磁粉檢測原理

1、4 磁粉檢測4-1 磁粉檢測基本原理 磁粉檢測是用于檢測鐵磁性材料(包括鐵、鎳、鉆等)表面上或近表面的裂紋以及其它缺陷。 磁粉檢測對表面缺陷最靈敏，但對表面以下的缺陷隨埋藏深度的增加檢測靈敏度迅速下降。,磁粉檢測方法檢測磁性材料的表面缺陷，比采用超聲波或射線檢測的靈敏度高，而且操作簡便、結(jié)果可靠、價格便宜。 因此，被廣泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的檢測。 鐵磁性材料上存在非磁性層涂，只要其厚度不超

2、過50μm，對磁粉檢測靈敏度影響很小。 對于非磁性材料如有色金屬、奧氏體不銹鋼、非金屬材料等并不能采用磁粉檢測方法。,磁粉檢測的原理是，當工件被磁化后，如果表面或近表面存在裂紋、冷隔等缺陷，便會在該處形成一漏磁場。施加磁粉后，漏磁場將吸引磁粉，而形成缺陷顯示。,磁粉檢測首先是對工件加外磁場進行磁化，外加磁場的獲得一般有兩種方法，一種是直接給被檢工件通電流產(chǎn)生磁場，另一種是把工件放在螺旋管線圈磁場中，或是放在電磁鐵產(chǎn)生的磁場中使

3、工件磁化。 工件被磁化后，在工件表面上均勻噴灑微顆粒的磁粉(磁粉平均粒度為5～10μm)，一般用四氧化三鐵或三氧化二鐵作為磁粉。,若工件沒有缺陷則磁粉在表面均勻分布。如果存在缺陷，由于缺陷(如裂紋、氣孔、非金屬夾雜物等)內(nèi)含有空氣或非金屬，其磁導率遠小于工件，導致磁阻變化，工件表面或近表面缺陷處產(chǎn)生漏磁場，形成小磁極，如圖所示,磁粉將被小磁極所吸引，缺陷處由于堆積較多的磁粉而被顯示出來，形成肉眼可以看到的缺陷圖象。,為了使磁粉圖

4、象便于觀察，可以采用與被檢工件表面有較大反襯顏色的磁粉。 常用的磁粉有黑色、紅色和白色。 為提高檢測靈敏度，可以采用熒光磁粉，在紫外線照射下更容易觀察到工件中缺陷的存在。,磁粉檢測中能否發(fā)現(xiàn)缺陷，首先決定于工件缺陷處漏磁場強度是否足夠大。要提高磁粉檢測靈敏度，就必須提高漏磁場的強度。 缺陷處漏磁場強度主要與被檢工件中的磁感應強度B有關，工件中磁感應強度越大，則缺陷處的漏磁場強度越大。 一般情況下，工件中磁盛

5、應強度達到0.8T(特)左右即可保證缺陷處的漏磁場能夠吸附磁粉。,磁導率μ是磁通量密度B與磁場強度H的比值，不同材料工件由于磁導率不同，在同樣外磁場強度時的磁感應強度也不同。 鐵磁性物質(zhì)的磁導率比非鐵磁性物質(zhì)要大幾個數(shù)量級，容易獲得足夠大的磁感應強度。 而非磁性物質(zhì)則不能獲得足夠大的磁感應強度，因而不能采用磁粉檢測方法采檢測。,不同鐵磁性材料的磁導率也有差異，為了達到足夠大的磁感應強度，應選用不同強度的外磁場進行磁化。

6、 這就是在對不同磁性材料工件進行檢測時選用不同磁化規(guī)范的原因。,當然，缺陷處漏磁場的大小還取決于缺陷本身的狀況 (例如缺陷的寬窄、深度與寬度之比、缺陷埋藏深度以及頓角方向等)。 因此，對于具有相同磁感應強度的被檢工件，在不同缺陷處的漏磁場強度也有差異。,由于空氣的磁導率遠比工件的磁導率低，因而缺陷處不容易使磁力線通過，就會產(chǎn)生對原來均勻分布的磁力線的干擾。 一部分磁力線被擠到裂紋尖端的下面，一部分穿過裂紋氣隙；另一部分

7、被擠出工件表面后再進入工件，如圖a所示，在工件表面形成漏磁場。,有些靠近表面的缺陷雖沒暴露到工件表面，但當工件被磁化時，缺陷處靠近工件表面的受干擾的磁力線有可能被擠出表面，如圖b所示，這樣在工件表面上也會有漏磁場產(chǎn)生。 但當缺陷離工件表面較深時，受干擾的磁力線沒有被擠出工件表面就不會產(chǎn)生漏磁場，即離工件表面比較深的缺陷用磁粉檢測檢查不出來。,同樣深度的缺陷由于形狀與位置不同，能檢出的程度也不一樣，例如當被檢工件近表面缺陷的方向與磁

8、場相垂直時就容易被檢出。 所能檢出缺陷的深度與磁感應強度有關，磁感應強度愈大，愈能檢出埋藏深度大的缺陷。,對于夾雜物，如果磁導率與工件材料的磁導率相差不大時，缺陷就不易被顯示。此時在檢測某些合金鋼時有可能會遇到。 工件表面缺陷處的漏磁場密度與缺陷深度幾手成正比關系。缺陷深度愈長，愈容易顯示。 缺陷深度與寬度之比很重要，缺陷的深度與寬度之比愈小，則引起的漏磁愈少，不容易引起磁痕。,工件表面的磁場強度應能使工件上的表

9、面缺陷充分顯示，另一方面，這種表面磁場強度最好是該工件材料的磁飽和強度的80% 這樣既可避免因磁化不足造成的漏檢，又可防止因過強磁化而帶來的雜亂顯示。,根據(jù)工件材料的磁化曲線，找出工件磁感應強度為80%磁飽和強度時對應的磁場強度。 如采用連續(xù)磁化法，則當工件表面磁場強度在2400～4800(A/m)范圍時，大部分鐵磁性材料能滿足上述要求。 當采用剩磁法檢測時，耍達到與連續(xù)法相同的檢測要求，就必須使工件表面的磁場強度達

10、到8000～14400(A/m)。,一般對容易磁化的材料采用電流的下限，不容易磁化的材料采用電流的上限。不同情況下，電流與磁場強度的關系如表所示H-磁場強度，I-電流，R-導體外表面及導體之外距導體中心距離，r-導體內(nèi)部距導體中心距離，L-線圈長度，N-螺管線圈匝數(shù)，α-線圈對角線與軸線之間的夾角。,對于截面有變化的工件，所選用的磁化電流應不小于按其最大直徑算得的電流值的75%，但也不應大于按其最小直徑所算得的電流的150%

11、。 另一方面，從工件最大直徑處計算的磁化電流應不會燒蝕工件的最小直徑處表面。 對齒輪一類的盤狀工件，在沿軸向通電進行周向磁化時，由于去磁因子的影響，齒尖上(邊緣部位)的磁場強度比較低，可適當增大電流。,形狀不規(guī)則的帶筋的工件，在凸起處的磁場強度較低，應補充局部磁化。 另外一些有明顯轉(zhuǎn)角的工件，在轉(zhuǎn)角處應適當提高磁場強度。 形狀復雜或反磁場比較大的工件，其各處磁感應強可能差別很大。 此時，應采用磁粉