磁力探伤原理

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1、磁力探伤磁力探伤是通过铁磁性材料进行磁化所产生的漏磁场，来发现其表面或近表面缺陷的无损检测方法。磁力探伤包括磁粉法、磁敏探头法和录磁法。其中磁粉法是一种相对比较成熟的磁力检验方法，至今已有50多年的发展历史。并且由于其设备简单，操作方便，检验灵敏度较高，故得到广泛应用。第一节磁力探伤原理磁力探伤是根据铁磁材料的性质发明的一种无损检测方法，金属材料的焊缝缺陷探伤完全符合磁力探伤条件，所以，焊接生产中的无损检测，磁力探伤是一种重要的方法。一、磁力探伤的基本原理铁磁性材料制成的工件被磁化后,工件就有磁力线通过。如果工件本身没有缺陷，磁力线

2、在其内部是均匀连续分布的。但是，当工件内部存在缺陷时，如裂纹、夹杂、气孔等非铁磁性物质，其磁阻非常大，磁导率低，必将引起磁力线的分布发生变化。缺陷处的磁力线不能通过，将产生一定程度的弯曲。当缺陷位于或接近工件表面时，则磁力线不但在工件内部产生弯曲，而且还会穿过工件表面漏到空气中形成一个微小的局部磁场，如图9-1所示。这种由于介质磁导率的变化而使磁通泄漏到缺陷附近空气中所形成的磁场，称作漏磁场。通过一定的方法将漏磁场检测出来，进而确定缺陷的位置，包括缺陷的大小、形状和深度等，这就是磁力探伤的原理。二、影响漏磁场强度的因素1.外加磁场强

3、度对铁磁材料磁化时所施加的外加磁场强度高时，在材料中所产生在磁感应强度也高，这样，表面缺陷阻挡的磁力线也较多，形成的漏磁场强度也随之增加。2.材料的磁导率材料磁导率高的工件易被磁化，在一定的外加磁场强度下，在材料中产生的磁感应强度正比于材料的磁导率。在缺陷处形成的漏磁场强度随着磁导率的增加而增加。3.缺陷的埋藏深度当材料中的缺陷越接近表面，被弯曲逸出材料表面的磁力线越多。随着缺陷埋藏深度的增加，被逸出表面的磁力线减少，到一定深度，在材料表面没有磁力线逸出而仅仅改变了磁力线方向，所以缺陷的埋藏深度愈小，漏磁场强度也愈大。4.缺陷方向当

4、缺陷长度方向和磁力线方向垂直时，磁力线弯曲严重，形成的漏磁场强度最大。随着缺陷长度方向与磁力线夹角减小，漏磁场强度减小，如果缺陷长度方向平行于磁力线方向时，漏磁场强度最小。甚至在材料表面不能形成漏磁场。5.缺陷的磁导率如材料中的缺陷内部含有铁磁性材料（如Ni、Fe）的成分，即使缺陷在理想的方向和位置上时，也会在磁场的作用下被磁化。那么缺陷形不成漏磁场。缺陷的磁导率与材料的磁导率对漏磁场的影响正好相反，即缺陷的磁导率愈高，产生的漏磁场强度愈低。6.缺陷的大小和形状缺陷在垂直磁力线方向上的尺寸愈大，阻挡的磁力线愈多。容易形成漏磁场且其强

5、度愈大。缺陷的形状为圆形时如气孔等，漏磁场强度小，当缺陷为线形时，容易形成较大的漏磁场。第二节工件磁化方法及磁化规范的选择在磁力探伤中，通过外加磁场使工件磁化的过程称为工件的磁化。由于磁化方式的不同，工件的磁化也有不同的方法。一、工件磁化方法（一）直流电磁化法和交流电磁化法1．直流电磁化法工件被直流电磁化时，采用低电压大电流的直流电源，使工件产生方向恒定的电磁场。由于这种磁化方式所获得的磁力线能穿透工件表面一定深度，因此能发现近表面区较深的缺陷，故其探伤效果比较好，但退磁困难。2.交流电磁化法工件被交流电磁化时，采用低电压大电流交流

6、电源。由于充磁电流采用频率可变的交流电，所以供电比较方便，而且磁化电流的调整也比较容易。另外，发现表面缺陷的灵敏度比直流电磁化法要高，而且退磁也比较容易，应用比较普遍。（二）直接通电磁化法和间接通电磁化法1．直接通电磁化法该方法是将工件直接通以电流，使工件周围和内部产生周向磁场。适合于检测长条形如棒材或管材等工件。直接通电磁化法的设备比较简单，方法也简便。但由于对工件直接通以大电流，所以容易在电极处产生大量的热量使工件局部过热，导致工件材料的内部组织发生变化，影响材料性能，在过热的部位会把工件表面烧伤。2．间接通电磁化法间接通电磁化

7、就是工件利用探伤器等使自身产生磁场来完的，这样可以避免直接通电磁化法产生的弊端。同时它可以通过改变线圈的匝数或磁化电流的大小来调整磁化磁场强度，所以应用比较广泛。（三）周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁场磁化法1．周向磁化法周向磁化法又称横向磁化法。工件磁化后所产生的磁力线是在工件轴向垂直的平面内而且沿着工件圆周表面分布，磁力线是相互平行的同心圆。常用来检验工件上如纵焊缝等与轴线平行的缺陷。常用的周向磁化法有：直接通电周向磁化法、间接通电磁化法、磁锥法等。2．纵向磁化法工件磁化后产生的磁力线与工件的轴线平行。用来检验与工件或

8、焊缝轴线垂直的缺陷。常用的磁化方法有：螺线管线圈法、磁轭磁化法等3．复合磁化法复合磁化法是一种采用直流电使磁轭产生纵向磁场，用交流电直接向工件通电产生周向磁场（磁轭中部嵌入一片不导电的绝缘片把磁轭分开），使工件得到由两个互相垂直的磁力