浅谈磁粉检测技术

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1、磁粉检测技术作者：徐满节摘要：本文主要介绍了磁粉检测技术的特点、工作原理、检测方法以及磁粉检测在生产方面的应用，最后阐述了磁粉检测技术的发展趋势和前景。关键词：磁粉检测技术工作原理检测方法发展趋势磁粉检测是利用导磁金属在磁场中被磁化，并通过显示介质来检测缺陷特性的一种方法。磁粉探测被广泛应用于探测铁磁材料的表面和近表面缺陷。当磁铁材料被强烈磁场磁化以后，如在材料表面或近表面存在于磁化方向垂直的缺陷，即会造成部分磁力线外溢，形成漏磁场。若在漏磁场施加磁粉或磁悬液，则漏磁场对磁粉产生吸引吸引力从而显示缺陷的痕迹。作者单位：安徽建筑大学土木

2、工程学院安全工程1班1磁粉检测技术的特点磁粉检测对工件中表面或近表面的缺陷检测灵敏度最高，对裂纹、折叠、夹层和未焊透等缺陷较为灵敏，能直观地显示出缺陷的大小、位置、形状和严重程度，并可大致确定缺陷性质，检测结果的重复性好。一般来说，采用交流电磁化可以检测表面下2mm以内的缺陷，采用直流电磁化可以检测表面下6mm以内的缺陷。随着缺陷的埋藏深度的增加，其检测灵敏度迅速降低。因此，它被广泛用于磁性材料表面和近表面的缺陷。对于非磁性材料，如有色金属、奥氏体不锈钢、非金属材料等不能采用磁粉检测方法。但当铁磁性材料上的非磁性图层厚度不超过50µm

3、时对此分检测的灵敏度影响很小。虽然磁粉检测技术只适用于检测铁磁性材料及其合金，但由于钢是铁碳合金，它的磁性来自铁元素，加之钢和铁是工业的主要原料，因此磁粉检测适用范围还是比较广泛的。2磁粉检测的基本原理磁粉检测是用于检测铁磁性材料(包括铁、镍、钻等)表面上或近表面的裂纹以及其它缺陷。磁粉检测对表面缺陷最灵敏，但对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加检测灵敏度迅速下降。磁粉检测的原理是，当工件被磁化后，如果表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形成一漏磁场。施加磁粉后，漏磁场将吸引磁粉，而形成缺陷显示。磁粉检测首先是对工件加外磁场进行磁

4、化，外加磁场的获得一般有两种方法，一种是直接给被检工件通电流产生磁场，另一种是把工件放在螺旋管线圈磁场中，或是放在电磁铁产生的磁场中使工件磁化。工件被磁化后，在工件表面上均匀喷洒微颗粒的磁粉(磁粉平均粒度为5～10μm)，一般用四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉。若工件没有缺陷则磁粉在表面均匀分布。如果存在缺陷，由于缺陷(如裂纹、气孔、非金属夹杂物等)内含有空气或非金属，其磁导率远小于工件，导致磁阻变化，工件表面或近表面缺陷处产生漏磁场。磁粉将被小磁极所吸引，缺陷处由于堆积较多的磁粉而被显示出来，形成肉眼可以看到的缺陷图象。为了使磁粉图象

5、便于观察，可以采用与被检工件表面有较大反衬颜色的磁粉。常用的磁粉有黑色、红色和白色。为提高检测灵敏度，可以采用荧光磁粉，在紫外线照射下更容易观察到工件中缺陷的存在。磁粉检测中能否发现缺陷，首先决定于工件缺陷处漏磁场强度是否足够大。要提高磁粉检测灵敏度，就必须提高漏磁场的强度。缺陷处漏磁场强度主要与被检工件中的磁感应强度B有关，工件中磁感应强度越大，则缺陷处的漏磁场强度越大。一般情况下，工件中磁盛应强度达到0.8T(特)左右即可保证缺陷处的漏磁场能够吸附磁粉。磁导率μ是磁通量密度B与磁场强度H的比值，不同材料工件由于磁导率不同，在同样外

6、磁场强度时的磁感应强度也不同。铁磁性物质的磁导率比非铁磁性物质要大几个数量级，容易获得足够大的磁感应强度。而非磁性物质则不能获得足够大的磁感应强度，因而不能采用磁粉检测方法采检测。不同铁磁性材料的磁导率也有差异，为了达到足够大的磁感应强度，应选用不同强度的外磁场进行磁化。这就是在对不同磁性材料工件进行检测时选用不同磁化规范的原因。当然，缺陷处漏磁场的大小还取决于缺陷本身的状况(例如缺陷的宽窄、深度与宽度之比、缺陷埋藏深度以及顿角方向等)。因此，对于具有相同磁感应强度的被检工件，在不同缺陷处的漏磁场强度也有差异。由于空气的磁导率远比工件

7、的磁导率低，因而缺陷处不容易使磁力线通过，就会产生对原来均匀分布的磁力线的干扰。一部分磁力线被挤到裂纹尖端的下面，一部分穿过裂纹气隙；另一部分被挤出工件表面后再进入工件，如图a所示，在工件表面形成漏磁场。有些靠近表面的缺陷虽没暴露到工件表面，但当工件被磁化时，缺陷处靠近工件表面的受干扰的磁力线有可能被挤出表面，如图b所示，这样在工件表面上也会有漏磁场产生。但当缺陷离工件表面较深时，受干扰的磁力线没有被挤出工件表面就不会产生漏磁场，即离工件表面比较深的缺陷用磁粉检测检查不出来。对于夹杂物，如果磁导率与工件材料的磁导率相差不大时，缺陷就不

8、易被显示。此时在检测某些合金钢时有可能会遇到。工件表面缺陷处的漏磁场密度与缺陷深度几手成正比关系。缺陷深度愈长，愈容易显示。缺陷深度与宽度之比很重要，缺陷的深度与宽度之比愈小，则引起的漏磁愈少，不容易引起磁痕。工件表面的