《磁粉检测原理》PPT课件

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1、4磁粉检测4-1磁粉检测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。磁粉检测方法检测磁性材料的表面缺陷，比采用超声波或射线检测的灵敏度高，而且操作简便、结果可靠、价格便宜。因此，被广泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的检测。铁磁性材料上存在非磁性层涂，只要其厚度不超过50μm，对磁粉检测灵敏度影响很小。对于非磁性材料如有色金属、奥氏体不锈钢、非金属材料等并不能采用磁粉检测方法。磁粉

2、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、

3、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，形成小磁极，如图所示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

4、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

5、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

6、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。同样深度的缺陷由于形状与位置不同，能检出的程度也不一样，例如当被检工件近表面缺陷的方向与磁场相垂直时就容易被检出。所能检出缺陷的深度与磁感应强度有关，磁感应强度愈大，愈能检出埋藏深度大的缺陷。对于夹杂物，如果磁导率与工件材料的磁导率相差不

7、大时，缺陷就不易被显示。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。工件表面的磁场强度应能使工件上的表面缺陷充分显示，另一方面，这种表面磁场强度最好是该工件材料的磁饱和强度的80%这样既可避免因磁化不足造成的漏检，又可防止因过强磁化而带来的杂乱显示。根据工件材料的磁化曲线，找出工件磁感应强度为80%磁饱和强度时对应的磁场强度。如采用连续磁化法，则当

8、工件表面磁场强度在2400～4800(A/m)范围时，大部分铁磁性材料能满足上述要求。当采用剩磁法检测时，耍达到与连续法相同的检测要求，就必须使工件表面的磁场强度达到8000～14400(A/m)。一般对容易磁化的材料采用电流的下限，不容易磁化的材料采用电流的上限。不同情况下，电流与磁场强度的关系如表所示H-磁场强度，I-电流，R-导体外表面及导体之外距导体中心距离，r-导体内部距导体中心距离，L-线圈长度，N-螺管线圈匝数，α-线圈对角线与轴线之间的夹