磁粉检测技术教学教材.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1磁粉检测技术3.1 磁粉检测概述一、磁粉检测基本原理利用磁现象检测铁磁材料表面近表面缺陷的方法技术磁化的过程缺陷漏磁场的产生是磁粉检测的基础1.什么是磁粉检测23.1 磁粉检测概述1922年 美国人霍克提出1928年 弗雷斯特 周向磁化1930年 首次成功应用1934年 美国磁通公司成立1950年 前苏联航空研究院 瑞加德罗2. 磁粉检测发展历程3. 磁粉检测现状33.1 磁粉检测概述缺点：材料局限性大：铁磁性材料只能检测表面近表面缺陷难以定量缺陷深度目视法：经验要求高受工件几何形状影响会产生非相关磁痕部分磁化方法可能烧伤工件5二、缺陷漏磁场铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍，如果材料中存在不连续性(包括缺陷造成的不连续性种结构、形状、材质等原因造成的不连续性)，磁力线会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场，漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质 1. 漏磁场的形成3.1 磁粉检测概述6磁感应线的折射12123.1 磁粉检测概述73.1 磁粉检测概述82.漏磁场的影响因素磁化场：强度、种类3.1 磁粉检测概述9缺陷：方向、位置、大小、性质、形状3.1 磁粉检测概述103.1 磁粉检测概述材质表面涂层11三、磁粉检测方法分类1.按施加磁粉时机分剩磁法连续法2.按显示材料分荧光法非荧光法3.1 磁粉检测概述123.按磁粉分散介质分干法湿法4.选择依据形状尺寸材质检测要求3.1 磁粉检测概述133.1 磁粉检测概述四、磁粉检测应用领域机械、航空航天、化工、石油、造船、冶金、铁路原材料检测半成品检验成品检验返修检验143.2 磁化与退磁一、磁化电流1.交流电15优点：对表面缺陷检测灵敏度高容易退磁电源易得，设备结构简单能够实现感应电流法磁化能够实现多向磁化磁化变截面工件磁场分布较均匀有利于磁粉迁移用于评价直流电磁化发现的磁痕适于在役工件的检验3.2 磁化与退磁16局限性：剩磁不稳定检测深度小3.2 磁化与退磁172.整流电方向不变，大小变化单相半波整流单相全波整流三相半波整流三相全波整流交流分量递减缺陷深度递减单相半波整流三相全波整流3.2 磁化与退磁18单相半波整流电3.2 磁化与退磁19优点：兼有直流的渗透性和交流的脉动性剩磁稳定能提供较高的灵敏度和对比度3.2 磁化与退磁局限性：退磁较困难缺陷检测深度不如三相全波和直流电20三相全波整流电3.2 磁化与退磁21优点：具有很大的渗透性和很小的脉动性剩磁稳定设备需要输入的功率小局限性：退磁困难退磁场大变截面工件磁化不均匀不适用于干法周向和纵向磁化工序间要退磁3.2 磁化与退磁223.直流电优点：具有最强的渗透性，检测缺陷深度最大剩磁稳定局限性：退磁最困难退磁场大不适用于干法电源供给不便4.冲击电流3.2 磁化与退磁235.磁化电流的选择交流电磁化湿法检验，对表面微小缺陷灵敏度高交流电的渗入深度不如直流电和整流电交流电用于剩磁法检验时，应有断点相位控制装置交流电磁化连续法检验主要与电流有效值有关，剩磁检验主要与电流峰值有关整流电中交流成分越大，检测较深缺陷能力越小直流电检测缺陷深度最大冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备3.2 磁化与退磁24二、磁化方法磁场方向与发现缺陷的关系分类依据：在工件中建立磁场的方向周向磁化纵向磁化复合磁化3.2 磁化与退磁251.周向磁化建立一个沿圆周方向的磁场发现纵向和接近纵向的缺陷3.2 磁化与退磁26（1）直接通电法3.2 磁化与退磁27棒材磁场分布安培环路定理3.2 磁化与退磁283.2 磁化与退磁29管材磁场分布3.2 磁化与退磁3031优点：简单和复杂工件都只需一次通电就可磁化所需电流值与长度无关，磁化规范计算容易工件端头无磁极，不会产生退磁场工艺简单、效率高灵敏度较高局限性：可能烧伤工件不能检测管材内壁细长工件夹持易变形3.2 磁化与退磁32工件烧伤的原因：夹持部位有铁锈、氧化皮、脏物磁化电流过大夹持压力不足通电时松开或夹持工件接触面积过小3.2 磁化与退磁33（2）中心导体法3.2 磁化与退磁34磁场分布R2R1R3试件中心导体3.2 磁化与退磁3536优点：电流不直接流经工件，不会烧伤空心工件内外表面以及端面都会产生磁场工艺简单、效率高灵敏度较高局限性：厚壁工件的外表面检测灵敏度远低于内表面检测大直径管时，需采用偏置心棒法仅适用于有孔工件3.2 磁化与退磁373.2 磁化与退磁38（3）支杆法3.2 磁化与退磁393.2 磁化与退磁40触头材料：钢或铝，不用铜局部磁化方法：间距150-200mm磁化电流：3.5-5A/mm灵敏度高，机动性强，灵活方便不受工件形状尺寸限制效率不高，速度慢可能引起工件烧伤3.2 磁化与退磁412.纵向磁化建立一个沿轴向方向的磁场发现横向和接近横向的缺陷3.2 磁化与退磁42（1）线圈法3.2 磁化与退磁43退磁场3.2 磁化与退磁44具体要求：为避免退磁场的影响，短工件应接长工件纵轴应平行于线圈轴线可将工件紧贴线圈内壁放置进行磁化长工件分段磁化，每段要有10%重叠区不同填充系数有效磁化区不同大型或异型工件可采用绕电缆法磁化3.2 磁化与退磁453.2 磁化与退磁463.2 磁化与退磁47优点：非电接触方法简单大型或异型工件采用绕电缆法效果好检测灵敏度较高局限性：退磁场影响大端面缺陷检测灵敏度低要采用快速断电法减小端部效应3.2 磁化与退磁48（2）磁轭法3.2 磁化与退磁49整体磁化的要求：磁极截面大于工件截面避免工件和磁极之间的气隙极间距大于1米时，磁化不充分形状复杂的长工件，不宜整体磁化局部磁化的要求：磁极间距L：75200mm3.2 磁化与退磁503.2 磁化与退磁513.2 磁化与退磁52（3）感应电流法3.2 磁化与退磁533.复合磁化（1）纵向直流磁化与周向交流磁化复合3.2 磁化与退磁54（2）交叉磁轭复合磁化3.2 磁化与退磁553.2 磁化与退磁56（3）交叉线圈复合磁化3.2 磁化与退磁57（4）纵向感应磁化与周向交流磁化复合3.2 磁化与退磁584. 磁化方法选择考虑因素工件的尺寸大小工件的外形结构工件的表面状态工件过去的断裂状况以及应力分布3.2 磁化与退磁59三、退磁1. 剩磁的产生及影响铁磁性材料的特性决定，剩磁大小和工件的材质、几何形状、磁化场强度、方向等因素有关。

3.2 磁化与退磁60影响附近磁罗盘和仪表精度以及正常使用吸附铁屑磁粉，影响工件后续加工表面粗糙度和刀具寿命磁粉难以清除电弧焊过程电弧吹偏油路系统：吸附铁屑磁粉，影响供油畅通滚珠轴承：吸附铁屑磁粉，造成磨损电镀钢件：电镀电流偏离，影响质量3.2 磁化与退磁影响61后续热处理工艺加热温度高于居里点低剩磁高磁导率材料剩磁不影响使用工件将处于强磁场附近工件将受电磁铁夹持交流电两次磁化工序之间直流电两次磁化，且后道工序磁化更强3.2 磁化与退磁不需退磁的情况622. 退磁的原理换向衰减同时进行3.2 磁化与退磁633. 退磁的方法（1）交流退磁通过法3.2 磁化与退磁643.2 磁化与退磁衰减法653.2 磁化与退磁66（2）直流退磁3.2 磁化与退磁67退磁磁场强度应大于磁化最大磁场强度周向磁化退磁：先纵向磁化再退磁交流电磁化用交流电退磁，直流电磁化用直流电退磁，直流退磁后再进行一次交流退磁效果更好通过法退磁：工件与线圈轴平行，短工件接长退磁，不能用铁磁性盘摆放工件退磁，环形或复杂工件应旋转通过退磁机与工件东西放置，与地磁场垂直可有效退磁已退磁工件远离退磁机和磁化装置4. 退磁的注意事项3.2 磁化与退磁685. 剩磁的检测3.2 磁化与退磁693.3 磁化规范磁化规范：工件在磁化时选择磁化电流应遵循的规则。

考虑因素：工件、检测要求、磁化方法、设备来源：实际应用、实际研究的总结范围：宽磁化电流：以峰值表示70一、磁化规范制定方法1. 经验数值法（1）工件表面磁场值工件表面磁化强度达到一定数值，就可以满足检测条件要求3.3 磁化规范71其中：电流I单位：A直径D单位：mm非圆工件：D=周长/3.3 磁化规范72（2）工件内的磁感应强度工件内磁感应强度达到一定数值，就可以满足检测条件要求，具体要求可选下列二者之一：工件内磁感应强度达到0.8T；工件内磁感应强度达到饱和磁感应的80%3.3 磁化规范733.3 磁化规范74科学、合理难以得到所有材料的磁化曲线常用钢材磁特性曲线速查手册3.3 磁化规范752. 标准试片法常用试片：A型、C型操作步骤用于复杂形状工件3.3 磁化规范763. 磁特性曲线法3.3 磁化规范77：初始磁化区：激烈磁化区：近饱和区：基本饱和区 ：饱和区3.3 磁化规范78饱和区（ ）基本饱和区（ ）剩磁法近饱和区（ ）激烈磁化区（ ）连续法严格规范标准规范3.3 磁化规范79二、周向磁化规范1. 直接通电法3.3 磁化规范802. 中心导体法磁化规范同直接通电法偏心放置：3.3 磁化规范813. 支杆法3.3 磁化规范82三、纵向磁化规范低充填： 10高充填： 中充填： 103.3 磁化规范831.低充填（ 10）线圈连续法纵向磁化（1）偏心放置IN：线圈的安匝数L/D：工件的长径比3.3 磁化规范84（2）同心放置IN：线圈的安匝数L/D：工件的长径比R：线圈的半径（mm）3.3 磁化规范852.高充填（ ）或电缆缠绕法线圈连续法3.3 磁化规范863.中充填 （ 10） 线圈连续法被检工件为空心时：3.3 磁化规范874.剩磁法 线圈纵向磁化3.3 磁化规范883.4 磁粉检测设备、器材与材料一、磁粉检测设备种类及特点1.固定式磁粉探伤机2.移动式磁粉探伤机3.便携式磁粉探伤仪893.4 磁粉检测设备、器材与材料90919293949596979899100二、磁粉检测辅助器材1.光源（2）紫外光（1）可见光3.4 磁粉检测设备、器材与材料101（3）黑光灯3.4 磁粉检测设备、器材与材料1021032.磁场测量仪表3.4 磁粉检测设备、器材与材料104三、磁粉检测标准试片1.A型标准试片3.4 磁粉检测设备、器材与材料1053.4 磁粉检测设备、器材与材料1062.C型标准试片3.4 磁粉检测设备、器材与材料1073.B型标准试片3.4 磁粉检测设备、器材与材料1084.直流环形标准试片3.4 磁粉检测设备、器材与材料1095.交流环形标准试片3.4 磁粉检测设备、器材与材料1106.磁场指示器3.4 磁粉检测设备、器材与材料111四、磁粉和磁悬液1.磁粉分类根据磁痕显示光源分类： 非荧光磁粉 荧光磁粉根据分散剂分类： 干式磁粉 湿式磁粉3.4 磁粉检测设备、器材与材料1122.磁粉性能（1）磁性（2）粒度（3）形状（4）密度（5）流动性（6）识别度3.4 磁粉检测设备、器材与材料1133.磁悬液（1）分散剂（2）浓度（3）配制3.4 磁粉检测设备、器材与材料1144.性能测试（1）磁粉磁性3.4 磁粉检测设备、器材与材料115（2）磁粉粒度（3）磁悬液浓度（4）磁悬液磁性粉末含量3.4 磁粉检测设备、器材与材料1163.4 磁粉检测设备、器材与材料1173.5 磁粉检测工艺和磁痕分析一、磁粉检测工艺1.检测方法的选择（1）连续法与剩磁法预处理磁化检查 退磁后处理施加磁粉或磁悬液118预处理磁化检查 退磁后处理施加磁粉或磁悬液（2）干法与湿法3.5 磁粉检测工艺和磁痕分析1192.磁化方法、磁化电流的选择3.磁粉的选择3.5 磁粉检测工艺和磁痕分析1204.工艺程序预处理磁化施加磁粉或磁悬液检查退磁后处理3.5 磁粉检测工艺和磁痕分析121二、磁痕分析1.假磁痕不是由于磁力作用形成的磁痕工件表面粗糙工件表面氧化皮、锈蚀、油漆斑点工件表面油脂、纤维等脏物磁悬液浓度过大，磁粉施加方法不当3.5 磁粉检测工艺和磁痕分析1223.5 磁粉检测工艺和磁痕分析1233.5 磁粉检测工艺和磁痕分析1242.非相关磁痕非有害缺陷漏磁场形成的磁痕工件截面突变工件磁导率不均匀磁写磁化电流过。