Transcript 1.2.2 磁粉检测
磁粉检测物理基础 河南省鹤壁市锅炉压力容器检验所 代纯军 联系电话：0392-3368238 13569636075 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第一章：绪 论 1. 磁粉检测的发展简史和现状 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 1.2漏磁场检测与磁粉检测 • 1.2.1 漏磁场检测 • 铁磁性材料工件被磁化后，在不连续性处或磁路 截面变化处，磁力线离开和进入工件表面形成的 磁场称为漏磁场。所谓不连续性，就是工件正常 组织结构或外形的任何间断，这种间断可能会也 可能不会影响工件的使用性能。通常把影响工件 使用性能的不连续性称为缺欠。由于磁力线逸出 工件表面形成磁极并形成可检测的漏磁场，检测 漏磁场的方法称为漏磁场检测，包括磁粉检测与 检测元件检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 磁粉检测是利用铁磁性粉末——磁粉，作 为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附磁粉 形成的磁痕(磁粉聚集形成的图像)来显示不 连续性的位置、大小、形状和严重程度。 检测元件检测是利用磁带、霍耳元件、磁 敏二极管或感应线圈作为磁场的传感器， 检测不连续性处漏磁场的位置、大小和方 向。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 1.2.2 磁粉检测 • 磁粉检测（Magnetic Particle TeSting，缩 写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉探伤， 属于无损检测五大常规方法之一。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 1.2.2磁粉检测原理 铁磁性材料和工件被磁化后，由于 不连续性的存在，使工件表面和近表 面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁 场，吸附施加在工件表面的磁粉，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大 小。如图1－1所示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 1—裂纹 2—漏磁场 图l —l不连续性处漏磁场分布 3—近表面气孔 4—内部气孔 5—磁力线 6—工件 磁粉检测的基础是不连续性处漏磁场与磁粉的磁性相互作用。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 1.2.3磁粉检测适用范围 (1)适用于检测铁磁性材料（如16MnR、20g、30CrMnSiA）工件表面和近 表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹)和目视难 以看出的缺陷。 (2)适用于检测马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料（如Cr17Ni7、 T91/P91），但不适用于检测奥氏体不锈钢材料(如1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti)和 用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊接接头，也不适用于检测铜、铝、镁、钛合金等 非磁性材料。 (3)适用于检测未加工的铁磁性原材料(如钢坯)和加工的半成品、成品件及在 役与使用过的工件及特种设备或零部件。 (4)适用于检测管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件及焊接件。 (5)适用于检测工件表面和近表面的裂纹、白点、发纹、折叠、疏松、冷隔、 气孔和夹杂等缺陷，但不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋 藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁力线方向夹角小于200的缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 1.2.2.3 磁粉检测程序 • 磁粉检测的七个程序是： • (1)预处理；(2)磁化；(3)施加磁粉或磁悬液； (4)磁痕的观察与记录：(5)缺陷评级；(6)退 磁；(7)后处理。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 1.2.2.4 表面缺陷无损检测方法的比较 • 磁粉检测、渗透检测和涡流检测都属于表面缺陷无损检测 方法，但其方法原理和适用范围区别很大，并且有各自独 特的优点和局限性。所以无损检测人员应熟悉掌握这三种 检测方法，并能根据工件材料、状态和检测要求，选择合 理的方法进行检测。如磁粉检测对铁磁性材料工件的表面 和近表面缺陷具有很高的检测灵敏度，可发现微米级宽度 的小缺陷，所以特种设备对铁磁性材料工件表面和近表面 缺陷的检测宜优先选择磁粉检测，确因工件结构形状等原 因不能使用磁粉检测时，方可使用渗透检测或涡流检测。 表面缺陷无损检测方法的比较 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第2章 磁粉检测物理基础 • 磁现象和磁场 • 磁极间相互排斥和相互吸引的力称为磁力。 磁力的大小和方向是可以测定的，同一个 磁体两个磁极的磁力大小相等，但方向相 反。把一个磁体靠近原来没有磁性的铁磁 性物体时，该物体不仅能被磁体吸引，还 能被磁体磁化，并具有了吸引其它铁磁性 物体的性质。使原来没有磁性的物体得到 磁性的过程叫磁化。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 磁场与磁力线 • 磁体间的相互作用是通过磁场来实现的。 所谓磁场是具有磁力作用的空间，磁场存 在于被磁化物体或通电导体的内部和周围。 它是由运动电荷形成的。磁场的特征是对 运动电荷(或电流)具有作用力，在磁场变化 的同时也产生电场。 • 用假想的磁力线来反映磁场中各点的磁场 强度和方向 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 单位面积上的磁力线数目与磁场的大小成正比，因此可用 磁力线的疏密程度反映磁场的大小。在磁力线密的地方磁 场大，在磁力线稀的地方磁场就小。 • 1．磁力线具有以下特性： • 1) 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是 由S极到N极；在磁体外，磁力线是由N极出发，穿过空气 进入S极的闭合曲线。 • 2) 磁力线互不相交。 • 3) 磁力线可描述磁场的大小和方向。 • 4）异性磁极的磁力线容易沿磁阻最小路径通过，其密度 随着距两极的距离增大而减小。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2．圆周磁场 • 马蹄形磁铁如图2—5d，具有N极和S极，磁力线从N极出发穿过空气 进入S极，在磁 • 铁内部，磁力线从S极到N极闭合，它的两极能吸引铁磁性材料。 • 将上述磁铁弯曲，使两磁极靠得很近，如图2—5c，磁极间距变小， 磁力线离开磁极N，穿过空气又重新进入磁极S，产生漏磁场，漏磁 场能强烈地吸附磁粉。 • a) 两极熔合后的磁力线分布 b)有不连续性的磁力线分布 c)两极空 间漏磁场分布 d)磁力线方向 • 图2—5用马蹄形磁铁描述圆周磁场 • 当磁铁两端再弯曲，两极熔合形成一圆环如图2—5a，此时磁铁内既 无磁极又不产生漏磁场，因而不能吸引铁磁性材料．但在磁铁内包容 了一个圆周磁场或已被周向磁化。 • 如果已周向磁化的工件存在与磁力线垂直的裂纹，则在裂纹两侧立即 产生N极和S极，形成漏磁场，吸附磁粉形成磁痕，显示出裂纹缺陷， 如图2—5b。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com a) 两极熔合后的磁力线分布 b)有不连续性的磁力线分布 c)两极空间漏磁场分布 d)磁力线方向 图2—5用马蹄形磁铁描述圆周磁场 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 纵向磁化 • 如果将马蹄形磁铁校直为条形磁铁，在其两端是 N极和S极，能强烈地吸附磁粉，说明该条形磁铁 已被纵向磁化。如图2—6a。 • 如果磁力线被不连续性或裂纹阻断而在其两侧形 成N极和S极，产生漏磁场，如图2—6b和图2— 6c，吸附磁粉形成磁痕，从而显示出不连续性或 裂纹，这就是磁粉检测的基础。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com a)马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置 b)具有机加工槽的条形磁铁产生的漏磁场 c)纵向磁场裂纹产生的漏磁场 图2—6 用条形磁铁描述纵向磁化 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.2 磁场中的基本物理量 2.2.1 磁场强度 • 磁场强度是磁场在给定点的强度，是表征磁场大小和方向 的物理量。磁场强度用符号H来表示，磁场强度的单位是 用稳定电流在空间产生磁场的大小来规定的，在SI单位制 中，磁场强度的单位是安（培）/米 (A/m)，它的意义为： 一根载有直流电流I的无限长直导线，在离导线轴线为r的 地方所产生的磁场强度为： •H I 2πr ………………………………(2-1) • 在CGS单位制中，磁场强度的单位是奥[斯特] (Oe)，其换 算关系为： • 1安【培】／米(A／m) = 4π×10-3奥【斯特】 (Oe)≈0.0125 Oe 中国工业检验检测网 • 1奥【斯特】(Oe) =http://www.industryinspection.com (1/4π)×103安【培】/米(A/m)≈80 A/m 2.2.2 磁通量 • 磁通量简称磁通,它是垂直穿过某一截面的磁力线 条数，用符号Φ表示，在SI单位制中，磁通的单 位是韦[伯](Wb)，其换算关系为： • l韦【伯】(Wb) =108麦【克斯韦】 (Mx) • 1麦【克斯韦】(Mx) =10-8韦【伯】(Wb) • 在均匀的磁场中，当磁感应强度方向垂直于截面 S时，通过该截面S的磁通量表示为： • Ф=B·S …………………………………(2-2) • 式中：B——磁通密度(T) 特[斯拉] • Ф——磁通量(Wb) 韦[伯] • S——磁力线垂直穿过的单位面积(m2) 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.2.3 磁通密度与磁感应强度 • 垂直穿过单位面积上的磁通量(或磁力线条数)称为磁通密 度，用符号B表示。 • B = Ф/S…………………………………(2-3) • 将原来不具有磁性的铁磁性材料放入外加磁场内，便得到 磁化，它除了原来的外加磁场外，在磁化状态下铁磁性材 料自身还产生一个感应磁场，这两个磁场叠加起来的总磁 场，称为磁感应强度，用符号B表示。磁感应强度和磁场 强度一样，具有大小和方向，可以用磁感应线表示。通常 把铁磁性材料中的磁力线称为磁感应线。磁感应线上每点 的切线方向代表该点的磁感应强度的方向，磁感应强度的 大小也等于垂直穿过单位面积上的磁通量，所以磁感应强 度又称为磁通密度。在SI单位制中，磁感应强度的单位是 特(斯拉) (T)， 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 磁场强度与磁感应强度不同的是，磁场强 度只与激磁电流有关，与被磁化的物质无 关。而磁感应强度不仅与磁场强度有关， 还与被磁化的物质有关，如与材料磁导率μ 有关。 • 因为B=μ·H，所以铁磁性材料的磁导率μ越 大，磁感应强度B就越大，这就是铁磁性材 料的磁感应强度B远大于磁场强度H的理由。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 圆周磁场 • • • • • 马蹄形磁铁如图2—5d，具有N极和S极，磁力线从N极出发穿过空气 进入S极，在磁铁内部，磁力线从S极到N极闭合，它的两极能吸引铁 磁性材料。 将上述磁铁弯曲，使两磁极靠得很近，如图2—5c，磁极间距变小， 磁力线离开磁极N，穿过空气又重新进入磁极S，产生漏磁场，漏磁 场能强烈地吸附磁粉。 a) 两极熔合后的磁力线分布 b)有不连续性的磁力线分布 c)两极空 间漏磁场分布 d)磁力线方向 图2—5用马蹄形磁铁描述圆周磁场 当磁铁两端再弯曲，两极熔合形成一圆环如图2—5a，此时磁铁内既 无磁极又不产生漏磁场，因而不能吸引铁磁性材料．但在磁铁内包容 了一个圆周磁场或已被周向磁化。 如果已周向磁化的工件存在与磁力线垂直的裂纹，则在裂纹两侧立即 产生N极和S极，形成漏磁场，吸附磁粉形成磁痕，显示出裂纹缺陷， 如图2—5b。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.2.4 磁导率 磁感应强度B与磁场强度H的比值称为磁导率，或称 为绝对磁导率，用符号μ表示，表示材料被磁化的难易程 度，单位 H/m . μ不是常数，随磁场大小不同而改变，有最大值。 • 真空磁导率 μo 在真空中，磁导率是常数， μo ＝4π×10-7 H/m 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 相对磁导率 μr 材料的磁导率与真空磁导率的比值 μr＝μ/μo 无单位 此外，磁粉探伤中还用到材料磁导率、最大磁导率、有效磁导 率和起始磁导率。 • 材料磁导率：材料磁导率是在磁路完全处于材料内部情况下所测得的B/H，主 要用于周向磁化。 • 最大磁导率：在磁化曲线上，B/H值最大时对应拐点处的磁导率称为最大磁导 率μm • 有效磁导率（表观磁导率）：有效磁导率是指工件在线圈中磁化产生的B与空 载线圈产生的H的比值。有效磁导率不完全有材料的性质决定，在很大程度上 与零件的形状有关，它对纵向磁化很重要。 • 起始磁导率：在B和H接近零时测得的磁导率称为起始磁导率 μa。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.3 铁磁性材料 2.3.1 磁介质 磁介质分类 能影响磁场的物质称为磁介质。各种宏观物质 都是磁介质。 磁介质分为：顺磁质、逆磁质（抗磁质）和铁磁质。 磁粉探伤只适用于铁磁性材料，通常把顺磁性材料和逆磁性材 料都列入非磁性材料。 2.3.2 磁畴 铁磁性材料内部自发磁化的大小和方向基本均匀一致的小区域称 为磁畴，其体积约为10-5cm3 ，在这个小区域内，含有大约 1012～1015个原子，各原子的磁化方向一致，对外呈现磁性。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 铁磁性材料的磁畴方向 a）不显示磁性； b）磁化 c）保留一定剩磁 当把铁磁性材料放到外加磁场中去时，磁畴就会受到外加磁场的 作用，一是使磁畴磁矩转动，二是使畴壁发生位移，最后全部磁畴 的磁矩方向转向与外加磁场方向一致，铁磁性材料被磁化，显示出 很强的磁性。 高温情况下，磁体中分子热运动会破坏磁畴的有规则排列，使磁 体的磁性削弱。超过居里点后，磁性全部消失，变为顺磁质。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.3.3 磁化过程 (1)未加外加磁场时，磁畴磁矩杂乱无章，对外不显示宏观磁性，如图 (a) (2)在较小的磁场作用下，磁矩方向与外加磁场方向一致或接近的磁畴体积增大，而 磁矩方向与外加磁场方向相反的磁畴体积减小，畴壁发生位移，如图 (b)。 (3)增大外加磁场时，磁矩转动畴壁继续位移， 最后只剩下与外加磁场方向比较 接近的磁畴，如图 (c)。 (4)继续增大外加磁场，磁矩方向转动，与外加磁场方向接近，如图 (d)。 (5)当外加磁场增大到一定值时，所有磁畴的磁矩都沿外加磁场方向有序排列， 达到磁化饱和，相当于一个微小磁铁或磁偶极子，产生N极和S极，宏观上呈现 磁性，如图 (e)。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.3.4 磁化曲线 磁化曲线是表征铁磁性材料磁特性的曲线，用以表示外加磁场强度 H与磁感应强度B的变化关系。 B～H曲线的测绘方法: 采用如图所示的装置 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 曲线特征： 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 典型磁性材料 30CrMnSiA经880℃油淬，300℃回火状态下，测得的磁化曲线见下 图，包括B~H曲线，μ~H曲线，和Br~H曲线。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.3.5 磁滞回线 图中：±Bm——饱和磁 感应强度，表示工件 在饱和磁场强度±Hm 磁化下B达到饱和，不 再随H的增大而增大， 对应的磁畴全部转向 与磁场方向一致。α— 初始磁化曲线的切线 与x轴的夹角，α=tg-1 （B/H），α大小反映 铁磁性材料被磁化的 难易程度。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 描述磁滞现象的闭合磁化曲线叫磁滞回线，如图2-11所示。 当铁磁性材料在外加磁场强度磁化到1点时，减小磁场强 度到零，磁感应强度并不沿曲线l～0下降，而是沿曲线 1～2降到2点，这种磁感应强度变化滞后于磁场强度变化 的现象叫磁滞现象，它反映了磁化过程的不可逆性。当磁 场强度增大到1点，磁感应强度不再增加，得到的0～l曲 线称为初始(起始)磁化曲线。当外加磁场强度H减小到零 时。保留在材料中的磁性，称为剩余磁感应强度，简称剩 磁，用Br表示，如图中的0～2和0～5。为了使剩磁减小到 零，必须施加一个反向磁场强度，使剩磁降为零所施加的 反向磁场强度称为矫顽力，用Hc表示，如图中的0～3和 0～6。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 如果反向磁场强度继续增加，材料就呈现与原来 方向相反的磁性，同样可达到饱和点（4），当H 从负值减小到零时，材料具有反方向的剩磁—Br， 即0～5。磁场经过零值后再向正方向增加时，为 了使—Br减小到零，必须施加一个反向磁场强度， 如图中的0～6，磁场在正方向继续增加时曲线回 到1点，完成一个循环，如图中的l—2—3—4— 5—6—1，即材料内的磁感应强度B是按照一条对 称于坐标原点的闭合磁化曲线，称为磁滞回线。 只有交流电才产生这种磁滞回线。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 可归纳出铁磁性材料具有以下特性： • (1)高导磁性——能在外加磁场中强烈地磁化，产生非常强 的附加磁场，它的磁导率很高，相对磁导率可达数百甚至 数千。 • (2)磁饱和性——铁磁性材料由于磁化所产生的附加磁场， 不会随外加磁场增加而无限地增加，当外加磁场达到一定 程度后，全部磁畴的方向都与外加磁场的方向一致，磁感 应强度B不再增加，呈现磁饱和。 • (3)磁滞性——当外加磁场的方向发生变化时，磁感应强度 的变化滞后于磁场强度的变化。当磁场强度减小到零时， 铁磁性材料在磁化时所获得的磁性并不完全消失，而保留 了剩磁。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 根据矫顽力Hc大小分为软磁材料（Hc<=400A/m）和硬磁材料 （Hc>=8000A/m） 软磁材料与硬磁材料的特征 (1)软磁材料──是指磁滞回线狭长，具有高磁导率、低剩磁、低矫顽力 和低磁阻的铁磁性材料。软磁材料磁粉检测时容易磁化，也容易退磁。软 磁材料如电工用纯铁、低碳钢和软磁铁氧体等材料。 (2)硬磁材料──是指磁滞回线肥大，具有低磁导率、高剩磁、高矫顽力 和高磁阻的铁磁性材料。硬磁材料磁粉检测时难以磁化，也难以退磁。硬 磁材料如铝镍钴、稀土钴和硬磁铁氧体等材料。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.4电流的磁场 2.4.1通电圆柱导体的磁场 磁场方向：与电流方向有关，用右手定则确定。 磁场大小：安培环路定律计算 H dl I 根据上式，通电直长导体表面的磁场强度为： H 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com I 2R H－－磁强强度（A/m） I－－电流强度（A） R－－圆柱导体半径（m） 导体外r处（r>R）和导体内部r处（r<R）磁场强度： Ir r>R 时 H I r<R时 H 2r 2R 2 直圆柱导体内、外及 表面的磁场强度分布 如右图所示： 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 在连续法检验时，一般要求工件表面的磁场强度，至少达 到2400A／m(30Oe)，代入2-9和（2-10）式，得 HD 30D HD 2400D I 7.5D 8D或I 7.5D 8D 4 4 320 320 • 在剩磁法检验时，一般要求工件表面的磁场强度，至少达 到8000A／m(100Oe)，代入2-9 • （2-10）式，得 I HD 100D HD 8000D 25D 或I 25D 4 4 320 320 • 这就是对圆柱导体磁化时，磁化规范的经验公式I=8D和 I=25D的来源。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 钢棒通电法磁化 磁场强度分布特点，交流和直流分布特点，磁感应强度的分布特点 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 用交流电和直流电磁化同一钢棒时，磁场分布见 图，其共同点是： • 1)在钢棒中心处，磁场强度为零； • 2）在钢捧表面，磁场强度达到最大； • 3）离开钢棒表面，磁场强度随r的增大而下降。 • 其不同点是：直流电磁化，从钢棒中心到表面， 磁场强度是直线上升到最大值；交流电磁化，由 于趋肤效应，只有在钢棒近表面才有磁场强度， 并缓慢上升，而在接近钢棒表面时，迅速上升达 到最大值。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 钢管通电法磁化 用交流和直流电磁化同一钢管时，钢管内部H=0，B=0，钢管内部 没有磁场存在，磁场是从钢管内壁到表面逐渐上升到最大值。 设管内外半径分别为R1和R2，通直流电磁化，由安培环路定律得 H 0 I (r R ) H 2 2 2r ( R2 R1 ) 2 r R） （ 2 1 ( R1 r) R2 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 钢管中心导体法磁化 钢管中心导体法磁化时，在 通电中心导体内、外磁场分 布与图2-17相同，由于中心 导体为铜棒，其 r 1 ，所 以只存在H。在钢管上由于 r 1 ，所以能感应产 生较大的磁感应强度。并且 钢管内壁的磁场强度和磁感 应强度都比外壁大。 应采用直流电或整流电 理论计算及应用 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.4.2 通电线圈的磁场 磁场方向： 右手定则 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 磁场大小： 空载通电线圈中心的 磁场强度可用下式计算 NI H cos L NI L D 2 2 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com H－－磁场强度（A/m） N－－线圈匝数 L－－线圈长度（m） D－－线圈直径（m） －－线圈对角线与轴线的夹角 线圈纵向磁化的磁化力用安匝（IN）来表示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3．线圈分类 • 1 )按通电线圈的结构分为： • ①用软电缆缠绕在工件上的缠绕线圈； • ②将绝缘导线绕在骨架内的螺管线圈。螺管线圈是具有螺旋绕组的圆 筒形线圈，分单层和多层绕组两种。单层螺管线圈是单根绝缘导线均 匀而紧密排列的同轴线圈；多层螺管线圈相当于若干个半径不等的同 轴螺管线圈。 • 2 )按线圈横截面积与被检工件横截面积之比值——充填因数(也叫填 充系数)分为： • ①低充填因数线圈——线圈横截面面积与被检工件横截面面积之比 ≥10时： • ②中充填因数线圈——钱圈横截面面积与被检工件横截面面积之比>2 并<l0时： • ③高充填因数线圈——线圈横截面面积与被检工件横截面面积之比≤2 时。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 3 )按通电线圈的长度L和内径D的比分为： • ①短螺管线圈(L<D) • 在短螺管线圈内部的中心轴线上，磁场分布极不均匀。中 心比两端强，如图2-22所示。在线圈横截面上，靠近线圈 内壁的磁场强度较线圈中心强，如图2-24所示。 • ②有限长螺管线圈（L>D） • 在有限长螺管线圈内部的中心轴线上，磁场分布较均匀， 磁力线方向大体上与中心轴线平行，线圈两端处的磁场强 度为中心的1/2左右，如图2-23所示。在线圈横截面上， 靠近线圈内壁的磁场强度较线圈中心强，如图2-24所示。 • ③无限长螺管线圈(L>>D)，或在无限远处头尾相接的线圈。 • 无限长螺管线圈内部磁场分布均匀，并且磁场只存在于线 圈内部，磁力线方向与线圈的中心轴线平行。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 图 2-22 短 螺 管 线 圈中心轴线上的 磁场分布 图 2-23 有 限 长 螺 管 线 圈 中 心轴线上的磁场分布 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 图 2-24 螺 管 线 圈 横 截 面上的磁场分布 2.4.4 交叉磁轭旋转磁场 • 旋转磁化是利用交叉磁轭或交叉线圈产生的旋转 磁场磁化工件的。 • 旋转磁化属于复合磁化(多向磁化)。它是利用两 相或多相磁场相互叠加而形成的合成磁场对工件 进行磁化的，交叉磁轭可以形成旋转磁场。它的 四个磁极分别由两相具有一定相位差的正弦交变 电流激磁。如图2-26所示，于是就能在四个磁极 所在平面形成与激磁电流频率相等的旋转着的(合 成)磁场，旋转磁场因此而得名。 • 能形成旋转磁场的基本条件是：两相磁轭的几何 夹角α与两相激磁电流的相位差Ф均不等于00或 1800。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 图2-25交叉磁轭示意图 图2—26激磁电流波形图 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 当两相磁轭的几何夹角α与两相磁轭激磁电 流的相位差φ均为90º时，在磁极所在面的 几何中心点将形成圆形旋转磁场，一周期 内其合成磁场轨迹为圆。而且其幅值始终 与Hm相等，这就是为什么使用交叉磁轭一 次磁化操作就能发现任何方向缺陷的原因。 另外，由于交叉磁轭形成的旋转磁场，与 交流电磁轭的磁场不同，它的磁场没有通 过零点的瞬间，所以交叉磁轭的提升力也 就远远高于交流电磁轭。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 影响旋转磁场形成的因素 产生旋转磁场的必要条件：一是两相正弦交变磁场必须形成 一定的夹角，二是两相交流电必须具有一定的相位差。 • 评价旋转磁场，通常利用四个磁极所在平面的几何中心点 形成的旋转磁场形状进行描述。比如，当两相磁轭的几何 夹角α=90o两相激磁电流的相位差中φ=π/2时，几何中心 点就能形成圆形旋转磁场。当α≠90o，φ≠π/2时(但是α≠0o， 180o，φ≠0，π)将形成椭圆形旋转磁场。从使用角度来说， 圆形旋转磁场对各方向缺陷的检测灵敏度趋于一致，而椭 圆形旋转磁场则较差。只有在激磁规范足够大时才能确保 各方向的检测灵敏度。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.5退磁场 2.5.1 退磁场定义 把铁磁性材料磁化时，由材料中磁极所产生的磁场称为退磁 场，它对外加磁场有削弱作用，用符号ΔH表示。 退磁场与材料的磁化强度成正比。 ΔH――退磁场 H N M M――磁化强度 N――退磁因子 2.5.2 有效磁场 铁磁性材料磁化时，只要在工件上产生磁极，就会产生退磁场， 它削弱了外加磁场，所以工件上的有效磁场用H表示，等于外加 磁场减去退磁场。其数学表达式为： 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com H H o H H――有效磁场（A/m） Ho――外加磁场（A/m） ΔH――退磁场（A/m） B H H H 0 H H 0 N H H 0 N H H 0 NH ( r 1) 0 0 得: Ho H 1 N ( o 1) 2.5.3 退磁因子N N 主要与工件的形状有关（L/D），对于完整的闭合的环形试样 N=0；对于球体，N=0.333；对于圆钢棒，L/D愈小，N愈大。 影响试件退磁场大小的因素： 退磁场大小与外加磁场大小有关，外加磁场增大，退磁场也增大； 退磁场与L/D有关，L/D增大，退磁场减小；工件磁化时，如果不产 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 生磁极，就不会产生退磁场。 如果工件的截面为非圆形，设截面面积为S，则有效直径为： D2 S 则 L L D 2 S 退磁场的计算 P.32 例1 例2 计算结果讨论： 当L/D<=2时，退磁场影响很大，工件磁化需要很大的外加磁场 强度。只有当外加磁场强度Ho远远大于有效磁场强度H时，才足以 克服退磁场的影响，对工件进行有效的磁化。但实际上通电线圈很 难产生上千Oe的外加磁场强度，所以通常采用延长块将工件接长， 以增大L/D值，减小退磁场的影响。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.6 磁路与磁感应线的折射 磁力线通过的闭合路径叫磁路。 2.6.1 磁路定律： NI NI L s rm 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.6.2磁感应线的折射 当磁通量从一种介质进入另一种介质时，它的量不变。 但是如果这两种介质的磁导率不同，那么这两种介质中的磁感应强 度就会不同，方向也会改变，这称为磁感应线的折射，并遵循折射 定律： tg 1 1 tg 2 2 当磁感应线由钢铁进入空气，或者由空气进入钢铁，在空气中磁 感应线实际上是垂直的。 磁感应强度的边界条件: B1n B（方向分量连续） 2n H1t H （切向分量连续） 2t 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.7 漏磁场 2.7.1 漏磁场的形成 所谓漏磁场，就是铁 磁性材料磁化后，在不 连续性处或磁路的截面 变化处，磁感应线离开 和进入表面时形成的磁 场。如右图 两磁极间漏磁场分布 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 漏磁场形成的原因，是由于空气的磁导率远远低于铁磁性材料的磁 导率。如果在磁化了的铁磁性工件上存在着不连续性或裂纹，则磁 感应线优先通过磁导率高的工件，这就迫使不部分磁感应线从缺陷 下面绕过，形成磁感应线的压缩。但是，工件上这部分可容纳的磁 感应线数目也是有限的，又由于同性磁感应线相斥，所以，不部分 磁感应线从不连续性中穿过，另一部分磁感应线遵从折射定律几乎 从工件表面垂直地进入空气中去绕过缺陷又折回工件，形成了漏磁 场。 2.7.2 缺陷的漏磁场分布 缺陷产生的漏磁场可以分解为水平分量Bx和垂直分量By，水平分 量与工件表面平行，垂直分量与工件表面垂直。假设有一矩形缺 陷，则在矩形中心，漏磁场的水平分量有极大值，并左右对称。而 垂直分量为通过中心点的曲线，其示意图见图2-32，图中（a）为 水平分量，（b）为垂直分量，如果将两个分量合成，则可得到如 图（c）所示的漏磁场。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.7.3 漏磁场对磁粉的作用力 漏磁场对磁粉的吸附可看成是磁极的作用，如果有磁粉 在磁极区通过，则将被磁化，也呈现出N极和S极，并沿 着磁感应线排列起来。当磁粉的两极与漏磁场的两极互相 作用时，磁粉就会被吸附并加速移到缺陷上去。漏磁场的 磁力作用在磁粉微粒上，其方向指向磁感应线最大密度 区，即指向缺陷处。 见下页 图 漏磁场的宽度要比缺陷的实际宽度大数倍至数十倍， 所以磁痕对缺陷宽度具有放大作用，能将目视不可见的缺 陷变成目视可见的磁痕使之容易观察出来。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 磁粉受漏磁场吸引 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.7.4 影响漏磁场的因素 （1）外加磁场强度的影响 缺陷的漏磁场大小与工件磁化程度有关。一般说 来，外加磁场强度一定要大于产生最大磁导率μm 对应的磁场强度Hμm，使磁导率减小，磁阻增大， 漏磁场增大。 当铁磁性材料的磁感应强度达到饱和值的80%左 右时，漏磁场便会迅速增大。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）缺陷位置及形状的影响 a 缺陷埋藏深度的影响 影响很大 同样的缺陷，位于工件表面 时，产生的漏磁场大；若位于工件的近表面，产生的漏磁场显著减 小；若位于工件表面很深处，则几乎没有漏磁场泄漏出工件表面。 b 缺陷方向的影响 缺陷垂直于 磁场方向，漏磁场最大，也最有 利于缺陷的检出；若与磁场方向 平行则几乎不产生漏磁场；当缺 陷与工件表面由垂直逐渐倾斜成 某一角度，而最终变为平行，即 倾角等于0时，漏磁场也由最大 下降至零，下降曲线类似于正弦 曲线由最大值降至零值的部分。 c 缺陷深宽比的影响 缺陷的深 宽比是影响漏磁场的一个重要因 素，缺陷的深宽比愈大，漏磁场 中国工业检验检测网 愈大，缺陷愈容易发现。http://www.industryinspection.com （3）工件表面覆盖层的影响 （4）工件材料及状态的影响 晶粒大小的影响 含碳量的影响 合金元素的影响 冷加工的影响 热处理的影响 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2.8 磁粉检测的光学基础 • 2.8.1.1 发光强度 • 发光强度是指光源在给定方向上单位立体角内传输的光通 量，用符号I表示，单位是坎[德拉](Cd)。 • 2.8.1.2 光通量 • 光通量是指能引起眼睛视觉强度的辐射通量。用符号Φ表 示，单位是流明(Lm)。流明(Lm)是发光强度为1坎德拉的 均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量。 • 2.8.1.3 照度 • 照度也称[光]照度，是单位面积上接收的光通量。用E表示， 单位是：勒[克斯]（Lx）。勒[克斯]（Lx）是1流明的光通 量均匀分布在1m2表面上产生的光照度，1（Lx）=1（Lm） /m2。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 2.8.1.4 辐照度 • 辐照度又称辐[射]照度，是入射的辐射通量与该辐射面积 之比。单位是：瓦[特]/米2 • （1W/ m2=100μW/cm2）。 • 2.8.1.5 紫外线 • 紫外线是指波长为100nm~400nm的不可见光，其波谱图 位于可见光和X射线之间，如图2-36所示。不是所有的紫 外线都可以用于荧光磁粉检测，只有波长为320nm～ 400nm的黑光才能用于荧光磁粉检测。波长 320nm~400nm的紫外线称为UV-A、黑光或长波紫外线， UV-A波长的紫外线，适用于荧光磁粉检测，它的峰值波 长约为365nm。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 黑光灯发出的光，既包括不可见的紫外光， 也包括可见光。不可见光峰值在365nm附 近，这正是激发荧光磁粉的所需要的波长， 而可见光和中波及短波紫外线则是不需要 的。因为可见光影响荧光磁粉磁痕的识别， 中波和短波紫外光对人眼有伤害。因此， 采用滤光片将不需要的光线滤掉，仅让波 长320nm——400nm的长波紫外线(UV—A 黑光)通过，所以把这种紫外灯通常叫做黑 光灯。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第三章：磁化方法与磁化电流 3.1 磁化电流 • 在磁粉检测中是用电流来产生磁场的，常用不同的电流对工件进行磁 化。这种为在工件上形成磁化磁场而采用的电流叫做磁化电流。由于 不同电流随时间变化的特性不同，在磁化时所表现出的性质也不一样， 因此在选择磁化设备与确定工艺参数时，应该考虑不同电流种类的影 响。磁粉探伤采用的磁化电流有交流电、整流电（包括单相半波整流 电、单相全波整流电、三相半波整流电和三相全波整流电）、直流 电和冲击电流，其中最常用的磁化电流是交流电、单相半波直流电 和三相全波整流电。其有效值和峰值的关系 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.1 交流电 方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交流 电，简称交流电，用符号AC表示。 • 交流电在一个周期内的电流最大值叫峰值，用Im 表示。在工程上还应用有效值和平均值。交流电 的有效值，是指在相同的电阻上分别通以直流电 流和交流电流，经过一个交流周期时间，电阻上 所损失的电能如果相等，则把该直流电流的大小 作为交流电流的有效值，用I表示。从交流电流表 上读出的电流值是有效值。交流电的峰值Im和有 效值I的换算关系为： • I m 2I ≈1.414I…………… ( 3-1 ) 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 交流电在半个周期(T/2)范围内各瞬间的算术平均值称为交 流电的平均值，用Id表示。 • 3.1.1.2 趋肤效应 • 图3-2趋肤效应 • 交变电流通过导体时，导体表面电流密度较大而内部电流 密度较小的现象称为趋肤效应(或集肤效应)。这是由于导 体在变化着的磁场里因电磁感应而产生涡流，在导体表面 附近，涡流方向与原来电流方向相同，使电流密度增大； 而在导体轴线附近，涡流方向则与原来电流方向相反，使 导体内部电流密度减弱，如图3-2所示。材料的电导率和 相对磁导率增加时，或交流电的频率提高时，都会使趋肤 效应更加明显。通常50Hz交流电的趋肤深度，也称交流 电的透入深度δ，大约为2mm，透入深度δ可用下式表示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • • • • • 500 f r ………………… (3-3) 式中：δ一交流电趋肤深度(m) f—交流电频率(Hz,) σ—材料电导率(S／m) μr—相对磁导率(H／m) 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.1.3 交流电的优点和局限性 • • • • • • • • • • • 1）在我国磁粉检测中，交流电被广泛应用，是由于它具有以下优点： (1)对表面缺陷检测灵敏度高 由于趋肤效应在工件表面电流密度最大，所以磁通密度也最大，有助于表面 缺陷产生漏磁场，从而提高了工件表面缺陷的检测灵敏度。 (2)容易退磁 因为交流电磁化的工件，磁场集中于工件表面，所以用交流电容易将工件上 的剩磁退掉，还因为交流电本身不断地换方向，而使退磁方法变得简单又容 易实现。 (3)电源易得，设备结构简单 由于电流电源能方便地输送到检测场所，交流探伤设备也不需要可控硅整流 装置，结构较简单。 (4)能够实现感应电流法磁化 根据电磁感应定律，交流电可以在磁路里产生交变磁通，而交变磁通又可以 在回路产生感应电流，对环形件实现感应电流法磁化。 (5)能够实现多向磁化 多向磁化常用两个交流磁场相互叠加来产生旋转磁场或用一个直流磁场和一 个交流磁场矢量合成来产生摆动磁场 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • (6)磁化变截面工件磁场分布较均匀 • 用固定式电磁轭磁化变截面工件时，可发现用交流电磁化，工件表面 上磁场分布较均匀。若用直流电磁化，工件截面突变处有较多的泄漏 磁场，会掩盖该部位的缺陷显示。 • (7)有利于磁粉迁移 • 由于交流电的方向在不断地变化，所产生的磁场方向也不断地改变， 它有利于搅动磁粉促使磁粉向漏磁场处迁移，使磁痕显示清晰可见。 • (8)用于评价直流电(或整流电)磁化发现的磁痕显示 • 由于直流电磁化较交流电磁化发现的缺陷深，所以直流电磁化发现的 磁痕显示，若退磁后用交流电磁化发现不了，说明该缺陷不是表面缺 陷，有一定的深度。 • (9)适用于在役工件的检验 • 用交流电磁化，检验在役工件表面疲劳裂纹灵敏度高，设备简单轻便， 有利于现场操作。 • (10)交流电磁化时工序间可以不退磁。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 2）交流电的局限性是： • (1)剩磁法检验受交流电断电相位影响 • 剩磁大小不稳定或偏小，易造成缺陷漏检， 所以使用剩磁法检验的交流探伤设备，应 配备断电相位控制器。 • (2)探测缺陷深度小 • 对于钢件φl mm人工孔，交流电的探测深度， 剩磁法约为1mm，连续法约为2mm。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.1.4 交流电断电相位的影响 • 图3-3表示交流电磁化与产生剩磁的关系。0、1、2、3、4、 5、6、1表示交流电与产生的磁滞回线上各点的对应关系。 如果交流电在正弦周期的(π/2～π)、(3π/2～2π)或在零值 断电，即在磁滞回线的1～2和4～5，范围内断电，工件上 将得到最大剩磁Br，对应座标上的02和05。若断电发生在 正弦周期的(0～π/2)和(π～3π/2)，如在磁滞回线的3和6 处断电，由于铁磁性材料的磁滞特性，对应的磁化曲线到 达3’和6’，得到剩磁Br’，对应座标上的03’和06’。显然 03’<02，06’<05。所以剩磁Br’<Br。由此看出，剩磁大小 与交流电的断电相位有关。 • 为了克服剩磁法检验交流电断电相位的影响，在交流探伤 机上应加装断电相位控制器。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 图3-3交流电磁化与产生剩磁的关系 图3-4非正弦交流电波形 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.2 整流电 整流电是通过对交流电整流而获得，如图3-5 ～ 图3—8所示，分别为①单相半波、②单相全波、 ③三相半波和④三相全波整流电四种类型。四 种类型电流中，按交流分量大小递减。排列的 顺序是：①、②、③、④：按检测缺陷深度大 小排列的顺序是：④、③、②、①。其中最常 用的是单相半波和三相全波整流电。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 图3—5单相半波整流电路原理图 图3—7三相半波整流电路原理图 图3—6单相全波整流电路原理图 图3—8三相全波桥式整流电路原理图 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 单相半波整流电 • 1)单相半波整流电是通过整流将单相正弦交 流电的负向去掉，只保留正向电流，形成 直流脉冲，每个脉冲持续半周，在各脉冲 的时间间隔里没有电流流动，用符号HW表 示，如图3-9所示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 图3-9单相半波整流电波形图 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 单相半波整流电的峰值与未被整流的交流 电的峰值相同，平均值Id、有效值I和峰值 Im的换算关系为： •I πI …………………(3—4 ) m d • I=1.57Id …………………(3—5 ) • 对于所有的整流电，电流值都是用测量平 均值的电流表指示的。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 对于单相半波整流电，例如电流表读数为 100A，是指平均值，则峰值为： • I m πI d=3.14×100A=314A；I=1.57Id • Im =1.57×100A=157A。另外，有的电 流表指示的是两倍平均值，则当电流表指 示100A时， 3.14 Im Id 100A • =157A 2 2 2 Id 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3 )单相半波整流电的优点和局限性 • • • • • • • • • 单相半波整流电是磁粉检测最常用的磁化电流类型之一，因为它有以下优点： a.兼有直流的渗入性和交流的脉动性 单相半波整流电具有直流电能渗入工件表面下的性质，因此能检测工件表面 下较深的缺陷。对于钢件直径l mm的人工孔，单相半波整流电的探测深度， 剩磁法约为1.5mm，连续法可达到4mm。又由于单相半波整流电的交流分量 较大，它所产生的磁场具有强烈的脉动性，对表面缺陷检测也有一定的灵敏 度。 b.剩磁稳定 单相半波整流电所产生的磁滞回线如图3-10所示，磁场是同方向的，磁滞回 线是非对称的。无论在何点断电，在工件上总会获得稳定的剩磁Br 。 c.有利于近表面缺陷的检测 单相半波整流电是单方向脉冲电流，能够搅动干磁粉，有利于磁粉的迁移， 因此单相半波整流电结合干法检测，检测近表面气孔、夹杂和裂纹等缺陷效 果很好。 d.能提供较高的灵敏度和对比度 单相半波整流电结合湿法检验能对细小裂纹有一定的灵敏度。又由于磁场不 过分地集中于表面，所以即使采用较严格的磁化规范，缺陷上的磁粉堆积量 也不会大量增加，所以缺陷轮廓清晰，本底干净，便于缺陷的观察和分析。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 单相半波整流电的局限性是： • a.退磁较困难 • 由于电流渗入深度大于交流电，所以比交 流电退磁困难。 • b.检测缺陷深度不如三相全波整流电和直流 电。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.2.2 三相全波整流电 • 1 )交流电经过三相全波整流可得到三相全 波整流电，使每相正弦曲线的负向部分都 倒转为正向，产生一个接近直流电的整流 电，用符号FWDC表示。 • 2 )三相全波整流电峰值Im与平均值Id的换 算关系为： • I m I d ……………… (3—6) 3 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 三相全波整流电，具有以下优点： • a.具有很大的渗透性和很小的脉动性 • 三相全波整流电己接近直流电，磁场具有很大的 渗入性，即可以检测近表面埋藏较深的缺陷，如 用3400A三相全波整流电磁化直流标准试块，最 多可以发现距试块边缘：16mm的第9个孔的磁痕 显示(孔径为1.78mm)。因交流分量很小，所以只 有很小的脉动性。 • b.剩磁稳定。 • c.适用于检测焊接件、带镀层工件、铸钢件和球 墨铸铁毛坯的近表面缺陷。 • d.设备需要输入的功率小。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 三相全波整流电的局限性是： • a.退磁困难 • 用三相全波整流电或直流电磁化的工件，如果用交流电退磁，只能将 表层的剩磁去掉，内部仍然有剩磁存在。要彻底地退磁，就要使用超 低频或直流换向衰减退磁设备，设备较复杂，退磁效率也较低。 • b.退磁场大 • 工件进行纵向磁化时，用三相全波整流电或直流电比用交流电产生的 退磁场要大，这是由于磁场渗入较深，磁化的有效截面比用交流电时 大的缘故。 • c.变截面工件磁化不均匀 • 在工件截面变化处会产生磁化不足或过量磁化，所以导致磁化不均匀。 • d.不适用于干法检验。 • e.周向和纵向磁化的工序间一般需要退磁。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.3 直流电 • 直流电是磁粉检测应用最早的磁化电流， 它的大小和方向都不变，用符号DC表示。 直流电是通过蓄电池组或直流发电机供电 的。使用蓄电池组，需要经常充电，电流 大小调节和使用也不方便，退磁又困难， 所以现在磁粉检测很少使用。 • 直流电的平均值Id、峰值Im和有效值I相等。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 3.1.3.1 直流电的优点是： • (I)磁场渗入深度大，在七种磁化电流中，检测缺 陷的深度最大； • (2)剩磁稳定，剩磁能够有力地吸住磁粉，便于磁 痕评定； • (3)适用于镀铬层下的裂纹、闪光电孤焊中的近表 面裂纹和薄壁焊接件根部的未焊透和未熔合的检 验。 • 3.1.3.2 直流电的局限性是： • (1)退磁最困难；(2)不适用于干法检验；(3)退磁 场大；(4)工序间要退磁。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.4 冲击电流 • 冲击电流一般是由电容器充放电而获得的 电流，该磁化电流仅适用于需要的磁化电 流值特别大而常规设备又不能满足时，根 据工件要求制作的专用设备。其优点是探 伤机可做得很小，但需要输出的磁化电流 却很大，如可达到10～30KA。其局限性是 只适用于剩磁法，因为通电时间很短，一 般是(1/100)s，所以很难在通电时间内完成 施加磁粉并使磁粉向缺陷处迁移。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.1.5 如何选用磁化电流 1)用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷检测灵敏度高； • 2)交流电的渗入深度，不如整流电和直流电； • 3)交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器； • 4)交流电磁化连续法检验主要与有效值电流有关，而剩磁 检验主要与峰值电流有关； • 5)整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷 的能力越小； • 6)单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面缺陷检测 灵敏度高； • 7)三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷； • 8)直流电可检测工件近表面最深的缺陷； • 9)冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2 磁化方法 3.2.1 磁场方向与发现缺陷的关系 磁粉检测的能 力，取决于施 加磁场的大小 和缺陷的延伸 方向，还与缺 陷的位置、大 小和形状等因 素有关。工件 磁化时，当磁 场方向与缺陷 延伸方向垂直 时，缺陷处的 漏磁场最大， 检测灵敏度最高。 （磁场方向与缺陷垂直） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.2 选择磁化方法应考虑的因素 工件的尺寸大小；工件的外形结构；工件的表面状态； 根据工件过去断裂的情况和各部位的应力分布，分析可能产生缺陷 的部位和方向，选择合适的磁化方法。 3.2. 2.1 周向磁化方法 根据工件的几何形状，尺寸大小和欲发现缺陷方向而在工件上建 立的磁场方向，将磁化方法一般分为周向磁化、纵向磁化和多向磁 化（复合磁化）。 周向磁化是指给工件直接通电，或者使电流流过贯穿空心工件孔 中的导体，旨在工件中建立一个环绕工件的并与工件轴垂直的周向 闭合磁场，用于发现与工件轴平行的纵向缺陷，即与电流方向平行 的缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 周向磁化法 周向磁化 通电法 轴向通电法 直角通电法 夹钳通电法 中心导体法 偏置芯棒法 触头法 感应电流法 环形件绕电缆法 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.2.2纵向磁化 • 是指将电流通过环绕工件的线圈，沿工件纵长方 向磁化的方法，工件中的磁力线平行于线圈的中 心轴线。用于发现与工件轴向垂直的周向缺陷(横 向缺陷)。利用电磁轭和永久磁铁磁化，使磁力线 平行于工件纵轴的磁化方法亦属于纵向磁化。 • 将工件置于线圈中进行纵向磁化，称为开路磁化， 开路磁化在工件两端产生磁极，因而产生退磁场。 • 电磁轭整体磁化、电磁轭或永久磁铁的局部磁化， 称为闭路磁化，闭路磁化不产生退磁场或退磁场 很小。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 纵向磁化 线圈法 螺管线圈法 绕电缆法 磁轭法 电磁轭整体磁化 电磁轭局部磁化 永久磁铁法 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.2.3多向磁化(也叫复合磁化) • 是指通过复合磁化，在工件中产生一个大 小和方向随时间成圆形、椭圆形或螺旋形 轨迹变化的磁场。因为磁场的方向在工件 上不断地变化着，所以可发现工件上多个 方向的缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 多向磁化 多向磁化 交叉磁轭法 交叉线圈法 直流磁轭与交流通电法 直流线圈与交流通电法 有相移的整流电磁化法 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.2.4 辅助通电法 • 是指将通电导体置于工件受检部位而进行 局部磁化的方法，如电缆平行磁化法和铜 板磁化法，仅用于常规磁化方法难以磁化 的工件和部位，一般情况下不推荐使用。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3 各种磁化方法的特点 • 磁化工件的顺序，一般是先进行周向磁化，后进行 纵向磁化；如果一个工件上横截面尺寸不等，周向 磁化时，电流值分别计算，先磁化小直径，后磁化 大直径。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.1 .轴向通电法 • (1 )轴向通电法是将工件夹于探伤机的两磁 化夹头之间，使电流从被检工件上直接流 过，在工件的表面和内部产生一个闭合的 周向磁场，用于检查与磁场方向垂直、与 电流方向平行的纵向缺陷。 • 将磁化电流沿工件轴向通过的磁化方法称 为轴向通电法，简称通电法：电流垂直于 工件轴向通过的方法，称为直角通电法； 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • (2 )轴向通电法和触头法产生打火烧伤的原因是： • ①工件与两磁化夹头接触部位有铁锈、氧化皮及 脏物；②磁化电流过大；③夹持压力不足；④在 磁化夹头通电时夹持或松开工件。 • (3 )预防打火烧伤的措施是： • ①清除掉与电极接触部位的铁锈、油漆和非导电 覆盖层；②必要时应在电极上安装接触垫，如铅 垫或铜编织垫，应当注意，铅蒸汽是有害的，使 用时应注意通风，铜编织物仅适用于冶金上允许 的场合：③磁化电流应在夹持压力足够时接通： ④必须在磁化电流断电时夹持或松开工件；⑤用 合适的磁化电流磁化。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 轴向通电法的优点： • ①无论简单或复杂工件，一次或数次通电都能方 便地磁化：②在整个电流通路的周围产生周向磁 场，磁场基本上都集中在工件的表面和近表面； ③两端通电，即可对工件全长进行磁化，所需电 流值与长度无关；④磁化规范容易计算；⑤工件 端头无磁极，不会产生退磁场；⑥用大电流可在 短时间内进行大面积磁化；⑦工艺方法简单，检 测效率高：⑧有较高的检测灵敏度。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 轴向通电法的缺点： • ①接触不良会产生电弧烧伤工件；②不能 检测空心工件内表面的不连续性：③夹持 细长工件时，容易使工件变形。 • 轴向通电法适用于： • 特种设备实心和空心工件的焊接接头、机 加工件、轴类、管子、铸钢件和锻钢件的 磁粉检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.2 中心导体法 • 1 )中心导体法是将导体穿入空心工件的孔中，并 置于孔的中心，电流从导体上通过，形成周向磁 场。所以又叫电流贯通法、穿棒法和芯棒法。由 于是感应磁化，可用于检查空心工件内、外表面 与电流平行的纵向不连续性和端面的径向的不连 续性，。 • 空心件用直接通电法不能检查内表面的不连续性， 因为内表面的磁场强度为零。但用中心导体法能 更清晰地发现工件内表面的缺陷，因为内表面比 外表面具有更大的磁场强度。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 中心导体法用交流电进行外表面检测时， 会在筒形工件内产生涡电流ie，因此工件的 磁场是中心导体中的传感电流it和工件内的 涡电流ie产生的磁场叠加，由于涡电流有趋 肤效应，因此导致工件内、外表面检测灵 敏度相差很大，对磁化规范确定带来困难。 用中心导体法进行外表面检测时，一般不 用交流电而尽使用直流电和整流电 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 3 )对于一端有封头(亦称盲孔)的工件，可将铜棒 穿入盲孔中，铜棒为一端，封头作为另一端(保证 封头内表面与铜棒端头有良好的电接触)，被夹紧 后进行中心导体法磁化。 • 4 )对于内孔弯曲的工件，可用软电缆代替铜棒进 行中心导体法磁化。 • 5 )中心导体材料通常采用导电性能良好的铜棒， 也可用铝棒。在没有铜棒采用钢棒作中心导体磁 化时，应避免钢棒与工件接触产生磁写，所以最 好在钢棒表面包上一层绝缘材料。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中心导体法的优点： • ①磁化电流不从工件上直接流过，不会产 生电弧；②在空心工件的内、外表面及端 面都会产生周向磁场；③重量轻的工件可 用芯棒支承，许多小工件可穿在芯棒上一 次磁化；④一次通电，工件全长都能得到 周向磁化；⑤工艺方法简单、检测效率高： ⑥有较高的检测灵敏度。因而是最有效、 最常用的磁化方法之一。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 中心导体法的缺点： • ①对于厚壁工件，外表面缺陷的检测灵敏度比内 表面低很多；②检查大直径管子时，应采用偏置 芯棒法，需转动工件，进行多次磁化和检验；③ 仅适用于有孔工件的检验。 • 中心导体法适用于： • 特种设备的管子、管接头、空心焊接件和各种有 孔的工件如轴承圈、空心圆柱、齿轮、螺帽及环 形件的磁粉检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.3 偏置芯棒法 • 对于空心工件，导体应尽量置于工件的中心。若工件直径 太大，探伤机所提供的磁化电流不足以使工件表面达到所 要求的磁场强度时，可采用偏置芯棒法磁化，即将导体穿 入空心工件的孔中，并贴近工件内壁放置，电流从导体上 通过形成周向磁场。用于局部检验空心工件内、外表面与 电流方向平行和端面的径向缺陷。 • 适用于中心导体法检验时，设备功率达不到的大型环和压 力管道管子的磁粉检测。 • 偏置芯棒法采用适当的电流值磁化，有效磁化范围约为导 体直径d的4倍。检查时要转动工件，以检查整个圆周，并 要保证相邻检查区域有l0％的重叠。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.4 触头法 • 1 )触头法是用两支杆触头接触工件表面， 通电磁化，在平板工件上磁化能产生一个 畸变的周向磁场，用于发现与两触头连线 平行的缺陷，触头法设备分非固定触头间 距如图3-16所示(特种设备常用)和固定触头 间距两种。触头法又叫支杆法、尖锥法、 刺棒法和手持电极法。触头电极尖端材料 宜用铅、钢或铝，最好不用铜，以防铜沉 积被检工件表面，影响材料的性能。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 触头法用较小的磁化电流值就可在工件局部得到 必要的磁场强度，灵敏度高，使用方便。最短不 得小于75mm，因为在触头附近25mm范围内，电 流密度过大，产生过度背景，有可能掩盖相关显 示。如果触头间距过大，电流流过的区域就变宽， 使磁场减弱，磁化电流必须随着间距的增大相应 地增加。JB/T 4730. 4—2005规定：“采用触头 法时，电极间距应控制在75m～200mm之间。磁 场的有效宽度为触头中心线两侧l/4极距，通电时 间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触， 以免烧伤工件。两次磁化区域间应有不小于10％ 的磁化重叠区”。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 触头法的优点： • ①设备轻便，可携带到现场检验，灵活方便：②可将周向 磁场集中在经常出现缺陷的局部区域进行检验；③检测灵 敏度高。 • 触头法的缺点： • ①一次磁化只能检验较小的区域；②接触不良会引起工件 过热和打火烧伤；③大面积检验时，要求分块累积检验， 很费时。 • 触头法适用于： • 平板对接焊接接头、T型焊接接头、管板焊接接头、角焊 接接头以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 感应电流法 • 感应电流法是将铁芯插入环形工件内，把 工件当作变压器的次级线圈，通过铁芯中 的磁通的变化，在工件内产生周向感应电 流。用感应电流磁化工件产生闭合磁场的 方法称为感应电流法或磁通贯通法。如图319和3-20所示，用于发现环形工件圆周方 向的缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 感应电流与磁通量的变化率成正比。只有 激磁线圈容量大，铁芯面积也足够大，才 能感应产生足够的磁化电流，在工件表面 产生足够大的磁化场。工件表面的磁场强 度与环形工件径向尺寸成反比，与宽度关 系不大。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 感应电流法的优点： • ①非电接触，可避免烧伤工件；②工件不 受机械压力，不会产生变形：③能有效地 检出环形工件内、外圆周方向的缺陷。 • 感应电流法适用于： • 直径与壁厚之比大于5的薄壁环形工件、齿 轮和不允许产生电弧烧伤的工件的磁粉检 测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.6 环形件绕电缆法 • 在环形工件上，缠绕通电电缆，也称为螺线环， 如图3-21所示。所产生的磁场沿着环的圆周方向， 磁场大小可近似地用下式计算： NI NI • ………………（3-7） H 或H 2R • • • • • L 式中：H—磁场强度(A/m) N一线圈匝数 I—电流(A) R—圆环的平均半径(m) L—圆环中心线长度(m) 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 环形件绕电缆法是用软电缆穿绕环形件， 通电磁化，形成沿工件圆周方向的周围磁 场，用于发现与磁化电流平行的横向缺陷， 如图3-21所示。 • 环形件绕电缆法的优点：①由于磁路是闭 合的，无退磁场产生，容易磁化。 • ②非电接触，可避免烧伤工件。 • 缺点是：效率低，不适用于批量检验。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 线圈法 • 1）线圈法是将工件放在通电线圈中，或用 软电缆缠绕在工件上通电磁化，形成纵向 磁场，用于发现工件的周向（横向）缺陷。 适用于纵长工件如焊接管件、轴、管子、 棒材、铸件和锻件的磁粉检测。 • 2）线圈法包括螺管线圈法和绕电缆法两种 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3)线圈法纵向磁化的要求 • ①线圈法纵向磁化，会在工件两端形成磁极，因而产生退 磁场。工件在线圈中磁化与工件的长度L和直径D之比(L/D) 有密切关系，L/D愈小愈难磁化，所以L/D必须≥2，若 L/D<2，应采用与工件外径相似的铁磁性延长块将工件接 长，使L/D≥2。 • ②工件的纵轴应平行于线圈的轴线。 • ③可将工件紧贴线圈内壁放置进行磁化。 • ④对于长工件，应分段磁化，并应有10％的有效磁场重叠。 • ⑤工件置于线圈中开路磁化，能够获得满足磁粉检测磁场 强度要求的区域称为线圈的有效磁化区。线圈的有效磁化 区是从线圈端部向外延伸150mm的范围内。超过150mm 以外区域，磁化强度应采用标准试片确定。对于不能放进 螺管线圈的大型工件，可采用绕电缆法磁化。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 线圈法的优点： • ①非电接触；②方法简单：③大型工件用绕电缆法很容易 得到纵向磁场；④有较高的检测灵敏度。 • 线圈法的缺点： • ①L/D值对退磁场和灵敏度有很大的影响，决定安匝数时 要加以考虑；②工件端面的缺陷，检测灵敏度低：⑤为了 将工件端部效应减至最小，应采用“决速断电”。 • 线圈法适用于： • 特种设备对接焊接接头、角焊接接头、管板焊接接头以及 纵长工件如曲轴、轴、管子、棒材、铸件和锻件的磁粉检 测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.8 磁轭法 • 1 )磁轭法是用固定式电磁轭两磁极夹住工 件进行整体磁化，或用便携式电磁轭两磁 极接触工件表面进行局部磁化，用于发现 与两磁极连线垂直的缺陷。在磁轭法中， 工件是闭合磁路的一部分，用磁极间对工 件感应磁化，所以磁轭法也称为极间法， 属于闭路磁化 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 2 )整体磁化 • 用固定式电磁轭整体磁化的要求是：①只有磁极截面大于 工件截面时，才能获得好的探伤效果。相反，工件中便得 不到足够的磁化，在使用直流电磁轭比交流电磁轭时更为 严重；②应尽量避免工件与电磁轭之间的空气隙，因空气 隙会降低磁化效果；③当极间距大于l m时，工件便不能 得到必要的磁化。④形状复杂而且较长的工件，不宜采用 整体磁化。 • 3)局部磁化 • 用便携式电磁轭的两磁极与工件接触，使工件得到局部磁 化，两磁极间的磁力线大体上平行两磁极的连线，有利于 发现与两磁极连线垂直的缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 便携式电磁轭，一般做成带活动关节，磁极间距L 一般控制在75mm—200mm为宜，但最短不得小 于75mm。因为磁极附近25mm范围内，磁通密度 过大会产生过度背景，有可能掩盖相关显示。在 磁路上总磁通量一定的情况下，工件表面的磁场 强度随着两极间距L的增大而减小，所以磁极间距 也不能太大。JB／T4730.4—2005规定：“磁轭 的磁极间距应控制在75mm～200mm间，检测的 有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁 化区域每次应有不少于15mm的重叠”。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 交流电具有趋肤效应，因此对表面缺陷有较高的 灵敏度。又因交流电方向在不断地变化，使交流 电磁轭产生的磁场方向也不断地变化，这种方向 变化可搅动磁粉，有助于磁粉迁移，从而提高磁 粉检测的灵敏度。而直流电磁轭产生的磁场能深 入工件表面较深，有利于发现较深层的缺陷。因 此在同样的磁通量时，探测深度越大，磁通密度 就越低，尤其在厚钢板中比在薄钢板中这种现象 更明显，尽管直流电磁轭的提升力满足标准要求 (>177N)，但测量工件表面的磁场强度和在A型试 片上的磁痕显示都往往达不到要求，为此建议对 厚度>6mm的工件不要使用直流电磁轭探伤。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 一般说来，特种设备的表面和近表面缺陷的危害 程度较内部缺陷要大的多，所以对锅炉、 • 压力容器的焊接接头进行磁粉检测，一般最好采 用交流电磁轭。但对于薄壁(<6mm)的压力管道来 说，利用直流电磁轭既可发现较深层的缺陷，又 兼顾表面及近表面缺陷能检测出来，这样也弥补 了交流电磁轭的不足，所以对于<6mm的薄壁压 力管道应采用直流电磁轭。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 磁轭法的优点： • ①非电接触；②改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷；③便携式磁 轭可带到现场检测，灵活、方便；④可用于检测带漆层的工件(当漆 层厚度允许时)；⑤检测灵敏度较高。 • 磁轭法的缺点： • ①几何形状复杂的工件检验较困难；②磁轭必须放到有利于缺陷检出 的方向；③用便携式磁轭一次磁化只能检验较小的区域，大面积检验 时，要求分块累积，很费时；④磁轭磁化时应与工件接触好，尽量减 小间隙的影响。 • 磁轭法适用于： • 特种设备平板对接焊接接头、T型焊接接头、管板焊接接头、角焊 接接头以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测。整体磁化适用于 零件横截面小于磁极横截面的纵长零件的磁粉检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.9 永久磁轭法 • 永久磁铁可用于对工件局部磁化，适用于 无电源和不允许产生电弧引起易燃易爆的 场所。它的缺点是：在检验大面积工件时， 不能提供足够的磁场强度以得到清晰的磁 痕显示，磁场大小也不能调节。永久磁铁 磁场太大时，吸在工件上难以取下来，磁 极上吸附的磁粉不容易清除掉，还可能把 缺陷磁痕弄模糊，所以使用永久磁铁磁化 一般需要得到批准。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.10 交叉磁轭法 • 电磁轭有两个磁极，进行磁化只能发现与 两极连线垂直的和成一定角度的缺陷，对 平行于两磁极连线方向缺陷则不能发现。 使用交叉磁轭可在工件表面产生旋转磁场， 国内外大量实践证明，这种多向磁化技术 可以检测出非常小的缺陷，因为在磁化循 环的每个周期都使磁场方向与缺陷延伸方 向相垂直，所以一次磁化可检测出工件表 面任何方向的缺陷，检测效率高。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 交叉磁轭的正确使用方法是： • • • • • • ①交叉磁轭磁化检验只适用于连续法。必须采用连续移动方式进行工件磁化， 且边移动交叉磁轭进行磁化，边施加磁悬液。最好不采用步进式的方法移动 交叉磁轭。 ②为了确保灵敏度和不会造成漏检，磁轭的移动速度不能过快，不能超过标 准规定的4m/min的移动速度，可通过标准试片磁痕显示来确定。当交叉磁轭 移动速度过快时，对表面裂纹的检出影响不是很大，但是，对近表面裂纹， 即使是埋藏深度只有零点几毫米，也难以形成缺陷磁痕。 ③磁悬液的喷洒至关重要，必须在有效磁化场范围内始终保持润湿状态，以 利于缺陷磁痕的形成。尤其对有埋藏深度的裂纹，由于磁悬液的喷洒不当， 会使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成缺陷漏检。 ④磁痕观察必须在交叉磁轭通过后立即进行，避免己形成的缺陷磁痕遭到破 坏。 ⑤交叉磁轭的外侧也存在有效磁化场，可以用来磁化工件，但必须通过标准 试片确定有效磁化区的范围。 ⑥交叉磁轭磁极必须与工件接触好，特别是磁极不能悬空，最大间隙不应超 过1.5m m，否则会导致检测失效。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 交叉磁轭磁化的优点： • 一次磁化可检测出工件表面任何方向的缺 陷，而且检测灵敏度和效率都高。 • 交叉磁轭磁化的缺点： • 不适用于剩磁法磁粉检测，操作要求严格。 • 交叉磁轭磁化的适用于： • 锅炉压力容器的平板对接焊接接头的磁粉 检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 直流电磁轭与交流通电法复合磁化 • 工件用直流电磁轭进行纵向磁化，并同时用交流 通电法进行周向磁化。 • 直流电磁轭产生的纵向磁场Hx=H0大小保持不变， 交流通电法产生的周向磁场Hx=HoSin (ωt)大小随 时间而变化，其合成磁场是一个在±450之间不 断摆动的摆动磁场，在工件上产生的螺旋形磁场， 如图3-33所示。交流磁场值比直流磁场值愈大， 则摆动的范围愈大。在某一瞬时间，工件上不同 部位的磁场大小和方向并不相同。用于发现工件 上任何方向的缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.2.3.12 平行电缆磁化法 • 平行电缆磁化法是将电缆放在被检部位(如 焊接接头)附近进行局部磁化的方法 • 根据右手定则，当电流流过电缆时，产生 的磁场是以电缆中心轴线为圆心的同心圆。 当电缆放在焊板上，磁场发生畸变，磁力 线是通过空气才闭合，其中有些磁力线可 能与裂纹剖断面的延伸方向平行或接近平 行，使部分缺陷不能被发现而被漏检，因 而检测灵敏度低，不可靠。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.3 磁化规范 • 3.3.1 磁化规范及其制定 • 对工件磁化，选择磁化电流值或磁场强度值所遵循 的规则称为磁化规范。磁粉检测应使用既能检测出 所有的有害缺陷，又能区分磁痕显示的最小磁场强 度进行检验。因磁场强度过大易产生过度背景，会 掩盖相关显示；磁场强度过小，磁痕显示不清晰， 难以发现缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.3.1.1 制定磁化规范应考虑的因素 • 首先根据工件的材料、热处理状态和磁特性，确 定采用连续法还是剩磁法检验，制定相应的磁化 规范；还要根据工件的尺寸、形状、表面状态和 欲检出缺陷的种类、位置、形状及大小，确定磁 化方法、磁化电流种类和有效磁化区，制定相应 的磁化规范。显然这些变动因素范围很大，对每 个工件制定一个精确的磁化规范进行磁化是困难 的。但是人们在长期的理论探讨和实践经验的基 础上，摸索出将磁场强度控制在一个较合理的范 围内，使工件得到有效磁化的方法。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.3.1.2 制定磁化规范的方法 • 磁场强度足够的磁化规范可通过下述一种或综合四种方法 来确定。 • 1 )用经验公式计算 • 对于工件形状规则的，磁化规范可用经验公式计算，如 I=(8～15)D等，这些公式可提供一个大略的指导，使用时 应与其它磁场强度监控方法结合使用。 • 2 )用毫特斯拉计测量工件表面的切向磁场强度 • 国内、外磁粉检测标准都公认：连续法检测时，2.4 KA/m～4.8KA/m，剩磁法检测时施加在工件表面的磁场 强度为14.4KA/m是恰当的。测量时，将磁强计的探头放 在被检工件表面，确定切向磁场强度的最大值，连续法只 要达到2.4KA/m～4.8KA/m磁场强度所用的磁化电流，可 以替代用经验公式计算出的电流值，这样制定的磁化规范 比较可靠。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 3 )测绘钢材磁特性曲线 • 上述制定磁化规范方法，只考虑了工件的 尺寸和形状，而未将材料的磁特性包括进 去，这是因为大多数工程用钢，在相应的 磁场强度下，其相对磁导率均在240以上， 用上述方法一般可得到所要求的探伤灵敏 度。利用钢材的磁特性曲线制定周向磁化 规范时，可将磁特性曲线分为四个区域。 如图3-35所示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 制定周向磁化规范的的基本原则(磁特性曲线) 规范 名称 检测方法 连续法 严格 规范 标准 规范 放宽 规范 应用范围 剩磁法 H2～H3 （基本饱和区） H3以后 （饱和区） H1～H2 （近饱和区） H3以后 （饱和区） 适用于较严格的要求 Hμm～H1 （激烈磁化区） H2～H3 （基本饱和区） 适用于一般的要求 （发现较大的缺陷） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 适用于特殊要求或进一 步鉴定缺陷性质的工作 • a.连续法 • 连续法周向磁场的选择一般选择在Hμm～H3之间 为宜。 • b.剩磁法 • 剩磁法检测时的磁化场应选取在远比Hμ大的磁场 范围。这样，当去掉磁化场后，工件上的剩磁和 矫顽力才能保证有足够大的数值，确保工件具有 足够的剩余磁性产生漏磁场，从而使缺陷处吸咐 磁粉并被检测出。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4 )用标准试片确定 • 用标准试片上的磁痕显示程度确定磁化规 范，尤其对于形状复杂的工件，难以用计 算法求得磁化规范时，把标准试片贴在被 磁化工件不同部位，可确定大致理想的磁 化规范。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 例题：有一材料为30CrMnSiA的轴，原材 料进厂前经900℃正火处理，现车制成 Φ50mm的轴坯后进行热处理，热处理工艺 是880℃油淬，300℃回火，然后磨削加工 成φ48mm的成品轴，若进行周向磁化检查 表面细小缺陷，如何确定坯料和成品检测 的方法和磁化电流?原材料及成品时磁特性 曲线如图3-36所示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • a)原材料状态 b)调质状态 • 图3-36 30CrMnSiA磁特性曲线 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • • • • • • • • • • 解：①原材料(坯料)检查。 从图3-36a可知，其Br=1.2T，Hc=280Am，最大磁能积(BH)m=0.135KJ/m3， 其保磁性能差，只能采用连续法检测。因要求检查细小缺陷，采用标准规范 磁化。其磁感应强度B为1.4T附近，磁场强度H约为2600A/m。由此可以计算： D=50mm=0.05m I =πDH =3.14×0.05×2600≈400 (A) ②成品检查 从图3-36b中可知，其Br =1.1T，Hc=2300A/m，最大磁能积(BH)m=1.178KJ ／m3，均较大，可以采用剩磁法检测。剩磁法应在饱和磁感应强度时进行， 即B=l.7T附近，查此处磁场强度H为14000A/m，由此计算： D = 48mm =0.048m I=πDH=3.14×0.048×14000≈2100 (A) 若采用连续法，其磁感应强度B约为1.4T，此时磁场强度H约为4800A／m， 相应磁化电流应为 I=πDH=3.14×0.048×4800≈720 (A) 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 从以上例题中可以看出，一般周向磁化时， 剩磁法所用的磁场强度约为连续法的3倍。 在线圈纵向磁化中，由于存在着退磁场， 工件内的有效磁场不等于磁化场，并且工 件中各处的退磁因子不同，因而各处的退 磁场也不一样。所以不能用磁特性曲线确 定纵向磁化规范。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.3.2 轴向通电法和中心导体法磁化规范 轴向通电法和中心导体法的磁化规范按下表计算 表3.3 轴向通电法和中心导体法磁化规范 磁化电流计算公式 检验方法 AC FWDC 连续法 I=（8~15）D I=（12~32）D 剩磁法 I=（25~45）D I=（25~45）D 注： I－磁化电流， A； 圆柱形工件 D－工件直径，mm 对于非圆柱形工件，当量直径D=周长/π，mm 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • [例]一截面为50mm×50mm，长为 1000rnm的方钢，要求工件表面磁场强度为 8000A／m，求所需的磁化电流值? • 解：精确计算当量直径 Dd=周长 /π=50×4/π≈64(mm) HD d • I =8000×64／320=1600(A) 320 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.3.3 偏置芯棒法磁化规范 • 当采用中心导体法磁化时，若工件直径大、设备的 功率、电流值不能满足时，可采用偏置芯棒法磁化。 应依次将芯棒紧靠工件内壁(必要时对与工件接触部 位的芯棒进行绝缘)停放在不同位置，以检测整个圆 周，在工件圆周方向表面的有效磁化区为芯棒直径d 的4倍，并应有不小于10％的磁化重叠区。磁化电 流仍按表3—3中的公式计算，只是工件直径D要按 芯棒直径加两倍工件壁厚之和计算。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • [例]有一钢管，规格为φ180×17×1000，用偏置芯棒法检验管内、外 壁的纵向缺陷，应采用多大的磁化电流?若采用直径为25mm的芯棒 时，需移动几次才能完成全部表面的检验? • 解：当芯棒直径D=25mm时，（按芯棒直径加两倍工件壁厚之和计算） • I=(8～15)×(25+2×17)=(472～885) A • 以检测整个圆周，在工件圆周方向表面的有效磁化区为芯棒直径d的4 倍，并应有不小于10％的磁化重叠区，又因为检测范围为： 4D=4×25=100(mm) • 钢管外壁周长为：L=πφ=3.14×180≈570(mm) • 考虑到检测区10％的重叠，所以完成全部表面的检验需移动芯棒次数 为： L 570 N 6.3取整数N=7 • 4D1 10% 100 0.9 • 答：当芯棒直径为25mm时，用偏置芯棒法全面检验钢管需(472～ 855)A磁化电流，钢管应移动7次。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.3.4 触头法磁化规范 • 触头法磁化时，触头间距L一般应控制在75mm～ 200mm之间。连续法检验的磁化规范I按表3-4计算。 • • • • • 触头法磁化电流值 工件厚度T<19mm I=(3.5～4.5) L 工件厚度T≥19mm I=(4～5)L 注：I—磁化电流(A)： L两触头间距(mm)。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • [例】：有一板，材对接焊接接头，板厚 =20mm，采用触头间距固定为150mm的探 伤仪来检查需要多大磁化电流? • 解：∵L=150mm，T=20mm • ∴I=(4～5)L=(600～750)A 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 线圈法磁化规范 • 3.3.5.1 用连续法检测的线圈法磁化规范 • (1 )低充填因数线圈——线圈横截面积与被检工件 横截面积之比Y≥10倍时 • 1)当工件偏心放置线圈内壁放置时，线圈的安匝 数为： 45000 (±10％)………… (3-8 ) • IN LD • 2)当工件正中放置于线圈中心时，线圈的安匝数 为： 1690R (±10％)……… (3-9 • IN 6L D 5 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • (2)高充填因数线圈——线圈横截面积与被检工件 横截面积之比Y≤2倍时线圈的安匝数为： 35000 (±10％)………(3-10) • IN L D 2 • • • • • 以上各式中：I—施加在线圈上的磁化电流，A； N——圈匝数； R——线圈半径，mm： L——工件长度，mm； D——工件直径或横截面上最大尺寸，mm。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • (3) 中充填因数线圈——线圈横截面积与被检工件横截面积之比2＜Y <10倍时线圈的安匝数为： • IN IN 10 Y IN Y 2…………………(3-11) h 1 8 8 • 式中：(IN)1——由公式(3-8)或(3-9)计算出的安匝数； • (IN)h——由公式(3-10)计算出的安匝数。 • 充填因数Y——线圈横截面积与被检工件横截面积之比。 2 2 • Y= S R Do ……………(3-12) S1 r2 D2 • 式中：Y——充填因数 • S——线圈横截面积 S1——被检工件横截面积 R——线圈横 截面积半径 r——被检工件横截面积半径 D0——线圈横截面积 直径 D——被检工件横截面积直径（对于中空的非圆筒形工件和圆 筒形工件的直径D应由有效直径Deff代替） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 注：(1)公式(3-8) ～ (3-9) 在L／D>2时有效。若L/D<2时， 应在工件两端连接与被检工件材料接近的磁极块，使 L/D>2；若L/D≥15时，仍按15计算。 • (2 )当被检工件太长时，应进行分段磁化，且应有一定的 重叠区。重叠区应不小于分段检测长度的10％。检测时， 磁化电流应根据标准试片实测结果来确定。 • (3 )若工件为空心件，则用公式(3-13)给出的有效直径。 Deff代替公式(3-8)～(3-11) • 中的工件直径D计算。 • (4 )公式(3-8) ～ (3-11)中的电流I为放入工件后的电流值。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5 )对于中空的非圆筒形工件和圆筒形工件的L／D值计算 时，此时工件直径D应由有效直径Deff代替。 • 对于中空的非圆筒形工件，Deff计算如下： A t A h …………(3-13) • D eff 2 • 式中：At一工件总的横截面积，mm2。 • Ah一工件中空部分横截面积，mm2。 • 对于圆筒形工件，Deff计算如下： • D eff D O2 D i2 …………(3-14) • 式中：Do一圆筒外直径，mm； • Di一圆筒内直径，mm。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （6）举例 [例1]有一空心圆筒形工件，长600mm，外径100mm，内 径80mm， 求L/D值？ 解： （mm） 代入公式得：L/D=L/Deff=600/60=10 Deff D0 DI 1002 802 60 2 2 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com [例2]将例1中工件放入直径为200mm，绕5匝的线圈中，求所需磁 化电流值？ 解：Y=π×1002/π×502=4 代入中填充系数线圈公式3-10中 10 Y Y 2 IN ( IN ) h ( IN )1 0.75( NI ) h 0.25( NI )l 8 8 45000 45000 4500 式中： ( NI )1 L/ D 10 ( NI ) h ∴ NI=0.75×2920+0.25×4500=3315 答：需663A磁化电流值。 35000 35000 2920 ( L / D) 2 12 N=5，∴I=3315÷5=663(A) 讨论：由计算结果可看出，用高、中、低填充因数线圈磁化同 一工件时，所需安匝数递增的顺序是2920、3315和4500，即低填 充因数线圈需要更大的纵向磁化电流。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 用剩磁法检测的线圈法磁化规范 • 特种设备行业剩磁法应用较少。但对于紧 固件如螺栓螺纹根部的横向缺陷应采用线 圈磁化剩磁法检测，因紧固件螺栓用的材 料又经过淬火后，其剩磁和矫顽力值一般 都符合剩磁法检测的条件。如果用连续法 检测，螺纹本身就相当横向裂纹，纵向磁 化后，螺纹就吸咐磁粉形成的过度背景， 使缺陷无法观察，所以应采用剩磁法检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2. 用剩磁法检验时，线圈法磁化规范 进行剩磁法检验时，考虑L/D的影响，空载线圈中 心的磁场强度 应不小于表3-5中所列的数值。 表3-5 空载线圈中心的磁场强度值 磁场强度：KA/m L/D ＞2～5 28 ＞5～10 20 ＞10 12 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3.3.6 磁轭法 1 )磁轭法的提升力是指：通电电磁轭在最大磁极间距 时(有的指磁极间距为200mm时)，对铁磁性材料(或 制件)的吸引力是多少N。磁轭的提升力大小反映了 磁轭对磁化规范的要求，即当磁轭磁感应强度的峰 值Bm达到一定大小所对应的磁轭吸引力，对于一定 的设备和工件，磁轭的吸引力与铁素体钢板的磁导 率、磁极间距、磁极与钢板的间隙及移动情况都有 关。当上述因素不变时，磁感应强度峰值Bm与磁轭 吸引力有一定的对应关系。但当磁极间距L变化时， 将使磁感应强度峰值Bm随之改变，这就是讲提升力 大小时必须注明磁极间距L的原因。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 2 )磁轭法磁化时，检测灵敏度可根据标准试片上 的磁痕显示和电磁轭的提升力来确定。磁轭法磁 化时，两磁极间距L一般应控制在75mm～ 200mm之间。当使用磁轭最大间距时，交流电磁 轭至少应有45N的提升力；直流电磁轭至少应有 177N的提升力；交叉磁轭至少应有118N的提升 力(磁极与试件表面间隙为0.5mm)。采用便携式 电磁轭磁化工件时，其磁化规范应根据标准试片 上的磁痕显示来验证；如果采用固定式磁轭磁化 工件时，应根据标准试片上的磁痕显示来校验灵 敏度是否满足要求。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 下面几种圆柱形和非圆柱形横截面，见表3-6，分别求出当量直 径或横截面最大尺寸。 圆柱形 横截面 表3-6 当量直径的计算 长方形 横截面 mm 方形 横截面 复杂形状 横截面 100 100 100 100 20 当量 直径 截面 最大 尺寸 20 20 100 76 127 178 100 102 141 141 轴向通电法磁化规范与直径有关，I=（8-15）D、I=πDH，因为直径与外表面 大小成正比，因而也与施加的磁化电流、磁场强度成正比。 由表3-6可看出，按当量直径D比按截面最大尺寸，计算出的磁化规范要合理， 中国工业检验检测网 要科学。 http://www.industryinspection.com （3）所谓有效直径Deff，是指将圆筒形工件和中空的非圆筒形工件 实心部分横截面积减去空心部分横截面积后换算出对磁化起作用的 直径，以下分三种情况： ①有效直径 ，适用于圆筒形工件线圈法计算磁化规范。 2 Deff D0 DI 2 ②有效直径 D 算磁化规范。 eff 2 ③有效直径 ( At Ah，适用于中空的非圆筒形工件线圈法计 ) ，适用于非圆筒形工件线圈法计算磁化规范。 Deff 2 S 下面计算圆筒形、非圆筒形工件和中空的非圆筒形工件的有效直 径Deff和横截面最大尺寸，见表3-7。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 表3-7 圆筒形横 截面 100 有效直径的计算 长方形 横截面 方形中空横 截面 mm 圆筒形中空 横截面 100 100 20 80 100 80 100 Deff 截 面 最 大 尺 寸 100 50 68 60 100 102 141 100 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 由表3—7可看出用有效直径D代替线圈法磁 化公式中的D计算磁化规范，比用横截面最 大尺寸代替公式中的D计算磁化规范更精确。 • 4 )综上所述，当量直径Dd与有效直径Deff 定义不同，适用范围也不同，计算出的值 也不同，所以不能混用，更不能互相代替。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第四章 磁粉探伤设备 4.1.1 设备的命名法 • 根据国家专业标准的规定，磁粉探伤机应按以下方式命名： C X X —— X • • • • • • ↓ ↓ ↓ ↓ 1 2 3 4 1处字母-----代表磁粉探伤机； 2处字母-----代表探伤机的磁化方式； 3处字母-----代表探伤机的结构形式； 4处字母或数字----代表探伤机的最大磁化电流或 探头形式编号形式附图 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.2 设备的分类 • 按设备重量和可移动性或便携性分：固定式、移 动式和便携式。 • 按设备组合方式分：一体型和分立型两种。 • 一体型：将磁化电源、磁化线圈、工件夹持装置、 磁悬液喷洒装置、观察照明装置和退磁装置等部 分组成一体，优点是操作方便。 • 分立型：将磁化电源、磁化线圈、工件夹持装置、 磁悬液喷洒装置、观察照明装置和退磁装置等部 分分开。优点是便于搬运和组合，且维修方便。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.1.1 固定式探伤机 • 特点：额定周向磁化电流为1000A-10000A以全 波整流电为体型大，重量大，提供的磁化电流大， 有专门放置和夹持工件的工作平台，主要用于中、 小型工件的湿法磁粉探伤。 • 磁化方法：直接通电法、中心导杆法、端部直接 通磁法、线圈法、磁轭法和多种组合磁化法。 • 设施配备：各种磁化方式的装置、夹持支持装置、 普通光和紫外线照明装置、磁悬液搅拌和喷洒装 置以及退磁装置。同时一般还配有检测大型工件 所需的 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.2 固定式设备组成部分 • 固定式探伤机一般包括以下几个主要部分： 磁化电源、螺管线圈、工件夹持装置、指 示装置、磁粉或磁悬液喷洒装置、照明装 置和退磁装置等。 • 4.2.1 磁化电源：作用是提供磁化电流，使 工件得到磁化。 • 电压：通过调压器将不同的电压输送给主 变压器，以便提供低电压大电流。 • 常用调压器：自耦变压器和可控硅调压器 两种。（见图4-1和图4-2） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 电流：通过单相半波、单相全波、三相半波、三 相全波、可控硅整流电路将输入交流电转换成所 需的整流磁化电流。也可直接将交流电进行调压 处理后用于交流磁化电流。整流电路原理图见图 4-3、图4-4、图4-5、图4-6和图4-7。 • 自行改装交直流两用磁探机时，解决单相半波整 流的均流问题的措施： • （1）严格挑选元件，使每只硅整流二极管的正向 压降都相等； • （2）对并联的硅整流二极管的同一极都采用等距 离联接，使每只管子的联接电阻趋于相等； • （3）给每只硅整流二极管串联电感应线圈。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • • • • 4.2.2 螺管线圈 螺管线圈用于对工件进行纵向磁化，也可用于对工件 退磁。 4.2.3 工件夹持装置 工件夹持装置是夹持工件的磁化夹头或触头。为了适应不 同规格的工件，夹头的间距是可调的，调节方式有电动、 手动、气动有些探伤机的磁化夹头可沿轴旋转360°。 磁化夹头夹紧工件后一起旋转，保证工件周向各部位有相 同的检测灵敏度。 在磁化夹头上应加上铅垫或铜编织网，以利接触，防止打 火和烧伤工件。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.2.4 指示装置 • 磁粉探伤机的指示装置主要指电流表和电压表、表 示可控硅导通角的φ表、表示螺管线圈空载时中心 磁场强度的H表。 • 4.2.5 磁粉和磁悬液喷洒装置 • 磁悬液喷洒装置由磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组 成。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4.2.6 照明装置 • 照明装置主要有日光灯和黑光灯。 • 使用非荧光检测时，被检工件表面应有充足的自 然光或日光灯照明，被检工件表面可见光照度应 不小于1000Lx，并应避免强光和阴影。现场检测 可用便携式手提灯照明，被检工件表面可见光照 度应不低于500Lx。 • 使用荧光检测时使用黑光灯，被检工件表面辐照 度应大于或等于1000μW/cm2 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.2.7 退磁装置 • 退磁装置应保证被磁化工件上的剩磁 减小到不防碍使用程度的要求。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 黑光灯使用注意事项： • 1.使用时,应尽量减少不必要的开关次数.每 断电一次,灯的寿命大约缩短3h,因此,要尽量 减少不必要的开关次数。通常每个班只开 关一次，即黑光灯开启后，直到本班不再 使用时才关闭。 • 2.在使用过程中，黑光灯的强度会不断降低， 或出现强度变化的情况，为保证检测灵敏 度，必须对黑光灯进行定期的校验。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 黑光灯强度降低或变化的原因 • A、黑光灯本身的质量差异，不同的黑光灯有不同的输出 功率。 • B、黑光灯所输出的功率与所施加的电压成正比。在额定 电压工作黑光灯可得到理想的输出功率，当电压降低输出 功率也随之降低。 • C、黑光灯的输出功率随使用时间的不断增加而不断降低。 • D、黑光灯上集聚的灰尘将严重地降低黑光灯的输出功率。 灰尘集聚严重时，会使输出功率降低一半。 • E、黑光灯的使用电压超过额定电压时，寿命会下降。例 如额定电压110V的黑光灯，电压增加到125-130V时，每 点燃一小时，寿命会减少48小时。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.1.2 移动式探伤机 • 特点：额定周向磁化电流为500A-8000A。 以交流电、半波整流电做为磁化电流，整 体装有滚轮或吊耳可移动到现场进行检测 工作，便于对大型结构件、锻铸件进行现 场检测。 • 磁化方法：直接通电法、中心导杆法、端 部直接通磁法、线圈法、固定磁轭法和多 种组合磁化法。 • 设施配备：支杆触头、夹钳触头、开合式 线圈、闭合式线圈、缠绕电缆等各种磁化 方法所需装置，另外还配有退磁装置。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.1.3 便携式探伤机 • 特点：额定周向磁化电流为500A-2000A。 以交流电和单相半波整流电为主要磁化电 流，体积小、重量轻、便于携带，适于野 外和高空作业，常用于锅炉、压力容器的 焊缝探伤以及大型固定设备或工件表面局 部探伤。 • 磁化方法：直接通电法、线圈法、磁轭法。 • 设施配备：电磁轭、交叉磁轭、永久磁铁、 开合式线圈、闭合式线圈、支杆触头、绕 线电缆等。另外可用配备的线圈进行简易 退磁工作。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4.4 常用典型设备举例 • 例1 交叉磁轭旋转磁场探伤仪 交叉磁轭是由两个磁轭状电磁铁以一定 夹角进行空间交叉或平面交叉组合而成， 并由不同相位的两组交流电激磁的磁化装 置供给磁场。常用有十字交叉磁轭探伤仪 和平面交叉磁轭探伤仪。（如图4-13和图414） • 例2 便携式磁粉探伤仪 • 例3 多功能磁粉探伤仪 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.5 测量设备 • 4.5.1 特斯拉计（高斯计） 霍尔效应：当电流垂直于外磁场方向通过半导 体时，在垂直于电流和磁场的方向，物体两侧产 生电势差，这种现象称为霍尔效应。 特斯拉计就是利用霍尔元件制造的测量磁场强 度的仪器。（如图4-19） • 4.5.2 袖珍式磁强计 是利用力矩原理做成的简易测磁仪，主要用于 工件退磁后剩磁大小的快速直接测量，也可用于 铁磁性材料工件在探伤、加工和使用过程中剩磁 的快速测量。（如图4-20） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.5.3 照度计 用于测量被检工件表 面的白光照度。（如图4-21） • 4.5.4 紫外辐照计 由测光探头和读数单元两部分组成。常 用UV-A型紫外辐照计，用于测量波长范围 为320-400nm，中心波长为365nm，距紫 外灯滤光片表面380mm处的紫外辐照度。 （如图4-21） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4.5 检测设备的安装、使用与维修 • 4.5.1 磁粉探伤机的选择和安装 • • • • 4.5.1.1 磁粉探伤机的选择 磁粉检测设备应能对工件完完成成磁化、施加磁悬液、提供观察条件和退磁 等四道工序，但这些要求，并不一定要求要同一台设备上实现。应该根据检 测的具体要求选择磁粉探伤机。可以从下面两个方面进行考虑： 1）工作环境。若检测工作是在固定的场所进行，以选择固定式磁粉探伤机为 宜。若在生产现场，且工件品种单一，检查数量较大，应考虑采用专用的检 测设备，若在实验室内，以检测试件为主，则应考虑采用功能较齐全的固定 式磁粉探伤机，以适应试验工作的需要。当工作环境在野外、高空等现场条 件不能采用固定式磁粉探伤机的地方，应应选择移动式或便携式探伤机进行 工作；若检验现场无电源时，可以考虑采用永久磁轭进行检测。 2）工件情况。主要是看被检测工件的可移动性与复杂情况，以及需要检查的 数量。若被检件体积和重量不大，易于搬动，若形状复杂且检查数量多，则 应选择具有合适的磁化电流并且功能较全的固定式磁粉探伤机；若被检件的 外型尺寸较大，重量也较重而又不能搬动或不宜采用固定式磁粉探伤机时， 应选择移动式或便携式磁粉探伤机进行了分段局部磁化； 若被检工件表面暗 黑，与磁粉颜色反差小时，最好采用荧光磁粉探伤机，或采用与工件颜色反 差较大的其它磁粉。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4.5.1.2 磁粉探伤机的安装调试 • 调试工作可参照下列步骤进行： • 1）开启电源，观察各仪表及指示灯指示是否正常。 • 2）接通电源泵，观察电动机是否正常运转。注入磁悬液后，应有磁 悬液流出；否则应检查三相电动机是否接反。 • 3）检查调压变压器是否能够正常调压，发现异常时应进行检查、调 整或修理。 • 4）检查活动夹头在导轨上的移动情况。手动夹头是否灵活，电动夹 头是否移动平稳、灵活、限位开关位置是否适当。 • 5）进行工件磁化试验。可先从小电流开始磁化，逐步加大电流。在 磁化过程中，注意观察机器有无异常变化。若发现工作异常时，则应 停机检查排除。 • 6）按使用说明书要求检查及调试结束后，即可投入使用。 • 便携式及移动式磁粉探伤机调试工作可参考使用说明书进行。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4.5.2磁粉探伤机的使用 • 磁粉探伤机应按有关的使用说明书的要求 进行使用。各种类型的磁粉探伤机的操作 方法不一定完全相同。 • 固定式磁粉探伤机的功能比较齐全，一般 可对工件实施周向、纵向和复合磁化。应 根据检测工件的技术要求，选择合适的磁 化方式和操作方法 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com CJW-4000型磁粉探伤机为例来说明 这类设备的使用 • 1、使用前的准备工作。 • a、接通电源，开启探伤机上的总开关，检查电源电压或指示灯是否 正常。 • b、开启液压泵电动机，让磁悬液充分搅拌。 • 2、按照探伤的要求，对工件进行磁化并进行检测综合性能的检查。 检查时，应按规定规定使用灵敏度试片或试块，并注意试块或试片上 的磁痕显示。 • 3、根据磁化方法选择磁化开关的工作状态并调节磁化电流。 • a、通电磁化。通电磁化是利用电流通过工件时产生的磁场对工件进 行磁化的，通电磁化时，将工件夹紧在两接触板之间，选择磁化开关 为“周向”，预调节升（降）压按钮，使电压至一定值时，踩动脚踏 开关，检查周向电流表是否达到规定指示值；未达到或超过时，应重 新调节电压后再进行检查，使磁化电流达到规定值。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • • • • • • • b、通磁磁化。通磁磁化方法与通电磁化方法相同，只不过磁化开关选择为 “纵向”，所观察电流表为指示面板下部中间的纵向电流表。通磁磁化时， 工件可以不安装。这与通电磁化法不同，前者一定要将工件夹紧才能有电流 显示。后者虽有电流显示，但应以装上工件后的电流为磁化电流。 c、多向磁化。根据检测资料要求，分别调好磁化参数。再将磁化开关选择为 “复合（多向）”方式。 4、根据不同检验方法的要求，在磁化过程中或磁化后在工件上浇洒磁悬液。 5、当工件上磁痕形成后，立即进行观察、解释和评价、记录。 6、对要求进行退磁的工件，若在本机上退磁，则按动退磁按钮，调压器将自 动由高到低地调节电压到零。但再次磁化时，应重新调节电压到相应位置。 对退磁后的工件应进行分类和清洁处理。 7、检测工作结束后断开探伤机电源并进行卫生处理。 移动式和便于工作携式磁粉探伤机多是分立型装置，使用方法同固定式探伤 机有所不同，其主要是应用触头支杆通电或通磁进行磁化，应根据设备使用 说明书要求进行具体操作。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4.5.3磁粉探伤机的维护与保养 1、正常使用时，若按钮不起作用，应检查按钮接触是否良 好，各组螺旋熔断器是否松动，各个接线端子是否紧固， 否则应进行检查维修。 • 2、如若整机带电，应查找每个行程开关、电动机引线、 按钮开关及其它接线是否有相线接壳的地方，若有则应排 除。 • 3、进行周向磁化时，若两探头夹持的工件充不上磁，电 流表无指示，应检查伸缩探头箱上的行程开关是否调节合 适；或者检查夹头与工件是否接触良好。 • 4、行程探头、螺管线圈的电缆线绝缘极易磨损，使用时 必须注意保护，遇有损坏之处应将其包扎好，以保证安全。 5、探伤机在使用时必须经常保持清洁，不应有灰尘混入 磁悬液，并要定期更换磁悬液，否则在工件检测时会因污 染物产生假象，影响检查效果 。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 6、被检工件表面必须进行清洁处理，否则也会污染 磁悬液而影响检测。 • 7、两接触板与工件接触处的衬板很容易损坏或熔 化，应及时检查并及时更换。 • 8、对探伤机的行程探头、变速箱、导轨及其它活 动关节应定期检查润滑。 • 9、调压器的电刷与线圈的接触面，必须经常保持 清洁，否则电刷移动时易产生火花。 • 10、探伤机工作之后应将调压器电压降到零，断 开电源并除去工作台上的油污，戴好机罩。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第五章 磁粉探伤器材 • 5.1 磁粉 分类：按磁痕观察分为荧光磁粉和非荧磁粉， 按施加方式分为湿法磁粉和干法磁粉。 • 5.1.1 荧光磁粉 在紫外光下观察磁痕显示的磁粉称为荧光磁粉。 以磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰基铁粉为核心， 在铁粉外面用树脂粘附一层荧光染料而制成。 在紫外光照射下，荧光磁粉能发出波长为510550nm，人眼接受最敏感的黄绿色荧光。适用于 任何颜色的受检表面，容易观察，灵敏度高，检 测速度快，一般适用于湿法。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.1.2 非荧光磁粉 在可见光下观察磁痕显示的磁粉称为非 荧光磁粉。 常用的有四氧化三铁（Fe3O4）黑磁粉 和γ三氧化二铁（ γ – Fe2O3）红褐色磁粉。 这两种磁粉可用于湿法或干法。 湿法：是将磁粉悬浮在油或水载液中喷 洒到工件表面进行探伤。 干法：是将磁粉在空气中吹成雾状喷撒 到工件表面进行探伤。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.1.3 磁粉的性能 （1）磁特性 磁粉应具有高磁导率、低矫顽力、低剩 磁。 高磁导率的磁粉易被微弱漏磁场磁化和 吸附。 高矫顽力和高剩磁的磁粉，磁化后磁粉 自身形成磁极彼此吸引聚集成团，不易分 散，且吸附在工件表面不易去除，形成过 度背景，降低检测灵敏度，甚至会掩盖真 实磁痕。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）粒度 磁粉的粒就是指磁粉的颗粒大小，粒度的大小 对磁粉的悬浮性及漏磁场对磁粉的吸附能力都有 很大影响。 磁粉粒度选择的基本原则： ①检验表面缺陷亦选用粒度细的磁粉，检验表面 下缺陷亦选用粒度粗的磁粉 ②检验小缺陷亦选用粒度细的磁粉，检验较大缺 陷亦选用粒度粗的磁粉； ③采用湿法时亦选用粒度细的磁粉，采用干法时 亦选用粒度粗的磁粉； ④干法时所用磁粉粒度范围为10-50μm，最大不 超过150 μm μm ；湿法时所用磁粉粒度为510μm，最大不超过50 μm。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • （3）形状 磁粉形状包括：条形、椭园形、球形或其它不 规则的颗粒形状。 条形磁粉磁极明显，易被磁化形成磁极，易被 漏磁场吸附形成磁痕，但流动性较差，磁极间相 互干扰会降低灵敏度，干法时喷洒较困难。 球形磁粉具有良好的流动性，但因退磁场的影 响不易磁化形成磁极。 为使磁粉既有良好的磁吸附性能，又有良好的 流动性，磁粉应由条形、球形和其他规则形状的 磁粉混合在一起使用。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • （4）流动性 湿法检验中，是利用磁悬液的流动带动磁粉向 漏磁场处流动。干法检验中，是利用微风吹动磁 粉，且利用交流电方向的不断改变或半波整流的 强烈脉动搅动磁粉，促进磁粉流动。 直流电不利于磁粉流动，因此不适宜干法检验。 • （5）密度 湿法（非荧光）的密度约为4.5g／cm2，干法 （非荧光）的密度约为8 g／cm2 ，荧光磁粉的密 度与磁粉原料、荧光染料和粘结剂的配比有关。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • （6）识别度 识别度：是指磁粉的光学性能，包括磁粉的颜 色、荧光亮度及与工件表面颜色的对比度。 非荧光磁粉探伤时，磁粉的颜色应与工件表面 形成尽可能大的对比度，才有利于磁痕的观察。 荧光磁粉探伤时，是在紫外光下观察，工件表 面呈兰紫色，荧光磁粉呈黄绿色，色泽鲜明，在 微弱本底可见光下可获得最大对比度和亮度。 影响磁粉使用性能的因素包括：磁特性、粒度、 形状、流动性、密度和识别度六个方面，其相互 关联、相互制约，应通过综合性能灵敏度试验的 结果来衡量磁粉的性能。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.1.4 磁粉的验收试验 湿法非荧光磁粉的验收试验包括：污染、颜色、 粒度、灵敏度和悬浮性，湿法荧光磁粉的验收试 验还应包括耐用性。 （1）污染：不应显示明显的外来物、结块和浮渣。 （2）颜色：黑色、红色非荧光磁粉应保证颜色纯 正；荧光磁粉在紫外光下应发黄绿色荧光。 （3）粒度：应满足标准和使用说明的要求。 （4）灵敏度：常规采用标准试块进行测试合格。 （5）悬浮性：可用酒精沉淀法进行测试（图5-1和 图5-2） （6）耐用性：用恒速搅拌器搅拌、停留，并重复 5次，检查其灵敏度、亮度和颜色。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.2 载液 用来悬浮磁粉的液体为载液，常用有油基载液 和水载液，磁粉探伤—橡胶铸型法使用乙醇载液。 • 5.2.1 油基载液 油基载液一般是闪点高、粘度低、无荧光和无 臭味的煤油，也可使用变压器油或二者混合液， 不允许使用低闪点的煤油做载液。 • 5.2.1 水载液 水做载液时应添加润湿剂、防锈剂、消泡剂， 保证载液具有合适的润湿性、分散性、防锈性、 消泡性、稳定性。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.3 磁悬液 磁悬液：磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体称 为磁悬液。 • 5.3.1 磁悬液浓度 浓度：每升磁悬液中所含磁粉的重量（g／L）或每 100m磁悬液沉淀出磁粉的体积（mL／100mL）称为磁悬 液浓度。前者称为磁悬液配制浓度，后者称为磁悬液沉淀 浓度。 磁悬液浓度对显示缺陷的灵敏度影响很大，浓度不同， 检测灵敏度也不同。浓度太低，影响漏磁场对磁粉的吸附， 磁痕不清使缺陷漏检；浓度太高，造成背景下降，甚至会 掩盖显示。 磁粉探伤—橡胶铸型法，非荧光磁悬液配制浓度推荐为 4-5g ／ L。 推荐磁悬液配制浓度见表5-1。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 表5-1 磁悬液浓度 磁 粉 类 型 配制浓度 （g／L） 沉淀浓度（含固体量： mL／100mL） 非荧光磁粉 10—25 1.2—2.4 荧光磁粉 0.5—3.0 0.1—0.4 要 求 最 佳 0.15—0.25 表5-2 非荧光磁粉水磁悬液配方 水 100#浓乳 三乙醇胺 亚硝酸钠 28#消泡剂 非荧光磁粉 1L 10g 5g 10g 0.5-1g 10-25g 表5-3 荧光磁粉水磁悬液配方 水 JFC乳化剂 亚硝酸钠 28#消泡剂 Yc2荧光磁粉 1L 5g 10g 0.5-1g 0.5-2g 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.3.2 磁悬液配制 • 5.3.2.1 油磁悬液配制 将少量油基磁悬液与磁粉混合，使磁粉全部湿 润，搅拌成均匀的糊状，按表5-1比例配制成所需 磁悬液。 • 5.3.2.2 水磁悬液配制 非荧光磁粉水悬液配制方法是，将100#浓乳加 入到1L50℃温水中，搅拌至完全溶解，再加入亚 硝酸钠、三乙醇胺和消泡剂，每加入一种成分后 都要搅拌均匀，最后加入磁粉搅拌均匀。 荧光磁粉水悬液配制方法是，将乳化剂与消泡 剂加入水中搅拌均匀，并按比例加足水，成为水 载液，用少量水载液与磁粉和匀，与余量水载液 均匀混合，然后加入亚硝酸钠。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.4 反差增强剂 • 5.4.1 应用 对表面粗糙的焊件或铸件进行磁粉探伤时，因表 面不平整，或者因工件表面与磁粉颜色对比度低时， 易造成漏检。可在探伤前在工件表面喷涂反差增强 剂提高对比度。 • 5.4.2 配方（见表5-4） 表5-4 含量 成分 每100mL含量 反差增强剂配方 工业丙酮 稀释剂x-1 65mL 20mL 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 火棉胶 15mL 氧化锌粉 10g • 5.5 标准试片 • 5.5.1 用途 （1）用于检验磁粉探伤设备、磁粉和磁悬液的综 合性能（系统灵敏度）； （2）用于检测被检工件表面磁场方向，有效磁化 范围和大致的有效磁场； （3）用于考察所用的探伤工艺规程和操作方法是 否妥当； （4）当无法计算复杂工件的磁化规范时，将小而 柔软的试片贴在复杂工件的不同部位，可大致确 定较理想的磁化规范。 • 5.5.2 类型 在我国使用的试片有A型、C型、D型和M1型 四种（见表5-5）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 表中A1代表由退火电磁软铁制造，磁导率高，用较小磁 场就可以磁化。 • 5.5.3 使用注意： • 1.试片只适用于连续法检测，不适用于剩磁法检测。用连续法检测 时，检测灵敏度几乎不受被检工件材质的影响，仅与被检工件表面磁 场强度有关。特种设备检测时，一般应选用A1-30/100的试片，检测 灵敏度要求高时，可选用A1-15/100的试片； • 2.根据工件检测面的大小和形状，选用合适的试片类型。检测面大时， 可选用A1型，检测面狭小或表面曲率半径小时，可选用C型或D型， C型试片可以剪成5个小试片单独使用； • 3．根据工件检测所需的有效磁场强度，选用不同灵敏度的试片。需 要有效磁场强度较小时，选用分数值较大的低灵敏度试片，需要有效 磁场强度较大时，选用分数值较小的高灵敏度试片； 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4.试片表面锈蚀或有褶纹时，不得继续使用； • 5.使用前，应用溶剂清洗掉锈油。如果工件表面帖试片处凹凸不平， 应打磨平，并除去油污； • 6.将试片有槽的一面与工件受检面接触，用透明胶纸靠试片边缘，将 试片帖紧（间隙应小于0.1mm），但透明胶不能盖住有槽的部位； • 7.也可选用多个试片，同时分别帖在工件的不同部位，可看出工件磁 化后，被检表面不同部位的磁化状态或灵敏度的差异。 • 8.M1型多功能试片，是将三个槽深各异而间隙相等的人工刻槽，以同 心圆式做在同一试片上，其三种槽深分别与A1型三种型号的槽深相同， 这种试片可一片多用，观察磁痕显示差异直观，能更准确地推断出被 检工件表面的磁化状态； • 9.用完试片后，可用溶剂清洗并擦干。干燥后涂上防锈油，放回原装 片袋保存。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.6 标准试块 使用的试片有：直流试块（B型试块）、交流 试块（E型试块）、磁场指示器（八角试块及自 然缺陷标准样件。 用途：用于检验磁粉探伤设备、磁粉和磁悬液 的综合性能（系统灵敏度），也用于考察磁粉探 伤试验条件和操作方法是否恰当。不能确定被检 工件的磁化规范，也不能用于考察被检工件表面 的磁场方向和有效磁化范围。 • 5.6.1 直流标准试块 材料为经退火处理的9CrWMn钢锻件，硬度为 90-95HRB，形状见（图5-4）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 5.6.2 交流标准试块 材料为经退火处理的10#锻钢件，形状和尺寸 见（图5-5）。 • 5.6.3 磁场指示器 磁场指示器是用电炉铜焊将8块低碳钢与铜片 焊在一起构成的，有一个非磁性手柄，使用方便， 结构见（图5-6）。 • 5.6.4 自然缺陷标准样件 此类样件是在已往磁粉探伤中发现的，材料、 状态和外形有代表性，并具有最小临界尺寸的常 见缺陷（如发纹和磨削裂纹）。自然缺陷标准样 件应做明确标记，以免与工件相混，使用应经级 Ⅲ人员批准。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第六章 磁粉探伤工艺 • 6.1.1 磁粉检测工艺流程图 • 工件实施磁粉检测，应该有一定的工艺流程。正确 地执行这些程序，才能保证检验的工作质量。磁粉 检测工艺流程的主要内容如图 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.1.2 磁粉检测的操作程序 • 磁粉检测的操作主要由六部分组成：①预处理；② 磁化被检工件；③施加磁粉或磁悬液；④在合适的 光照下，观察和评定磁痕显示；⑤退磁及后处理。 • 在施加磁粉或磁悬液过程中，由于磁化方法有连续 法和剩磁法之分，因此磁悬液施加的时间也有所不 同，它们的操作程序也有所差异。连续法是在磁化 过程中施加磁粉，而剩磁法是在工件磁化后施加磁 粉，它们的操作程序如图 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 6.2 工序安排与工件预处理 6.2.1 磁粉检测的的时机 为了提高产品的质量，以及在产品的制造过程 中尽早发现材料或半成品中的缺陷，降低生产 制造成本，应当在产品制造的适当时机安排磁 粉检测，安排的原则是： 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 1．检测工序一般应安排在容易发生缺陷的加工工序(如锻造、铸造、 热处理、冷成形、电镀、焊接、磨削、机加工、校正和载荷试验等) 之后，特别是在最终成品时进行。必要时也可在工序间安排检查。 • 2．电镀层、油漆层、表面发兰、磷化以及喷丸强化等表面工艺会给 检测缺陷显示带来困难，一般应在这些工序之前检测。当镀涂层厚度 较小（不超过50µm）时，也可以进行检测，但一些细微缺陷（如发 纹）的显现可能受到影响。如果镀层可能产生缺陷（如电镀裂纹等）， 则应在电镀工艺前后都进行检测，以便明确缺陷产生的环境。 • 3．对滚动轴承等装配件，如在检测后无法完全去掉磁粉而影响产品 质量时，应在装配前对工件进行检测。 • 4．焊接接头的磁粉检测应安排在焊接工序完成之后进行。对于有延 迟裂纹倾向的的材料，磁粉检测应根据要求至少在焊接24小时后进行。 • 5．对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 6.2.2 被检工件的预处理 对受检工件进行预处理是为了提高检测灵敏度减 少工件表面的杂乱显示，使工件表面状况符合 检测的要求，同时延长磁悬液的使用寿命。 • 预处理主要有以下内容： • 1．清除工件表面的杂物，如油污、涂料、 铁锈、毛剌、氧化皮、金属屑等。 • 2．清除通电部位的非导电层和毛剌。 3．分解组合装配件。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4、对工件上不需要检查的孔、穴等，最好用软木、 塑料或布将其堵上，以免清除磁粉困难。 • 5．干法检测的工件表面应充分干燥，以免影响磁 粉的运动。湿法检测的工件，应根据使用的磁悬 液的不同，用油磁悬液的工件表面应不能有水分， 而用水磁悬液的工件表面则要认真除油，否则会 影响工件表面的磁悬液湿润。 • 6．有些工件在磁化前带有较大的剩磁，有可能影 响检测的效果。对这类工件应先进行退磁，然后 再进行磁化。 • 7．如果磁痕和工件表面颜色对比度小，可在检测 前先给工件表面涂敷一层反差增强剂。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.2 连续法和剩磁法 • 6.2.1 连续法 连续法：在外加磁场磁化的同时，将磁粉或磁 悬液施加到工件上进行磁粉探伤的方法。 应用范围： （1）适用于所有铁磁性材料和工件和磁粉探伤； （2）适用工件形状复杂不易得到所需剩磁的工 件； （3）适用于表面覆盖层较厚的工件； （4）适用于使用剩磁法检验设备功率达不到时。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 操作程序： （1）在外加磁场作用下进行检验（边磁化、 边施加磁悬液、边检验） 预处理 磁化 退磁 后处理 施加磁悬液 检验 （2）在外加磁场中断后进行检验（磁化与 检验分离） 预处理 磁化 检验 退磁 后处理 施加磁悬液 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 操作要点： （1）湿连续法：先用磁悬液润湿探伤面，然后 边磁化边施加磁悬液，先停止施加磁悬后停止磁 化。 （2）干连续法：磁化中施加磁粉，并吹去多余 磁粉，磁痕形成后停止磁化。 连续法的优点： （1）适用于任何铁磁性材料；检测灵敏度高； （2）可用于多向磁化；能发现近表面缺陷； （3）可用于湿法和干法检验； （4）交流磁化不受断相位的影响 。 连续法的局限性： （1）效率低，观察性差； （2）易产生非相关显示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.2.2剩磁法 停止磁化后，再将磁悬液施加到工件上进行磁 粉探伤的方法。 应用范围： （1）凡经过热处理（淬火、回火、渗碳及局部 正火等）的高碳钢和合金结构钢、矫顽力在 800A/m，剩磁在0.8T以上者，才可进行剩磁法检 验。 （2）用于因工件几何形状限制连续法难以检验 的部位，如螺纹根部和筒形件内表面。 （3）用于评价连续法检验出的磁痕显示属于表 面还是近表面缺陷显示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 操作程序： 预处理 磁化 施加磁悬液 检验 退磁 后处理 操作要点： （1）通电时间：1/4—1S; （2）施加磁悬液2—3遍，保证各需检验部 位充分润湿； （3）浸入法时，应在搅拌均匀的磁悬液中 浸10—20S，再取出检验； （4）磁化后的工件，应避免与任何铁磁性 材料接触，防止产生磁写。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 优点： （1）有足够的检测灵敏度；检测效率高； （2）缺陷显示重复性好，可靠性高； （3）易于检验观察；易实现自动化检测； （4）能评价连续法检测出的磁痕显示属于表面 还是近表面缺陷显示； （5）可避免螺纹根部、凹槽和尖角处磁粉过度 堆积。 局限性： （1）只适用于剩磁和矫顽力达到要求的材料； （2）不能用于多向磁化； （3）交流磁化受断电相位的影响； （4）检测缺陷深度浅，近表面缺陷灵敏度低； （5）不适用于干法检验。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.3 湿法和干法 • 6.3.1 湿法：将磁粉悬浮在载液中进行磁粉 探伤的方法。 应用范围： （1）适用于锅炉压力容器压力管道焊缝、 宇航工件及灵敏度要求高的工件； （2）适用大批量工件的检查，常遭与固定 设备配合使用，磁悬液可回收； （3）适用于检测表面微小缺陷，如疲劳裂 纹、磨削裂纹、焊接裂纹和发纹等； 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 操作要点： （1）连续法宜用浇、喷法，磁悬液流速应 缓慢，防止冲刷掉磁痕； （2）剩磁法用浇法、浸法皆宜，浇法灵敏 度低于浸法，浸法应严格掌握时间，保证 良好显示，防止产生过度背景； （3）采用水磁悬液时，应进行水断试验； （4）可根据各种工件的要求，选择不同的 磁悬液浓度； （5）仰视检验和水中检验宜用磁膏。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 湿法的优点： （1）检验工件表面微小缺陷灵敏度高； （2）与固定设备配合使用，操作方便，效 率高，磁悬液可回收。 湿法的局限性： 检验大裂纹和近表面缺陷灵敏度不如干法。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.3.2 干法：以空气为载体用干磁粉进行磁 粉探伤的方法。 应用范围： （1）适用于表面粗糙的大型锻件、铸件、 毛坯、结构件和大型焊接件焊缝的局部检 查及灵敏度要求不高的工件； （2）常与便携设备配合使用，磁粉不回收； （3）适用于检测大缺陷和近表面缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 操作要点： （1）工件表面要干净和干燥，磁粉也要干 燥； （2）工件磁化后施加磁粉，并在观察和分 析磁痕后再撤去磁场； （3）施加磁粉应缓慢均匀，在工件表面形 成薄而均匀的磁粉覆盖层，避免磁粉局部 堆积过多； （4）磁化时，吹去多余磁粉应控制空气流 速、风压、风口距离，并应按一定顺序和 一定方向进行，防止过吹。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 干法的优点： （1）检验大裂纹灵敏度高； （2）干法+单向半波整流电，检验近表面 灵敏度高； （3）适用于现场检验。 干法的局限性： （1）检验微小缺陷灵敏度不如湿法； （2）磁粉不易回收； （3）不适用于剩磁法检验。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.4 磁粉探伤—橡胶铸型法与磁橡胶法 • 6.4.1磁粉探伤—橡胶铸型法（MT—RC） MT—RC法是将磁粉探伤所显示出来的缺陷磁 痕采用室温硫化硅橡胶加固化剂形成的橡胶铸型 进行复印，再对复印所得的橡胶铸型进行目视或 在光学显微镜下进行磁痕分析。 适用范围： （1）适用于剩磁法，可检测工件上不小于3mm 孔径内壁的不连续性； （2）能间断跟踪检测疲劳裂纹的产生和发展； （3）复印缺陷磁痕的橡胶铸型可永久保存。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com MT—RC法的优点： （1）检测灵敏度高，可发现长度为0.1— 0.5mm的早期疲劳裂纹； （2）能较精确测量橡胶铸型上裂纹的长度， 并能通过间断跟踪检测疲劳裂纹的扩展， 从而推断其扩展速率； （3）裂纹磁痕与背景对比度高，容易辩认； （4）工艺可靠，容易掌握，适用于于外场 检验； （5）橡胶铸型可永久记录，长期保存。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com MT—RC法的局限性： （1）可检测的孔深受橡胶扯断强度的限制； （2）孔壁粗糙、孔形复杂、同心度差的多 层结构的孔及其层间间隙均会增加脱膜的 难度； （3）整个检验过程相当慢，对于大面积检 测，成本高，不适用。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.4.2 磁橡胶法（MRI法） MRI法是将磁粉弥散于室温硫化硅橡胶 中，加入固化剂后，倒入经适当围堵的受 检部位。磁化工作，在缺陷漏磁场的作用 下，磁粉在橡胶液内迁移和排列。取出固 化的橡胶铸型，即可获得一个含有不连续 性显示的橡胶铸型，可放在光学显微镜下 观察分析。 应用范围： （1）适用于连续法，可检测孔径内壁的不 连续性； （2）适用于水下检验。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com MRI法的优点： 适用于水下检验。 MRI法的局限性： 与MT—RC法相比，对比度小，灵敏度很 低，工艺难以控制，可靠性低。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.5 磁化规范 • 6.5.1 磁化规范的制定 对工件磁化选择磁化电流值或磁场强度 值所遵循的规则，称为磁化规范。 • 6.5.1制定磁化规范应考虑的因素 （1）根据工件的材料、热处理状态和磁特 性，确定采用连续法还是剩磁法检验及相 应的磁化规范； （2）根据工件的尺寸、形状、表面状态和 欲检出缺陷的种类、位置、形状及大小， 确定磁化方法、磁化电流种类、有效探伤 范围及相应的磁化规范。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.5.1.2 制定磁化规范的方法 （1）用经验公式计算 适用于形状规则的工件。 通电法和中心导体法检验工件上时，连续法磁 化规范一般选用I=8D，剩磁法磁化规范一般选用 I=25D。 触头法磁化时，工件厚T≥20mm时，I=（4—5） L。 （2）用仪器测量工件表面的磁场强度 连续法时，工件表面的切向磁场强度至少为 2.4KA/m（30Oe）；剩磁法时，工件表面的切向 磁场强度至少为8.0KA/m（100Oe）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （3）测绘钢材磁特性曲线 制定周向磁化规范时，如何利用钢材的 磁特性曲线？ 将钢材磁特性曲线分为五个区：Ⅰ 区 为初始磁化区，Ⅱ区为激烈磁化区，Ⅲ区 为近饱和区，Ⅳ区基本饱和区，Ⅴ区为饱 和区（图6-1）。 对于标准磁化规范，磁特性曲线剩磁法 要磁化到基本饱和，连续法所需的磁场强 度，一定要大于聘相对磁导率的磁场强度 Hμm。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 对于严格磁化规范，磁特性曲线剩磁法要磁化到 饱和，连续法要磁化到近饱和。一般周向磁化连续 法所用的磁场强度约为剩磁法的1/3。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （4）用标准试片确定大致的磁化规范 对于形状复杂的工件，当难以用计算法求得磁 化规范时，也可以使用标准试片贴在工件不同部 位，根据标准试片上的磁痕显示情况来确定大致 的磁化规范。 • 6.5.2 周向磁化规范 • 6.5.2.1 轴向通电法和中心导体法 （1）轴向通电法 轴向通电法一般推荐下式计算磁化电流值。 I=HD/320 式中：I是磁化电流（A），H是磁场强度 （A/m），D是工件直径（mm）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 按JB4730-1994标准，轴向通电磁化时， 磁化电流可按下式进行计算： 直流电（整流电）连续法： I=（12~20）D 直流电（整流电）剩磁法： I=（25~45）D 交流电连续法： I=（6~10）D 式中：I是磁化电流（A），D是工件横截面 上最大尺寸（mm）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）中心导体法（芯棒法）： 芯棒法一般推荐下式计算磁化电流值。 I=HD/320 按JB4730-1994标准，芯棒法（中心）时，磁 化电流可按下式进行计算： 直流电（整流电）连续法： I=（12~20）D 直流电（整流电）剩磁法： I=（25~45）D 交流电连续法： I=（6~10）D 式中：I是磁化电流（A），D是工件横截面上最 大尺寸（mm）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 按JB/T4730-2005标准，当芯棒直径为50mm时， 芯棒法（偏心）时，根据工件厚度不同，连续法的 磁化电流按表6-1选取。偏心放置时，芯棒与工件内 表面的间距为10~15mm，每次的有效检测区约4倍 苡棒的直径（见标准第57页图11-10），且有一定 的重叠区，重叠区长度应不小于0.4d. 表6-1 空心工件厚度 mm 中心导体法磁化电流 ≥3~6 >6~9 电流值 A >9~12 >12~15 1500 1000 1250 1750 注：①当壁厚大于15mm时，厚度每增加3mm，电 流磁力加 250A;厚度增加不足3mm时，电流按比例增加。 ②当芯棒直径比规定值每增加或减小12.5mm 时，则电流 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 相应增加或减少250A。 • 6.5.2.2 触头法 触头法周向磁化，其磁场强度与磁化电流大小 成正比，并与触头间距和被检工件截面厚度有关。 触头间距应控制在75~200mm之间，通电时间 不应太长，电极与工件之间的接触应保持良好，以 免烧伤工件，两次磁化应有10%的重叠。 磁化规 范选择见表6-2。 表6-2 工件厚度 触头法磁化电流值 T（mm） 电流值 I（A) （3~4）倍触头间 T < 20 距 T ≥ 20 （4~5）倍触头间 距 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.5.2.3 平行电缆法 检测角焊缝纵向缺陷时，可采用平行电缆法。 使用时，电缆应紧贴工件，但应注意不要遮盖焊 缝，以免影响施加磁粉和观察。 检测时，磁化电流应根据灵敏度试片实测结果 来确定。 • 6.5. 3 纵向磁化 • 6.5.3.1 磁轭法 采用磁轭法磁化工件时，磁化电流应根据灵敏度试片 或提升力来确定。 磁轭的磁极间距应控制在50~200mm之间，检测的有效 区域为两极连线两侧各50mm范围内,磁化区域每次应有 15mm 的重叠。 当电磁轭的极间距为200mm时，交流电磁轭至少应有 44N的提升力，直流电磁轭至少应有177N的提升力。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.5.3.2 线圈法 线圈法纵向磁化通常是在环绕整个工件 或工件的一部分的线圈里进行磁化来完成 探伤工作的。磁化电流可按下列公式来近 似计算，最终应用的电流值可通过标准试 片进行试验验证。 1、低填充因数线圈纵向磁化法 （1）工件偏心放置在线圈中： 45000 I=———————— N（L/D） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）工件正中放置在线圈中： 1690R I=———————— N[6（L/D）-5] • 式中： L——工件长度（mm） D——工件直径（mm） R——线圈直径（mm） I ——磁化电流（A） 注：①以上公式适用于线圈截面积是被检工件横 截面积的10倍或以上。 ②当2≤L/D＜10时，按实际取值；当L/D≥10 时，L/D取10。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ③当工件为空心结构时，应计算Deff来替换D值。 • 空心工件的Deff计算： Deff =2[（At－Ah）／π]1/2 式中： At——工件的总横截积（mm2） Ah——工件空心部分的横截积（mm2） • 空心圆筒形工件的Deff计算： Deff =[（OD2－ID2）]1/2 式中： OD——圆筒形工件外径（mm） ID ——圆筒形工件内径（mm） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 2、高填充因数线圈纵向磁化（或绕线法） 35000 I=———————— N[（L/D）+2] 注：此公式适用于线圈截面积与工件截面积之 比值小于2。 • 3、中填充因数线圈纵向磁化 10-τ τ-2 NI=（NI）h———+ （NI）l——— 8 8 式中： （NI）h按高填充因数公式计算， （NI） l按低填充因数公式计算。 τ为线圈横截面积与工件横截面积比值。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.5.4 影响纵向磁化规范的因素 （1）探伤仪参数范围的影响； （2）线圈直径和匝数的影响； （3）电源特性的影响； （4）工件直径的影响； （5）工件长径比的影响； （6）工件几何形状的影响； （7）工件材料的影响。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.6 退磁 • 6.6.1 退磁的目的 1、退磁：将工件内的剩磁减小到不影响使用程 度的工序。 2、剩磁的影响 （1）工件上的剩磁会影响装在工件附近的磁罗盘、 仪表和电子部件的精度和正常使用。 （2）工件的剩磁会吸附铁屑和磁粉，在工件继续 加工时，会影响表面粗糙度和刀具寿命。 （3）工件上的剩磁会给清除磁粉带来困难。 （4）动部件上的剩磁会吸引铁屑和铁磁性粉末， 造成磨损和消耗能量。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （5）电镀钢件上的剩磁能使电镀电流偏离 期望的区域，影响电镀质量。 （6）油路系统的剩磁吸附铁屑或铁磁性粉 末，会影响油路系统畅通。 （7）焊接过程中，剩磁会使电弧偏吹，造 成焊位偏离。 （8）工件进行两个方向或以上的磁化时， 前次磁化可能会对后面的磁化造成影响。 因此，工件磁粉探伤后，应进行退磁处 理。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3、不需退磁的条件 （1）工件的后道工序是热处理，其加热温 度超过居里温度。 （2）工件属软磁性材料，低剩磁，高磁导 率。 （3）工件中存在的剩磁不影响使用。 （4）工件的工作环境处在强磁场中。 （5）交流电两次磁化工序之间。 （6）直流电两次磁化，后道磁化电流大于 前道。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.6.2 退磁的原理 原理是将工件置于交变 磁场中，产生磁滞回线，当 交变磁场的幅值逐渐递减时， 磁滞回线的轨迹也越来越小， 当磁场强度降为零时，工件 中残留的剩磁Br也接近零。 （如图6-2） 退磁中，一是退磁所用 磁场强度应大于等于磁化时 所用的磁场强度，二是退磁 用的磁场强度递减量应尽可 能小。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.6.3 退磁的方法 • 6.6.3.1 交流电退磁 交流电退磁常采用通过法和衰减法退磁。有以下 几种组合形式： 通过法： （1）（线圈法）线圈不动工件动，衰减磁场到零。 （2）（线圈法）工件不动线圈动，衰减磁场到零。 衰减法： （1）（线圈法）线圈、工件都不动，衰减电流到 零。 （2）（触头法）两触头接触工件，衰减电流到零。 （3）（交流磁轭法）交流电磁轭通电时离开工件， 衰减磁场到零。 （4）扁平线圈通电时离开工件，衰减磁到零。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 1、通过法 将工件放在拖板上 置于线圈前30cm处， 线圈通电时，将工件 沿着轨道缓慢地从线 圈中通过，并远离线 圈至少1m以外处（或 有效磁化区）断电。 适用于小型工件批 量退磁（如图6-3）。 对于不能放在退磁机上退 磁的重型或大型工件，或将 线圈套在工件上，通电时缓 慢地将线圈通过并远离工件 1m以外处断电。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 2、衰减法 由于交流电的方向不 断改变，故可用自动衰 减退磁器逐渐降低电流 至零进行退磁。如将工 件放在线圈内，或将工 件夹在探伤机的两磁化 夹头之间，以及用支杆 触头接触工件后将电流 递减到零进行退磁，如 图6-5（a）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 对于大型锅炉压力容器压力管道的焊缝, 也可以用交流电磁轭退磁。将电磁轭两极 跨接在焊缝两侧，接通电源，让电磁轭沿 焊缝缓慢移动，当远离焊缝0.5m以外再断 电，进行退磁。 对于大面积扁平工件的退磁，可采用扁 平线圈退磁器（如图6-4）。使用时，给扁 平线圈通电后象电熨斗一样，在工件表面 来回熨，熨完后使扁平线圈远离工件0.5m 以外后再断电，进行退磁。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.6.3.2 直流电退磁 用直流电磁化的工件，为了使工件内部能获得 良好的退磁，常采用直流换向衰减法和超低频电 流自动退磁。 1、直流换向衰减退磁 通过机械方法不断改变直流电（包括三相全波 整流电）的方向，同时使通过工件的电流递减到 零进行退磁。其退磁电流波型见图6-5（b）。 要求：（1）要保证无电流时换向。 （2）电流衰减次数应尽可能多，一般在 30次以上。 （3）每次衰减幅度应尽可能小。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2、超低频电流自动退磁 采用频率为0.5~10Hz的超低频电流对直 流磁化的工件进行退磁。 根据公式δ=500/√fσμr 可以得知电流的 透入深度δ与频率f的关系，说明超低频电流 可以透入工件内较深的部位（公式中δ是透 入深度，f是电流频率，σ是电导率，μr是相 对磁导率），5Hz超低频退磁电流波形见图 6-5（c）。 超低频退磁既能进行衰减法退磁，也能 在线圈中进行通过法退磁。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.6.3.3 退磁方法的选择 （1）通过热处理或加热提高工件温度至居 里温度以上进行退磁。此方法能彻底退磁， 但不经济、不实用。 （2）交流磁化的工件用交流电退磁，尤其 是通过式退磁。方法简单、速度快、退磁效 果好，广泛使用。因电流的趋肤效应，不能 对直流磁化工件的深层进行退磁。 （3）直流换向衰减退磁和超低频电流自动 退磁，几乎对任何磁化方法磁化的工件都能 进行退磁。但此方法成本高，效率低。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.6.4 退磁注意事项和剩磁测定 • 6.6.4.1 退磁注意事项 （1）退磁所用的磁场强度，应大于等于磁 化时的最大磁场强度Hm。 （2）对周向磁化的工件，应将工件进行纵 向磁化后再退磁。 （3）交流电磁化，用交流电退磁；直流电 磁化，用直流电退磁。如果用直流电退磁后， 再用交流电退磁，可获得最佳效果。 （4）直流电退磁，电流衰减幅度应尽可能 小，衰减的次数应尽可能多。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （5）退磁机应东西方向放置，使线圈轴线与地磁 场方向垂直。 （6）已退磁的工件不要放置在退磁机或磁化装置 附近。 （7）退磁时间不宜过长，一般在50s内完成，退过 磁的工件应进行剩磁测定。 （8）线圈通过法退磁应注意：①工件与线圈应平 行，并靠内壁放置；②工件的L/D≤2时，应接长后 退磁；③小工件不应以捆扎或堆叠的方式放在筐内 退磁；④不能用铁磁性的筐或盘摆放退磁工件；⑤ 环形工件或复杂工件应旋转着通过线圈；⑥工件应 缓慢通过线圈并远离线圈1m以外断电。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 6.6.4.2 剩磁测量 不同的材料、形状和尺寸的工件在同样的退 磁装置中得到的退磁效果是不相同的，必须对 工件退磁后的剩磁进行测量，对剩磁有严格要 求和外形复杂的工件尤为重要。 退磁效果可采用袖珍式磁强计测量（不精 确），也可用特斯拉计或剩磁测量仪测量。 一般情况下，剩磁不大于0.3mT（240A/m） 的工件，对后道加工、焊接和仪表的使用都没 有不利影响。对有特殊要求的工件必须通过试 验制定严格的退磁验收标准。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第七章 磁粉探伤的应用与磁痕分析 • 7.1 磁痕分类 • 7.1.1 磁痕分析的意义 （1）正确的磁痕分析可以避免误判。 （2）由于磁痕显示能反映出不连续性和缺陷的 位置、形状和大小，并可大致确定缺陷的性质， 所以磁痕分析可为产品设计和工艺改进提供较可 靠的信息。 （3）在工件使用后进行磁粉探伤，用于发现疲 劳裂纹，并可间断检测和监视疲劳裂纹的扩展， 可以做到及早预防，避免设备和人身事故发生。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.1.2 磁痕的分类 能够形成磁痕显示的原因很多，综合各种 原因将磁痕分为三类：相关显示、非相关显 示和伪显示。 相关显示：由缺陷产生的漏磁场形成的磁 痕显示称为相关显示。 非相关显示：由工件截面突变和材料磁导 率差异等产生的漏磁场形成的磁痕显示称为 非相关显示。 伪显示：由非漏磁场形成的磁痕显示称为 伪显示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.2 伪显示 产生原因、磁痕特征和鉴别方法： （1）工件表面粗糙（如焊缝两侧的凹陷，粗糙的 工件表面）滞留磁粉形成磁痕显示，其磁痕堆集松 散，磁痕轮廓不清晰，在载液中漂洗磁痕可漂洗掉。 （2）工件表面有油污或不清洁，粘附磁粉形成磁 痕显示，尤其在干法中最常见，磁粉堆集松散，清 洗并干燥工件后重新检验，该显示不再出现。 （3）湿法检验中，磁悬液中的纤维物线头，粘附 磁粉留在工件表面，容易误认为磁痕显示，仔细观 察即可辩认。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （4）工件表面的氧化皮，油漆斑点的边缘上滞留 磁粉形成的磁痕显示，通过仔细观察或漂洗工件即 可鉴别。 （5）工件上形成排液沟的外形滞留磁粉形成的磁 痕显示，尤其沟槽底部磁痕显示有的类似缺陷显示， 但漂洗后磁痕不再出现。 （6）磁悬液浓度过大，或施加不当会形成过度背 景，磁粉松散，磁痕轮廓不清晰，漂洗后磁痕不再 出现。 过度背景：是指妨碍磁痕分析和评定的磁痕背景。 过度背景是由于工件表面太粗糙，工件表面污染， 过高的磁场强度或过高的磁悬液浓度产生的，磁粉 堆多而松散，易掩盖相关显示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.3 非相关显示 产生原因、磁痕特征和鉴别方法： （1）磁极和磁极附近产生的非相关显示。 磁轭法时，磁极与工件接触处，磁力线离开 工件表面和进入工件表面均产生漏磁场，且 磁极附近磁通密度大，触头法时，电极附近 电流密度大，磁通密度大，因此在磁极和电 极附近的工件表面上会产生磁痕显示。该磁 痕松散，退磁后改变磁极和电极位置，重新 进行检验，此处磁痕显示不再出现，若出现 可能是相关显示。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）工件截面突变处产生磁痕显示。工件内键槽 等部位，由于截面缩小，迫使磁力线泻出工件形成 漏磁场，吸附磁粉形成磁痕显示（如书第98图72）。该磁痕松散，有一定的宽度，有规律的出现 在同类工件的同一部位，根据工件的几何形状，易 于辩认。 （3）磁写。两个磁化的工件互相接触或一钢件在 已磁化的工件上划一下，在接触部位便产生磁性变 化，产生磁痕显示（如书第99页图7-3）。其磁痕 松散，线条不清晰，像乱画的样子，将工件退磁后， 重新进行磁化和检验，磁痕显示不再出现，但应保 证退彻底。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （4）两种材料交界处产生的磁痕。两种材料焊接 处因材料磁导率相差较大或母材与焊条的磁导率相 差很大，而产生磁痕显示（如书第99页图7-4）。 该磁痕显示有的松散，有的浓密清晰，类似裂纹磁 痕显示，在整条焊缝都出现同样的磁痕显示，结合 焊接工艺、母材与焊条材料进行分析。 （5）局部冷作硬化产生的磁痕。工件冷加工硬化 使金属局部变硬，磁导率发生变化，产生磁痕显示 （如书第100页图7-5）。磁痕显示宽而松散，呈 带状，将工件退火后重新进行磁粉探伤，磁痕不再 出现，或根据磁痕特征进行分析。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （6）金相组织不均匀产生磁痕显示。工件 淬火后冷却不均匀造成组织差异；马氏体 不锈钢的金相组织为铁素体和马氏体，二 者磁导率差异大；高碳钢和高碳合金钢钢 锭凝固时，产生树枝状偏析，使钢组织不 均匀，在其间隙中形成碳化物，轧制中沿 压延方向被拉成带状，其组织不均匀，磁 导率差异大。其磁痕呈带状，单个磁痕类 似发纹，磁痕松散不浓密，可根据磁痕分 布和特征及材料进行分析。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （7）磁化电流过大产生磁痕。磁化电流过 大会使磁力线逸出工件表面，产生漏磁场吸 附磁粉形成磁痕，在截面突变处更为严重 （如书第100页图7-6）。其磁痕松散，沿金 属流线分布，形成过度背景，退磁后用合适 规范磁化，磁痕不再出现。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4 相关显示 产生原因、磁痕特征和鉴别方法： • 7.4.1 原材料缺陷磁痕显示 （1）发纹 产生原因：钢锭中存在的非金属夹杂物和气孔， 在轧制和拉拔过程中随着金属的变形伸长而形成发 纹。绝大多数发纹都是非金属夹杂物（硫化物和氧 化物）产生的，并沿金属纤维方向分布。在钢棒上 是与轴线平行的连续或断续的直线状（见书第101 页图7-7），在钢管上的发纹与钢管轴线有一小夹 角，在锻件上发纹随着纤维走向微弯曲。发纹有的 很短，有的很长。甚至可达100mm，可分布在工件 不同浓度处，一般很浅很细。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 磁痕特征：发纹磁痕均匀清晰而不浓密，两头钝 （呈圆角）。 鉴别方法：一是根据发纹分布和磁痕特征进行判 定。二是擦掉磁痕，用5倍放大镜观察缺陷处，发纹 目视不可见。三是用刀刃在垂直磁痕的表面上来回 刮，一般不阻挡刀刃的磁痕是发纹。 （2）分层 产生原因：属板材中常见缺陷，钢锭中存在缩孔、 疏松或密集的气泡，在轧制时没有熔合在一起，所 以钢板在纵向或横向剪切时，从侧面可发现金属分 为两层，亦称夹层。钢锭内有非金属夹杂物，杂制 时被压碎，也能产生分层。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 磁痕特征：分层是一种内部缺陷，特点 是平行于轧制面，磁痕呈条状或断续分布 （见书第101页7-8）。 鉴别方法：根据磁痕分布和特征鉴别。 （3）材料裂纹。坯料上的裂纹、皮下气泡、 夹杂物及冷拔变形量选择不适当都会在钢 材上会产生材料裂纹。一般呈直线状，有 时分叉，多与拔制方向一致，但也有其它 方向。磁痕浓密清晰，擦掉磁痕，裂纹目 视可见（如书第102页图7-9）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （4）拉痕。由于模具表面光洁度不高、残留有氧 化皮或润滑条件不良等原因，在钢材通过轧制设备 时，便会产生拉痕，也叫划痕。拉痕呈直线状，肉 眼可见到沟底，分布于钢材的局部或全长，宽而浅 的拉痕探伤时不吸附磁粉，较深者会吸附磁粉。鉴 别时应转动工件观察磁痕，若沟底明亮不吸附磁粉， 即为拉痕。 （5）非金属夹杂物。钢在液态及凝固过程中，由 于复杂的化学反应生成各种氧化物，或者是由于冶 炼时耐火材料混入钢中而成非金属夹杂物，磁痕一 般呈分散点状或弯曲有线状，有的轧制件上，呈直 线状。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （6）白点。白点是钢材的内部撕裂，是对钢材 危害极大的内部缺陷。在热轧和锻压的合金钢中， 特别是含Ni、Cr、Pb、Mn的钢中常见。它大多数 分布于钢材近中心处，在纵断面上呈椭圆形的银 白色斑点，故叫白点。在钢材的横断面上则表现 为短小断续的辐射状不规则分布的小裂纹。白点 裂纹多为穿晶断裂，也有沿晶粒边界分布，其裂 纹边缘呈锯齿形，多以成群出现。 磁痕特征是，在横断面上，白点磁痕呈锯齿状， 中部粗，两头尖呈辐射状分布。在纵向剖面上， 磁痕沿轴向分布，呈弯曲状或分叉，磁痕浓密清 晰（如书第102页图7-10）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.2 锻钢件缺陷磁痕显示 （1）锻造裂纹。产生原因包括加热不当、操作 不正确、终锻温度太低、冷却速度太快等。磁痕 浓密清晰，呈直线或弯曲线状（如书第103页图711）。 （2）锻造折叠。原因和特征：①模具设计不合 理，金属流动受阻，被挤压后形成折叠，多发生 在倒角部位，磁痕呈纵向直线状；②预锻时打击 过猛，在滚光过程中嵌入金属，磁痕呈纵向弧形 状；③锻件拔长过度，入型槽终锻时，两端金属 向中间对挤形成横向折叠，多分布在金属流动较 差的部位，磁痕呈圆弧形。 锻造折叠缺陷磁痕一般不浓密，但在对表面打 磨后，磁痕往往更加清晰。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.3 铸钢件缺陷磁痕显示 （1）铸造裂纹。金属液在铸型内凝固收缩 过程中，表面和内部冷却速度不同产生很 大的铸造应力，当应力超过金属强度极限 时，铸件便产生破裂。根据破裂时的温度 高低分为热裂纹和冷裂纹。 热裂纹约在1200~1400℃高温下产生， 并在最后凝固区或应力集中区出现，一般 是沿晶扩展，呈很浅的网状裂纹，亦称龟 裂，其磁痕细密清晰，稍加打磨裂纹即可 排除。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 冷裂纹约在200~400℃低温下产生。低 温时由于铸钢的塑性变坏，在巨大的热应 力和组织应力的共同作用下产生冷裂纹， 一般分布在铸钢件截面尺寸突变的部位， 如夹角、圆角、沟槽、凹角、缺口、孔的 周围等部位。这种裂纹一般穿晶扩展，有 一定深度，一般为断续或连续的线条。两 端有尖角，磁痕浓密清晰（如书第104页图 7-13）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）疏松。是由于金属液在凝固收缩过程 中得不到充分补缩，因而出现极细微的、不 规则的分散或密集的孔穴，称为疏松。一般 产生在铸钢件最后凝固的部位，加工后的铸 钢件表面，更容易发现疏松。疏松缺陷磁痕 一般涉及范围较大，呈点状或线状分布，两 端不出现尖角，有一定深度，磁粉堆集比裂 纹稀松。改变磁化方向时，磁痕显示方向也 明显改变（如书第104页图7-14）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （3）冷隔。是由于两股金属熔液相遇却未熔合在 铸钢件表面产生的缺陷。一般产生在铸钢件上较大 的水平面和转角处，呈有圆角的缝隙或凹陷，其磁 痕较淡。 （4）夹杂。铸造时由于合金中熔渣未彻底清除干 净，浇注工艺或操作不当等原因，在铸件上出现微 小的熔渣或非金属夹杂物。夹杂在铸件上的位置不 定，易出现在浇注位置上方，磁痕呈分散的点状或 弯曲的短线状。 （5）气孔。是当熔化金属冷却凝固过程中气体未 及时排出形成空穴。其磁痕呈圆形或椭圆形，显示 不太清晰，磁痕的浓度与气孔深度有关，皮下气孔 一般使用直流电检测。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.4 焊接件缺陷磁痕显示 （1）气割裂纹。火焰切割过程中，气割工艺 不当或环境温度过低，冷却速度过快时，对 于强度较高的钢就容易产生气割裂纹。其方 向是不定的，其深度一般在百分之几到十分 之几毫米。 （2）电弧气刨裂纹。采用电弧气刨清根时， 碳要向钢材表面过度，造成气刨面增碳，如 果冷却速度过快就会在电弧气刨面产生裂纹。 这种裂纹方向是任意的，深度一般在百分之 几到十分之几毫米不等。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （3）焊接裂纹。磁粉探伤的主要目的中检查焊缝 及热影响区的裂纹。焊接裂纹可能在焊接过程中产 生，也可能在焊后或放置一段时间后产生，因此对 有延迟裂纹倾向的焊接件，其探伤应在焊后24h后 进行。 A、焊接裂纹形成的原因有： ①母材金属的碳含量或硫、磷含量过高时，其焊接 性变差，容易产生裂纹。 ②焊条、焊剂等焊接材料中的合金元素和硫、磷含 量越高时，产生裂纹的倾向也就越大。 ③低温或有风的情况下焊接，致使焊缝冷却速度过 快也容易产生裂纹。 ④焊接厚板因其结构的刚性大也容易产生裂纹。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com B、焊接裂纹从不同角度有不同的分类方法， 按形成裂纹的温度可分为热裂纹和冷裂纹。 热裂纹一般产生在1100~1300℃高温范围 内的焊缝熔化金属内，有纵向裂纹和横向裂 纹，露出工件表面的热裂纹断口有氧化色。 冷裂纹一般产生在100~300℃低温范围内 的热影响区（基体金属和熔合线上），冷裂 纹可能在焊完后马上产生，也可能在焊后数 日或数月才开裂。大多数冷裂纹是纵向的， 深浅不一，长短不等。露出工件表面的冷裂 纹断口未氧化，发亮。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com C、根据裂纹产生的位置分为三类： ①焊缝裂纹。产生在焊缝金属中，按其形态 与取向主要有三种，即纵向裂纹、横向裂纹 和树枝状或放射状裂纹（如书第106页图715）。 ②热影响区裂纹。产生在母材的热影响区内， 这类裂纹多数向母材方向发展，而止于熔合 线，个别情况也有穿过焊缝的。 ③熔合线裂纹。产生在焊缝与母材的交界处 即熔合线上。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com D、应力裂纹。当焊件被固定时，在焊后的冷却过 程中由于收缩应力关系而产生的裂纹。它可能是横 向的或纵向的，有时可延伸到热影响区。在单道焊 接时，应力裂纹通常是横向的，在多道焊时，应力 裂纹通常是纵向的。 E、火口裂纹。在开始焊接或停止焊接时，由于热 源使用不当常可产生火口裂纹。它具有不同的形状 和方向，有星状裂纹、横向裂纹和纵向裂纹。 焊接裂纹的大小不一，长度由几毫米至数百毫米， 深度较小者为几毫米，而较大者可穿过整个焊缝厚 度。磁痕一般浓密清晰可见，有的呈直线状，有的 较弯曲，也有的呈树枝状。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （4）未焊透。熔化金属和基层金属间及焊缝 层间的没有熔合称为未焊透。产生原因： ①电弧的电流和电压不足，而且焊接速度又 过快。 ②基体金属未充分加热就开始焊接。 ③焊工技术不熟练或工作粗心。 ④因有锈蚀、熔渣和氧化皮等污垢，影响基 体金属边缘熔化。 ⑤坡口开度过小，电弧达不到电弧底部等。 未焊透的磁痕松散，较宽（如书第107页 图7-16）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （5）气孔。在焊接过程中，气体在熔化金 属冷却之前来不及逸出而保留下来的孔穴。 产生原因： ①基体金属含气体过多或表面有油污、铁锈 等。 ②焊药或熔剂过于潮湿。 ③焊接速度过快，熔化金属的快速冷却妨碍 气体的逸出，以及埋弧自动焊时没有熔剂保 护。 气孔有的单独出现，有的成群出现，其磁 痕特点及检验方法与铸钢件气孔相同。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （6）夹渣。通常是由于气割后没有将边缘的氧化 铁皮或其他不洁物去净，点焊时熔渣没有充分清除， 以及多层焊接情况下未将上一层的熔渣充分清除等 原因所造成的。另外由于熔化金属熔液中的某些化 合物在其冷却和凝固过程中沉淀于焊缝内，以及焊 缝金属加入成分的氧化所致。 夹渣在焊缝内分布情况、尺寸、数量及性质是各 不相同的。夹渣的化学成分决定于焊条涂料的成分、 填充棒的质量以及熔池内反应过程的温度条件等。 点状夹渣常存在于金属焊缝中，位置不固定；长条 状夹渣和间断夹渣在焊缝的层间或熔合线上、手工 焊与自动焊交接处、多层焊的层与层之间。此种缺 陷往往与未熔合同时存在。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.5 热处理缺陷磁痕显示 （1）淬火裂纹。钢在淬火工艺中，因自高温快速 冷却时的热应力与组织应力可达到很高的数值，当 超过钢的抗拉强度时，则引起开裂。产生原因： ①材料本身的原因。如钢的化学成分的偏离或内部 存在夹杂物及冶金缺陷等。 ②热处理方面的原因。如加热温度过高或冷却过于 激烈等。 ③设计和加工制造方面的原因。如工件厚薄相差太 悬殊，设计制造时带有尖角，加工刀痕过深，淬火 冷却时具有复杂的内应力，均会引起淬火裂纹。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 淬火裂纹一般出现在工件的应力集中部位， 如孔、键、夹角及截面突变处。其磁痕特征 是：一般呈细直的线状，尾部尖细，棱角较 多。渗碳淬火裂纹边缘呈锯齿形，淬火裂纹 一般比较深，磁痕浓密清晰（见书第108页 图7-17）。 （2）渗碳裂纹。结构钢渗碳后冷却速度过 快，在热应力和组织应力的作用下形成渗碳 裂纹，其深度不超过渗碳层。磁痕呈线状、 弧形或龟裂状，严重时造成块状剥落。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （3）表面淬火裂纹。在表面淬火工艺过程 中，由于加热冷却不均匀而产生表面裂纹。 磁痕呈网状或平行分布，面积较大，也有单 个分布的。感应加热还容易在工件的油孔、 键槽、凸轮桃尖、齿轮齿部产生热应力裂纹。 油孔、键槽从应力集中处开裂，磁痕呈辐射 状，齿轮上呈弧形。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.6 机械加工缺陷磁痕显示 （1）磨削裂纹。磨削加工中产生的裂纹。产生原 因： ①材质的影响。工件材料内部组织分布不均匀，呈 网状或带状时，易在磨削过程中沿脆性组织分布方 向产生磨裂。 ②热处理不当的影响。淬火温度过高，使工件热处 理后残余应力增加，在磨削过程中，残余应力与磨 削应力叠加在一起产生磨裂。 ③磨削不当的影响。由于磨削过度，产生的磨削热 会使工件表面层局部温度达到800℃以上，在冷却 液作用下迅速冷却形成“重硬”，相当于二次淬火， 使热应力和组织应力增加而产生瞬时拉应力，当其 超过材料的拉伸强度时即产生磨削裂纹。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ④其它。高强合金钢当瞬时拉应力未超过材料拉伸强 度时，磨削加工后并不立即开裂，有的延迟开裂。 电镀、氧化等表面处理或加载荷会加速这种裂纹产 生。 磁痕特征：磨削裂纹一般产生在工件不易散热的 部位。 ①磨削裂纹方向一般与磨削方向垂直，由热处理不 当产生的磨削裂纹有的与磨削方向平行。 ②磨削裂纹磁痕呈网状、鱼鳞状、放射状或平行线 状分布，渗碳表面产生的多为龟裂状。 ③磨削裂纹一般比较浅，磁痕轮廓清晰，均匀而不 浓密（见书第109页图7-18）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）矫正裂纹。是经热处理后变形或弯曲的工件 在校直过程中，因矫正工艺不当而产生的金属破裂。 在矫直过程中，施加压力会使工件内部产生塑性变 形，塑性变形达到最大值时再继续增大压力，则会 产生与受力方向垂直的矫正裂纹。其磁痕浓密清晰， 由最大开裂处向两侧发展，中间粗大，两头尖细。 矫正工艺会产生塑性变形，使工件局部晶格扭曲 引起较大应力，若不进行处理而直接钳修或研磨， 可能由于应力叠加而产生新的裂纹，所以矫正工件 都应进行消除内应力处理。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.7 脆性裂纹磁痕显示 由于钢的脆性开裂而产生的脆性裂纹危害 极大，产生原因如下： ①合金化学成分影响。钢中的硫、磷、铜等 元素的含量偏高，会使晶粒间的结合力破坏， 锻轧时造成钢的脆裂。 ②热加工的影响。热加工时，巨大的内应力 及钢的长期加热或过烧都会造成钢的脆裂。 ③化学作用的影响。工件在电镀酸洗等表面 处理过程中，酸与金属发生反应，所析出的 氢原子使钢的渗氢脆化，产生脆性裂纹，亦 称氢脆。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 脆性裂纹的磁痕特征： ①裂纹不单个出现，而是大面积成群出现， 电镀裂纹如书第110页图7-19。 ②裂纹走向纵横交错，形成近似于梯形、矩 形的小方框，呈曲折线状，网纹粗大，磁痕 浓密清晰。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.8 疲劳裂纹磁痕显示 疲劳裂纹是在工件运行中产生的。一般 出 现在应力集中处，其方向与受力方向垂直。 磁痕特征是：裂纹中间粗，两判头细，中 部磁粉聚集较多，而两端逐渐减少，显示浓 密清晰。有时成群出现，在主裂纹的旁边还 有一些平行的小裂纹（如书第110页图7-20）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.4.9 表面与近表面缺陷磁痕显示 表面缺陷。泛指各种工艺产生的缺陷。一 般情况下，缺陷露出表面，并有一定的深宽 比。其磁痕特征是：浓密清晰、瘦直、呈弯 曲的线状、网状或直线状，磁痕显示重复性 好。其形状分布与缺陷类型有关。 近表面缺陷。指表面下的气孔、夹杂物、 发纹和未焊透等缺陷，因缺陷未露出表面， 其磁痕特征是：宽而模糊，轮廓清晰不清晰。 磁痕显示与缺陷性质和缺陷埋藏深度有关。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.5 磁粉探伤的应用 • 7.5.1 焊接件磁粉探伤 焊缝中的缺陷，尤其焊接裂纹，一般是与 表面相通的，在使用中容易形成疲劳源，对 承受疲劳载荷和压力作用的焊接结构，危害 极大。磁粉探伤对表面缺陷具有灵敏度高、 检测可靠、设备简单、可方便地在现场检验， 发现缺陷可及时排除和修补等优点，因而被 广泛采用。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.5.1.1 焊接件磁粉探伤的工序与范围 1、坡口探伤 坡口可能出现的缺陷有分层和裂纹，前者 是轧制缺陷，它平行与钢板表面，一般分布 在板厚中心附近。裂纹有两种，一种是沿分 层端部开裂，方向大多平行于板面；另一种 是火焰切割裂纹。 坡口探伤的范围是坡口和钝边。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2、焊接过程中的探伤 ①层间探伤。某些焊接性能差的钢种要求每 焊一层检查一次，发现裂及时处理，确认无 缺陷后再继续施焊。另一种情况是特厚板焊 接，在检验内部缺陷有困难时，可以每焊一 层磁粉探伤一次。探伤范围是焊缝金属及临 近坡口。 ②电弧气刨面的探伤。目的是检验电弧气刨 造成的表面增碳导致产生的裂纹。探伤范围 应包括电弧气刨面和临近的坡口。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3、焊缝探伤 焊缝探伤的目的主要是检验焊接裂纹等焊 接缺陷。探伤范围应包括焊缝金属及母材的 热影响区，热影响区的宽度大约为焊缝宽度 的一半。因此要求探伤的宽度应为两倍焊缝 的宽度。 4、机械损伤部位的探伤 在组装过程中，往往需要在焊接部件的某 些位置焊上临时性的吊耳和夹具，施焊完毕 后要割掉，在这些部位有可能产生裂纹，需 要探伤。这种损伤部位的面积不大，一般从 几平方厘米到十几平方厘米。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.5.1.2 探伤方法选择 大型焊缝常用磁化方法： （1）磁轭法 优点：设备简单、操作方便。 缺点：同一部位应进行两次垂直交叉磁化， 磁极配置不可能很准确，有造成漏检的可能 性，且探伤效率低。 磁轭法探伤时，电磁轭之间的最佳距离为 100~150mm，每个检测区域应有15mm的重 叠区（见书第116页图8-1）。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （2）触头法 优点：电极间距可以调节，可根据探伤部 位情况及灵敏度要求确定电极间距和电流大 小。 缺点：电极与工件接触部位检验效果很差， 且接触部位易造成工件烧伤，严重时在烧伤 部位会产生裂纹。另外电极配置不当，会造 成漏检。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （3）交叉磁轭法 用交叉磁轭旋转磁场磁化的方法检验焊缝 表面裂纹可以得到满意效果。主要优点是灵 敏可靠且探伤效率高，应用非常广泛。 交叉磁轭检验焊缝时应注意的问题： ①磁极端面与工件表面的间隙不宜过大。此 间隙越小越好，最大不宜超过1.5mm。 ②交叉磁轭的行走速度要适宜。行走速度最 快为2~3m/min，可根据情具体情况酌情确定。 影响交叉磁轭法探伤速度的因素见下表。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 影响探伤速度的各种因素 条 件 与 要 求 探伤面的表面状态 磁悬液的载液 网路供电电压 探伤灵敏度要求 光滑 粗糙 煤油 水 高 低 高 低 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 探伤速度 快 慢 快 慢 快 慢 慢 快 ③磁悬液的喷洒原则：在检查球罐环缝时， 磁悬液应喷洒在行走方向的前上方（见书第 118页图8-4）；检查球罐纵焊缝时，磁悬液 应喷洒在行走方向的正前方（见书第118页 图8-5）。 ④观察磁痕在磁轭通过后尽快进行，以免磁 痕显示被破坏。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com （4）线圈法。对于管道圆周焊缝可以用绕 电缆法探伤，对管道进行纵向磁化。这种磁 化方法可发现焊缝和热影响区的横向裂纹。 对能放进线圈的工件，尽量放在线圈中磁化。 （5）平行电缆法。这种方法只发现与电缆 平行的裂纹。使用此法时，返回电流的那段 电缆应尽量远离被探工件，以免干扰有效磁 化场，从而影响探伤效果。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.5.2 锻钢件磁粉探伤 1、锻钢件缺陷来源： ①锻造过程产生的缺陷。包括原材料不良 （有夹渣、气孔、夹杂、疏松、缩孔等）、 下料剪切和锻造操作工艺不当和模具设计不 合理等原因产生的锻造裂纹、折叠、白点和 发纹等缺陷。 ②热处理过程产生的缺陷。在提高锻件强度 消除锻造应力而进行热处理时，由于热处理 工艺不当，工件异型尺寸变化大引起热应力 集中，以及材料锻造缺陷在热处理中扩展等 原因产生的淬火裂纹等缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ③机加工过程产生的缺陷。包括磨削裂纹、矫正裂 纹等。 ④表面热处理过程产生的缺陷。包括工艺不当引起 的裂纹以及孔槽等部位热应力不均引起的淬火裂纹 等。 2、锻钢件探伤方法选择 选择锻钢件探伤设备和工艺时，应考虑工件的尺 寸形状、材料磁性、检验部位、灵敏度要求和生产 效率等因素，原则建议作如下考虑： ①不能搬上固定式探伤设备的大型工件，采用触头 法、磁轭法或绕电缆法进行局部探伤。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ②形状复杂较大的轴类工件（例如曲轴等） 采用连续法，并用通电法和线圈法开路分段 磁化，建议不采用剩磁法。 ③尺寸较小的轴类、销子、转向接臂、齿圈、 刀具等可分别选用通电法、穿棒法以及线圈 开路或磁轭闭路磁化法。可根据工件的形状、 材料磁性和热处理状态来确定哪些工件采用 剩磁法。对于批量在的工件最好用传送带进 行半自动检验，以提高工效。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3、曲轴磁粉探伤 （1）探伤方法。曲轴形状复杂且有一定长度，可 采用连续法，并用通电法进行周向磁化，线圈法分 段进行纵向磁化。 （2）缺陷特征： ①剪切裂纹分布于大小头端部，横穿截面明显可见。 ②原材料发纹沿锻造流线分布，长的可贯通整个曲 轴，短的为1~2mm。出现部位无规律，且与整批钢 材质量有关。 ③皮下气孔锻造后呈短而齐头的线状分布。 ④锻造裂纹磁痕曲折粗大浓密清晰。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ⑤折叠在锻造滚光和拔长对挤时形成。前者磁痕与 纵向成一角度出现，后者在金属流动较差部位呈横 向圆弧形分布。 ⑥感应加热引起的喷水裂纹呈网状，成群分布在圆 周过渡区。长度从几毫米开始，深度一般不超过0.1 毫米，磁痕很细探伤工艺不当容易漏检。 ⑦油孔淬裂起因于感应加热应力分布不均，深度一 般大于0.5mm，长度不等，裂纹由孔向外扩展，个 别位于油孔附近。可单个存在，或是多条辐射状分 布。裂纹始端在厚薄过渡区，而不是在最薄部位。 ⑧矫正裂纹多集中在淬硬层过渡带。 ⑨磨削裂纹是由于曲轴感应加热时已存在一定程度 热应力，在粗磨和精磨过程中又叠加组织应力和热 应力，导致开裂。垂直于磨削方向呈平行分布。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4、塔形试样磁粉探伤 塔形件是用于抽样检验钢棒和钢管原材料缺陷的 试验件，磁粉探主要为了检查发纹和非金属夹物。 检验塔形应考虑如下问题： ①发纹都是沿轴向或成一夹角，所以只进行轴向通 电法检验。 ②塔形都是在热处理前探伤，所以采用湿式连续法。 ③磁化电流可按各台阶的直径分别计算，磁化和检 验的顺序是从最小直径到最大直径，也可先按最大 直径选择电流检验所有表面，若发现缺陷，再按相 应直径规定的磁化电流磁化和检验（如书第122页 图8-9）。 ④如果磁粉探伤不能对缺陷定性时，可用酸浸法试 验验证和定性。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 5、万向接头磁粉探伤 万向接头是受力的钢锻件（如书第122页 图8-10），由于缺陷方向不能预估，所以至 少应在两个以上方向磁化，可在固定式探伤 机上用湿法检验。方法如下： ①孔周围是关键受力部位，应采用中心导体 法磁化和检验孔内、外表面及端面的缺陷。 ②用通电法进行周向磁化，检验纵向缺陷。 ③在线圈内纵向磁化，检验横向缺陷。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.5.3 铸钢件磁粉探伤 1、铸钢件特点：铸钢件种类繁多，大的砂型铸钢 件，重达数吨，一般表面粗糙，形状复杂；精密铸 钢件形状复杂，体积较小，但表面较光。 2、探伤应考虑的问题： ①精密铸钢件体积小、重量轻、加工量也少，要求 检出表面微小缺陷，所以应在固定式探伤机上至少 两个方向磁化，并用湿法检验。 ②砂型铸钢件一般体积和重量较大、壁较厚，要求 检出表面和近表面较大的缺陷，所以应采用单向半 波整流电磁化，并用干法检验，以检出铸造裂纹和 皮下气孔、夹渣等缺陷。磁化方法可选用触头法、 磁轭法或旋转磁场法。 ③铸钢件由于内应力影响，有些裂纹延迟开裂，所 以不应铸造后立即探伤，而应等一两天后再探伤。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3、铸钢阀体磁粉探伤 铸钢阀体形状复杂，表面粗糙，探测面积 也很大，且要求检测出表皮下一定深度的缺 陷，因此探伤时应考虑如下问题： ①阀体体积很大，不可能放置在固定探伤机 上，所以要用移动式探伤机到现场进行探伤。 ②由于要求检查出皮下缺陷，宜采用单相半 波整流电。 ③工件表面粗糙，而且又是现场检查，宜采 用干法探伤。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 铸钢阀体磁粉探伤操作程序： ①将工件表面的砂粒、氧化皮、油污和铁锈等清除， 表面要完全干燥。 ②用支杆法磁化，电流强度为800A，支杆间距 200mm。 ③通电情况下，用喷粉器将磁粉均匀喷撒在工件上， 随后用压缩空气吹走多余的磁粉，但风量要适当掌 握，不要将缺陷上的磁粉吹掉。 ④切断电流，取下支杆电极。 ⑤在适当照明下观察缺陷。 阀体上常出现的缺陷有热裂纹和冷裂纹，表现为 锯齿状的线条。缩孔表面不规则的、面积大小不等 的斑点。夹杂表现为羽毛状的条纹。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4、凸轮磁粉探伤 凸轮是受力的精密铸件（如书第124页图8-11）， 材料为ZG35CrMnSi，凸轮在毛坯件和热处理以及 机加工后三次探伤，工件表面要喷砂清理，探伤时 要考虑以下问题： ①毛坯件用湿式连续法，热处理加工后用湿式剩磁 法。 ②轮子部位应采用中心导体法磁化，经常发现的缺 陷是铸造裂纹和夹杂物。 ③对杆部进行通电法磁化，再用线圈法进行纵向磁 化，在杆的根部经常发现纵向和横向裂纹。 ④对发现的缺陷可以用打磨排除。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 5、空心十字铸钢件磁粉探伤 空心十字铸钢件（如书第124页图8-12）磁化方 法：使用两次中心导体法周向磁化，并使用两次绕 电缆纵向磁化。磁化电流可采用交流电或整流电。 根据钢材磁特性可采用连续或剩磁法，用湿法检验。 6、高压厚壁三通管磁粉探伤 高压厚壁三通管缺陷经常产生在三通管叉处，如 书第124页图8-13所示用通电法磁化，在三通管上 产生周向磁场，而在缺陷部位不产生漏磁场，缺陷 不能被发现。若按图8-14所示用绕电缆法磁化，产 生纵向磁场方向正好与缺陷方向垂直，有利于发现 缺陷，灵敏度高。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 7、螺栓磁粉探伤 螺栓是紧固件，属受力的关键部件。横向裂纹对 螺栓有很大的危害，应选择最佳方案检查螺栓横向 微小缺陷。一般推荐使用：线圈法纵向磁化，采用 湿法、剩磁法和低浓度荧光磁悬液检验，施加时间 要长。 8、吊钩磁粉探伤 吊钩是在重力拉伸负荷应力下工作，易产生疲劳 裂纹，危害很大的是环向疲劳裂纹，检验环向疲劳 裂纹最好采用绕电缆法，也可用磁轭法检验环向缺 陷。另外检验纵向缺陷可采用触头法，但应避免打 火烧伤工件。检验用湿法连续法，最好使用灵敏度 高的荧光磁粉。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.6 磁痕的记录 工件上的磁痕有时需要保存下来，作为永久性 记录，一般采用以下方法： 1、照相法 用照相法记录缺陷磁痕时，要尽可能拍摄工件 全貌和实际尺寸，也可以拍摄工件的某一特征部位， 以便了解磁痕的位置。为了解磁痕的大小和形状， 应和刻度尺一起拍摄，以便读取尺寸。 工件表面如果高度抛光，则应注意避免强光， 分散磁粉要用无光的载液。 使用黑磁粉探伤时，最好先在工件表面上喷一 层反差增强剂，可拍摄出清晰的缺陷磁痕照片。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 如果用荧光磁粉进行探伤,不能采用一般照相法， 应做以下工作： ①在照相机镜头上加装520#淡黄色滤光片，滤去散 射的紫外光，使其他可见光进入镜头； ②在工件下面放置一块荧光板（或荧光增感屏）， 在紫外光照射下工件背衬发光，轮廓清晰可见； ③最好用两台紫外灯同时照射工件和缺陷磁痕； ④曝光时间用1~3min，光圈放在8~11之间，具体根 据缺陷大小和磁痕荧光亮度来调节，这样做可拍出 理想的荧光磁粉磁痕显示照片。 用数码照相机时不能采用自动补光功能。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 2、胶带贴印法 利用透明胶带将复印至记录上。将工件表面有缺 陷部位清洗干净，施加用酒精配制的低浓度黑磁粉 磁悬液，在磁痕形成后，轻轻漂洗掉多余的磁粉， 待磁痕干后用透明胶带粘贴复印磁痕显示，均匀按 压后揭下，再贴在记录表格上，连同表明磁痕在工 件上位置的资料一起保存。 3、绘图和书面描述法 在记录草图上按磁痕形状大小描绘出缺陷磁痕的 具体位置、形状、大小和数量示意图，并在记录中 对缺陷磁痕用文字进行描述，并将这些描述资料一 并保存。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4、固着涂膜法 工件上缺陷磁痕形成后，在工件上喷以快 干的可剥性涂层膜，干燥后将涂膜轻轻取下 来，再贴在记录表格上，连同表明磁痕在工 件上位置的资料一起保存。 5、磁橡胶记录法 对于小孔内壁磁粉探伤的磁痕记录时可采 用此法。将磁粉弥散于室温硫化硅橡胶中， 加入固化剂后，倒入内孔检验区域，并磁化 工件直至硅橡胶凝固，取出固化的橡胶铸型， 连同表明磁痕在工件上位置的资料一起保存。 但效果不如磁粉探伤—橡胶铸型法。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 6、磁粉探伤—橡胶铸型记录法 适用于小孔内壁磁粉探伤的磁痕记录。对 工件进行磁化形成缺陷磁痕后，将室温硫化 硅橡胶中加固化剂形成的橡胶铸型液，倒入 内孔检验区域，保持磁化状态直至橡胶凝固， 取出固化的橡胶铸型，连同表明磁痕在工件 上位置的资料一起保存。注意磁悬液载液最 好采用酒精配制。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 7.7 磁粉探伤工艺过程 由于工件的材料、结构、尺寸、形状、检验条件 及需检验的缺陷类型各不相同，因此磁粉探伤的工 艺也各不相同。但都应遵循以下程序： ①表面预处理。清理被检区域上的油污、毛剌、铁 锈等影响磁粉探伤的各种污物。 ②选择合适的磁粉，配制浓度适宜的磁悬液。 ③选择磁化方法和磁化规范。根据被检工件的实际 情况和所需检验缺陷的特点，选择合适的磁化方法， 并确定合适的磁化规范，用相应的标准试片、试环、 试块等手段对选择的磁化规范进行验证，确保磁化 的有效性。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ④磁化检查。按选定的磁化规范进行磁化，根据不 同的磁化方法检查（连续法和剩磁法），保证磁化 的覆盖区域和重叠区域不应出现漏现象。 ⑤记录。用合适的记录方式记录发现的缺陷磁痕， 并做好表明其位置、大小、形状的文字记录。 ⑥退磁。有退磁要求的工件应进行退处理，并测量 退磁效果。 ⑦后处理。对有特殊要求的工件应进行后处理，清 理残留的磁粉或磁悬液，确保不对下道工序有影响 或不影响使用。 ⑧出具检测报告。根据原始记录出具报告。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第八章 磁粉探伤工艺规程 • 8.1 工艺规程、检验规程和工艺卡 磁粉探伤工艺规程分为磁粉探伤检验规 程和工艺卡两种。主要区别是： 检验规程是根据委托书的要求结合工件 特点及有关标准编写的，内容详细，多为 原则性内容，检验对象可以是一个工件或 某类容器焊缝，以文字说明为主。检验规 程应征得委托单位的认可，检验人员对检 验规程必须严格遵守。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 磁粉探伤工艺卡，是根据检验规程和有关标准， 针对某一工件编写的，具体指导探伤人员进行检验 和质量评定，要求内容具体、详细，通常是一件一 卡，以图表形式说明应当执行的各种工艺参数。 • 8.2 工艺规程编制的要求 ①磁粉探伤检验规程，应由磁粉探伤Ⅲ级人员编制， Ⅲ级人员或责任工程师审校，由总技术负责人批准。 ②磁粉探伤工艺卡，应由磁粉探伤Ⅱ级或Ⅲ级人员 编制，Ⅲ级人员或责任工程师审校，基层技术负责 人批准。 ③当被子检工件的设计资料、制造工艺、技术标准 或检验规程需要修订时，也应对磁粉探伤工艺规程 进行更改。更改仍需要履行编制、审校和批准手续。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ④在不影响检测结果的前提下，对磁粉探伤 设备或器材的代用或磁粉探伤被其它无损检 测方法所取代，都是允许的。但原工艺规程 应修改或作废，并应有编制和审校的两级签 字。 • 8.3 检验规程内容 ①总则：适用范围、所用标准的名称代号和 对检验人员的要求。 ②被检工件：工件材质、形状、尺寸、表面 状况、热处理和关键部位的检测。 ③设备的器材：设备的名称和规格，磁粉和 磁悬液的种类。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ④工序安排和检测比例。 ⑤检验方法：采用湿法、干法、连续法或剩 磁法。 ⑥磁化方法：通电法、线圈法、中心导体法、 触头法、磁轭法或交叉磁轭法。 ⑦磁化规范：磁化电流、磁场强度或提升力。 ⑧灵敏度控制：试片类型和规格。 ⑨磁粉探伤操作：从预处理到后处理，每一 步的主要操作要求。 ⑩磁痕评定及质量验收标准。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 8.4 工艺卡内容 工艺卡一般以表面形式编制，内容应包含以下 内容： ①被检工件信息。工件名称、工件编号、材质、规 格等。 ②检验要求信息。探伤部位、探伤比例、表面状况 要求、探伤时机等。 ③探伤方法和规范确定。检验方法、磁化方法、磁 化规范、磁粉或磁悬液施加方式等。 ④探伤设备和器材信息。设备名称、型号、标准试 片、磁粉或磁悬液选用、照明设备等。 ⑤操作程序。预处理、磁化、施加磁悬液、检验、 退磁和后处理。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com ⑥磁粉探伤标准和质量验收标准。 ⑦磁化与探伤示意图。 ⑧工艺卡编制人、编制日期、审核人和审核 日期。 工艺卡与检验规程应共同严格执行。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 第九章 质量控制与安全防护 • 9.1 磁粉探伤质量控制 磁粉探伤质量控制要从人、机、料、法、环五个 方面着手，从而保证磁粉探伤灵敏度的三变量（工 艺变量、设备变量和应用变量）得到控制。 • 9.1.1 人员控制 检测人员的素质对磁粉探伤质量控制是至关重要 的。要求检测人员除具有一定的磁粉探伤基础知识 和专业知识外，还应具有锅容管特及其他方面以及 其它无损检测方法、金属材料和加工工艺及其产生 缺陷等方面的知识。并具有较丰富的实践经验和熟 练的操作技能。矫正视力达到要求，无色盲。并取 得相应的资格。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 9.1.2 设备的质量控制 设备质量控制应考虑如下问题： ①设备上仪表的校验。 ②电缆连接良好与否。 ③电磁轭提升力校验。 ④退磁设备性能检查。 ⑤测量仪器的校验。如照度计、紫外辐射计、 磁强计、毫特斯拉计等。 ⑥设备的维护保养。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 9.1.3 材料的质量控制 ①磁悬液浓度测定。 ②磁悬液污染测定。 ③水断试验。 • 9.1.4 检测工艺的控制 （1）为保证磁粉探伤的可靠性，必须严格按照有 关的标准、规范和检验规程进行检测工作。所有的 技术文件应齐全、正确，并应是现行有效版本。 （2）对磁粉探伤进行综合性能试验，保证磁粉探 伤工作顺利进行。性能试验的方法包括：用自然缺 陷标准试块、交流标准试块、直流标准试块和标准 试片进行测试。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 9.1.5 检测环境的控制 （1）可见光照度控制。非荧光磁粉探伤时， 被检工件表面可见光照度应不小于1000lx， 用照度计测量，每月测量一次。 （2）紫外辐射度控制。荧光磁粉探伤时， 所用紫外灯能产生波长为320~400nm范围， 其中心波长为 365nm的紫外线。在工件表面 的紫外线辐射度应大于等于1000μW/cm2。 用紫外辐射计测量，每月一次。 （3）环境光照度控制。荧光磁粉探伤时， 暗室或暗处的可见光照度应不大于20lx。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 磁粉探伤校验项目和周期 校验项目 校验周期 校验项目 校验周期 综合性能试验 1天 电流载荷校验 半年 可见光照度 1月 快速断电校验 半年 紫外辐射度 1月 通电时间校验 半年 环境光照度 1月 电磁轭提升力校验 半年 磁悬液浓度测定 1天 照度计校验 1年 磁悬液污染测定 1周 紫外辐射计校验 1年 水断试验 1天 磁强计校验 1年 电流表精度校验 半年 毫特斯拉计校验 1年 设备内部短路检查 半年 电秒表 1年 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 9.2 磁粉探伤安全防护 1、紫外线危害的防护 （1）使用紫外灯时，应避免紫外光源直接照射人 的眼睛，应经常检验滤光板，发现有裂纹应及时更 换。 （2）防止工作温度较高的紫外灯烧伤皮肤。 2、电气与机械危害的防护 （1）设备的绝缘性应保证操作人员不至触电。 （2）不得用手接触高压电路，以防伤人。 （3）气压和液压部件失效时，也会引起伤害事故， 因此亦应加以预防。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 3、材料潜在危险的防护 （1）磁悬液中的油基载液、荧光磁粉、润 湿剂、防锈消泡剂和溶剂等，是一种组合物， 并非是危险的化学品，但长期使用会除去皮 肤中的天然油，引起皮肤的干裂或剌激，所 以磁粉探伤人员应戴防护手套，并避免磁悬 液进入人的口腔和眼睛。 （2）使用干法探伤时，磁粉飘浮在空气中， 检测区域应通风良好，避免人吸入太多。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 4、磁粉探伤系统潜在危险的防护 （1）用通电法或触头法探伤时，因接触不 好会产生打火现象，其火星飞溅会烧伤检测 人员的眼睛、皮肤，还会烧伤工件、甚至会 引起油磁悬液起火。 （2）为改善电接触，在与工件接触部位装 铅垫，但产生打火或电流过大时，会使铅加 热产生铅蒸汽使人中毒。 （3）磁化区域周围均产生磁场，它会影响 测磁仪器和机械手表的精度，不允许将仪器 和手表置于强磁场附近。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 5、检测场所潜在危险的防护 锅炉压力容器压力管道磁粉探伤常在高空、野外、 水下或球罐中操作，磁粉探伤人员首先知道这些特 殊环境中有哪些特殊的安全要求，必须学会在这类 场所探伤时的安全知识，保护自身不受到伤害。 6、磁粉探伤系统与检测环境相互作用的潜在危险 的防护 （1）盛装易燃易爆介质的容器不要使用触头法和 通电法进行磁粉探伤。 （2）在附近有易燃易爆材料的场所，禁止使用触 头法和通电法进行磁粉探伤。 （3）磁粉探伤使用油基磁悬液时，在检测环境中 不允许有明火和火源。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 工艺题： • 1、如图所示，现有长为2000米的在用压力管道， 规格为φ57×5mm，材质20g，表面有较厚的油漆 防腐层（0.2mm ），定期检验中，要求对外表面 对接环焊缝进行100%磁粉探伤。（根据所给出的 被检工件情况和磁粉检测设备选定编制最佳磁化方 法及磁化规范。按JB/T4730-2005标准进行检测， 合格级别Ⅰ级，采用中等灵敏度试片测试综合性能。 可选用设备和器材有：CYD3000移动式磁粉探伤 机、CEW12000固定式磁粉探伤机、CDX-3旋转磁 场探伤仪、A型试片等。） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 例1 磁粉探伤工艺卡 产品名称 在用压力管道 材料牌号 20g 检测部位 外表面对接环焊缝 工序安排 表面检验合格后 表面预清 砂轮打磨至金属光 理要求 泽 探伤设备 CYD3000 移动式磁 探机 检验方法 连续法 磁化规范 1、 触头间距 200,I=900A 2、NI=2059 安匝 产品规格 标准试片 φ57×5mm A-30/100 磁化方法 触头法、绕电缆法 磁化时间 1~3s 磁粉、载液 磁悬液施 在通电的同时喷洒 黑磁粉、水悬液 磁悬液配 加方法及 磁悬液，停止喷洒 10~25g/l 制浓度 操作要求 后再通电数次 紫外光辐 射照度或 试件表面光照度≥ 缺陷记录 照相法 试件表面 1000lx 方式 光照度 探伤方法 质量验收 JB/T4730-2005 Ⅰ级 标准 等级 不允许 1、 不允许线性缺陷。 缺陷 2、 圆形缺陷 d 不大于 1.5，且评定框内小于等于 1 个。 磁化方法附加说明： 磁化方法示意草图： 1、触头法时，触头的连线垂直焊 缝；且在圆周对称的位置再磁化一 次（共磁化两次） 。要用 A-30/100 试片确定磁化规范的正确性。 2、绕电缆法时，L/D 大于 15 取 15。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 2、如图所示，为一轴类锻件，材质为 30CrMoA，制造过程为：下料 锻造 正火 处理 粗车 钻孔 调质处理 精车 磨削 出厂。要求磁粉检测轴A、C外表面轴向 缺陷和B凸台面径向缺陷，检测比例100%。 （根据所给出的被检工件情况和磁粉检测设 备选定编制最佳磁化方法及磁化规范。按 JB/T4730-2005标准进行检测，合格级别Ⅰ 级，采用中等灵敏度试片测试综合性能。可 选用设备和器材有：CYD3000移动式磁粉探 伤机、CEW12000固定式磁粉探伤机、CDX3旋转磁场探伤仪、A型试片等。） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 例2 磁粉探伤工艺卡 产品名称 轴类锻件 产品规格 φ180×600mm 材料牌号 30CrMoA 检测部位 外表面 工序安排 磨削加工后 探伤设备 表面预清 清除工件表面影响 理要求 磁痕显示的物质 CEW12000 固定式磁 标准试片 探机 A-30/100 检验方法 连续法 磁化方法 直接通电法 磁化规范 A 面 I=1440~2700A 磁化时间 1~3s B、C 面 I=2400~4500A 磁粉、载液 磁悬液施 在通电的同时浇洒 黑磁粉、水悬液 磁悬液配 加方法及 磁悬液，停止浇洒 10~25g/l 制浓度 操作要求 后再通电数次 紫外光辐 射照度或 试件表面光照度≥ 缺陷记录 照相法 试件表面 1000lx 方式 光照度 探伤方法 质量验收 JB/T4730-2005 Ⅰ级 标准 等级 不允许 1、 不允许线性缺陷。 缺陷 2、 圆形缺陷 d 不大于 1.5，且评定框内小于等于 1 个。 磁化方法附加说明： 磁化方法示意草图： 1、先用 I=2160A（12D）轴向 通电检查 A 面。 2、再用 I=3600A（12D）轴向 通电检查 B、C 面。 3、A、B 和 C 面都要用 A 型试 片测试检测灵敏度。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 3、一氧气储罐，规格为2000×4000×6mm， 材质16MnR，表面有油漆防腐层，定期检验 中，要求对外表面A、B、D焊缝及热影响区 进行100%磁粉探伤。（根据所给出的被检工 件情况和磁粉检测设备选定编制最佳磁化方 法及磁化规范。按JB/T4730-2005标准进行 检测，合格级别Ⅱ级，采用中等灵敏度试片 测试综合性能。可选用设备和器材有： CYD3000移动式磁粉探伤机、CEW12000固 定式磁粉探伤机、CDX-3旋转磁场探伤仪、 CDX-1磁轭探伤仪式、A型试片等。） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 例3 磁粉探伤工艺卡 φ2000×4000× 6mm 外表面 A、B、D 焊 检测部位 缝 表面预清 砂轮打磨至金属光 理要求 泽 产品名称 氧气罐 材料牌号 16MnR 工序安排 外观检验合格后 探伤设备 CDX-3 旋转磁探仪 CDX-1 磁轭探伤仪 标准试片 A-30/100 检验方法 湿连续法 磁化方法 旋转磁场磁化法、 交流磁轭法 磁化时间 1~3s 磁化规范 1.旋转磁场提升力≥118N 产品规格 2.交流磁轭提升力≥44N 磁粉、载液 磁悬液施 在通电的同时喷洒 黑磁粉、水悬液 磁悬液配 加方法及 磁悬液，停止喷洒 10~25g/l 制浓度 操作要求 后再通电数次 紫外光辐 射照度或 试件表面光照度≥ 缺陷记录 照相法 试件表面 1000lx 方式 光照度 探伤方法 质量验收 JB/T4730-2005 Ⅱ级 标准 等级 不允许 1、 不允许线性缺陷。 缺陷 2、 圆形缺陷 1.5＜d≤4.5mm，且评定框内小于等于 4 个。 磁化方法附加说明： 磁化方法示意草图： 1、先用旋转磁场对 A、B 焊缝 进行磁化检查。要用 A-30/100 试片确定磁化规范的正确性。 2、再用磁轭法对 D 类焊缝进行 磁化检查。同样要用 A-30/100 试片确定磁化规范的正确性。 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com • 4、如图所示，一起重天车吊钩，规格为 φ80×500mm，材质30CrMnSiNi2A，表面 有油漆防腐层，定期检验中，要求对所有表 面进行100%磁粉探伤，检查其疲劳裂纹。 （根据所给出的被检工件情况和磁粉检测设 备选定编制最佳磁化方法及磁化规范。按 JB/T4730-2005标准进行检测，合格级别Ⅰ 级，采用高灵敏度试片测试综合性能。可选 用设备和器材有：CYD3000移动式磁粉探伤 机、CEW12000固定式磁粉探伤机、CDX-3 旋转磁场探伤仪、CDX-1磁轭探伤仪、A型 试片等。） 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 例4 磁粉探伤工艺卡 产品名称 起重天车吊钩 产品规格 φ80×500mm 材料牌号 30CrMnSiNi2A 检测部位 所有表面 工序安排 吊钩使用后 表面预清 理要求 除支漆层，露出金 属光泽 探伤设备 CYD-3000 磁粉探机 标准试片 A-15/100 检验方法 湿连续法、湿剩磁法 磁化方法 磁化规范 1. 绕 电 缆 法 N=10 匝 ， I=425A 磁化时间 绕电缆法、直接通 电法 1~3s 2.直接通电法 I=2000A 磁粉、载液 磁悬液施 在通电的同时浇洒 荧光磁粉、油磁悬液 磁悬液配 加方法及 磁悬液，停止浇洒 0.5~3g/l 制浓度 操作要求 后再通电数次 紫外光辐 射照度或 试件表面辐射照度 缺陷记录 照相法 试件表面 ≥1000μW/cm2 方式 光照度 探伤方法 质量验收 JB/T4730-2005 Ⅰ级 标准 等级 不允许 1、 不允许线性缺陷。 缺陷 2、 圆形缺陷 d 不大于 1.5mm，且评定框内小于等于 1 个。 磁化方法附加说明： 磁化方法示意草图： 1、先用直接通电法对吊钩纵向缺陷 进行检查。要用 A-15/100 试片确定 磁化规范的正确性。 2、再用绕电缆法对吊钩上横向缺陷 中国工业检验检测网 http://www.industryinspection.com 进行检查。同样要用 A-15/100 试片