磁粉检测知识

    磁粉检测方法应用比较广泛，主要用以探测磁性材料中表面或表面附近的缺陷，一般用以检测焊缝和铸件或锻件，如阀门、泵和压缩机部件、法兰、喷咀以及类似设备等。探测更深一层内表面的缺陷，则需要用射线照相或超声波的方法。
    磁粉检测所用仪器材料包括磁化被检测区域的设施和仪器以及可查出缺陷的各种颜色的磁粉等。检测时先将工件的表面磁化，然后用干的或液态悬浮液的磁粉覆盖在检测区的表面。加在有裂纹等缺陷处的磁粉，因磁场破坏，磁力线使磁粉堆积显示出来。但如果裂纹平行于磁力线就显示不出来。因而，必须改变磁力线的方向，以探测出不同走向的裂纹。由于用这种方法会产生残作磁力，对某些设备可能不利。因而，有的还应进行消磁。
    用于磁粉检测的磁粉有多种颜色，一般应比照被检测的部件来选择。对于比较重要的检测，可使用荧光染色的粉末。这种粉末一般作为液体悬浮使用，可在黑暗的房间以配以紫外光线来分析结果。
    应用磁粉检测应按以下步骤进行：1、待检测的表面要用硬钢丝刷刷洗或用喷砂的方法全面清洗，除去油泥，清理干净。2、诱发磁场。3、施加磁粉。4、轻轻吹去多余的粉末。如果有磁粉堆积，堆积处表明存在缺陷，可用粉笔将缺陷的位置及长短、大小范围标出。然后除去磁物，刷掉或洗去粉末，再做肉眼检测。缺陷的类型可根据磁粉的堆积形状来确定。表面裂纹显示出来磁粉沿裂纹的纹路堆积成一条细线，表面下的裂纹显示出粉末堆积得又粗又宽，孔隙显示出粉末在缺陷上分散堆积，其孔隙度显示出粉末堆积的数量及面积大小。
    磁粉检测有一定的局限性，主要有二：一是它仅能用于可以磁化的材料，不可用于多孔材料，否则可能获得错误的结果；二是能探知缺陷，但无法检测出缺陷的深度。在确定有缺陷存在后，有必要通过刨削、磨削或电弧气刨等手段做进一步检测。在缺陷所有可见部分全部刨去后，应再作磁粉检测，以确定在进行任何修复之前，所有缺陷是否己全部除掉。
    一、磁粉检测原理
    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。
    试件中裂纹造成的不连续性使磁力线畸变，由于裂纹中空气介质的碰导率远远低于试件磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件的表面后再进人工件。如果这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积。我们称其为磁痕，从而显示缺陷，当裂纹方向平行于磁力线的传播方向时，磁力线的传播不会受到影响，这是缺陷不能检出。
    影响漏磁场的几个因素有：1、外加磁场强度越大，形成的漏磁场强度也越大。2、在一定外加磁场强度下，材料的磁导率越高，工件越易被磁化，制料的磁感应强度越大，漏磁场强度也越大。3、当缺陷的延伸方向与磁力线的方向成90°时，由于缺陷阻挡磁力线穿过的面积最大，形成的漏磁场强度也最大。随着缺陷的方向与磁力线的方向成90°逐渐减小(或增大)漏磁场强度明显下降，因此，磁粉探伤时，通常需要在两个(两次磁力线的方向互相垂直)或多个方向上进行磁化。4、随着缺陷的埋藏深度增加，溢出工件表面的磁力线迅速减少。缺陷的埋藏深度越大，漏磁场就越小。因此，磁粉探伤只能检测出铁磁材料制成的工件表面或近表面的裂纹及其他缺陷。
    二、磁粉检测设备器材
    1、磁力探伤机分类
    按设备体积和重量，磁力探伤机可分为固定式、移动式、携带式三类。
    1)固定式探伤机
    最常见的固定式探伤机为卧式湿法探伤机，设有放置工件的床身，可进行包括通电法、中心导体法、线圈法多种磁化，配置了退磁装置和磁悬液搅拌喷洒装置，紫外线灯，最大磁化电流可达12kA，主要用于中小型工件探伤。
    2)移动式探伤机
    体积重量中等，配有滚轮，可运至检验现场作业，能进行多种方式磁化，输出电流为3～6kA。检验对象为不易搬运的大型工件。
    3)便携式探伤机
    体积小、质量轻，适合野外和高空作业，多用于锅炉压力容器焊缝和大型工件局部探伤，最常使用的是电磁扼探伤机。电磁扼探伤机是一个绕有线圈的U形铁芯，当线圈中通过电流，铁芯中产生大量磁力线。扼铁放在工件上，两极之间的工件局部被磁化，扼铁两极可做成活动式的，极间距和角度可调，磁化强度指标是磁扼能吸起的铁块重量，标准要求交流电磁扼的提升力至少44N，直流电磁扼的提升力至少177N。
    常用的磁化方法有：1、线圈法；2、磁扼法；3、轴向通电法；4、触头法；5、中心导体法；6、平行电缆法。
    按磁力线方向分类1、2称为纵向磁化，3～6称为周向磁化。实际工作中可根据试件的情况选择适当的磁化方法。
    磁粉探伤方法有多种分类方式：
    按检验时机可分为连续法和剩磁法。磁化、施加磁粉和观察同时进行的方法称为连续法，先磁化，后施加磁粉和检验的方法称为剩磁法，后者只适用于剩磁很大的硬磁材料。
    按使用的电流种类可分为交流法、直流法两大类。交流电因有集肤效应，对表面缺陷检测灵敏度较高。    
    按施加磁粉的方法分类可分为湿法和干法，其中湿法采用磁悬液，干法则直接喷洒干粉。前者适宜检测表面光滑的工件上的细小缺陷，后者多用于粗糙表面。
    三、磁粉检测特点
    磁粉检测的特点如下：1、适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料检验。2、可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检查内部缺陷。可检出的缺陷埋藏深度与工件状况、缺陷状况以及工艺条件有关，一般为1～2mm，较深者可达3～5mm。3、检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷。4、检测成本很低，速度快。5、工件的形状和尺寸有时对探伤有影响，因其难以磁化而无法探伤。