磁退磁后處理后處理 施加磁懸液或磁粉施加磁懸液或磁粉觀察觀察 預(yù)處理預(yù)處理磁化磁化退磁退磁后處理后處理 施加磁懸液或磁粉施加磁懸液或磁粉 觀察觀察 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 24 (2) (2) 剩磁法剩磁法 利用磁化過后被檢工件上的剩磁進行磁粉檢測的方法利用磁化過后被檢工件上的剩磁進行磁粉檢測的方法 特點：特點： 剩磁法的檢測效

16、率高，其磁痕易于辨識，并有足夠的剩磁法的檢測效率高，其磁痕易于辨識，并有足夠的 檢測靈敏度，但復(fù)合磁化方法不能在剩磁法檢測中使檢測靈敏度，但復(fù)合磁化方法不能在剩磁法檢測中使 用。一般情況下，剩磁法檢測也不使用干粉。用。一般情況下，剩磁法檢測也不使用干粉。 后處理后處理預(yù)處理預(yù)處理磁化磁化施加磁懸液施加磁懸液觀察觀察退磁退磁 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 25 4 4 磁痕分析與記錄磁痕分析與記錄 磁痕觀察磁痕觀察 (1)(1)磁痕分析磁痕分析 發(fā)紋、非金屬夾雜物、分層、材料裂紋、鍛造裂紋、發(fā)紋、非金屬夾雜物、分層、材料裂紋、鍛造裂紋、 折疊、焊接裂紋、氣孔、淬火裂紋、疲勞裂紋折疊、

17、焊接裂紋、氣孔、淬火裂紋、疲勞裂紋 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 26 5 5 退磁退磁 理由理由 方法方法 效果效果 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 27 6 6 后處理后處理 磁粉檢測以后，應(yīng)清理掉被檢表面上殘留的磁粉磁粉檢測以后，應(yīng)清理掉被檢表面上殘留的磁粉 或磁懸液。油磁懸浮液可用汽油等溶劑消除；水或磁懸液。油磁懸浮液可用汽油等溶劑消除；水 磁懸液應(yīng)先用水進行清洗，然后干燥。如有必要，磁懸液應(yīng)先用水進行清洗，然后干燥。如有必要， 可在被檢表面上涂覆防護油。干粉可以直接用壓可在被檢表面上涂覆防護油。干粉可以直接用壓 縮空氣清除?？s空氣清除。 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中

18、科技大學(xué)機械學(xué)院 28 CCD技術(shù)+計算機技術(shù)+圖象處理技術(shù) 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 29 Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in a bearing 7 7 磁粉檢測應(yīng)用實例磁粉檢測應(yīng)用實例 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 30 Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in the crane hook 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 31 Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in casting 華中科技大學(xué)機械學(xué)院華中科技大學(xué)機械學(xué)院 32 Magnetic particle wet fluorescent indication of c