文档介绍：磁粉检测
制作人:夏思昊
1 磁粉探伤基础知识
磁粉探伤与漏磁检测(分类方法)
漏磁场探伤:是利用铁磁性材料或工件磁化后,在表面和近表面
如有不连续性(材料的均质状态即致密性受到破坏)存在,则在不
连续性处磁力线离开工件和进入工件表面发生局部畸变产生磁极,
并形成可检测的漏磁场进行探伤的方法。漏磁场探伤包括磁粉探伤
和利用检测元件探测漏磁场。其区别在于,磁粉探伤是利用铁磁性
粉末-磁粉,作为磁场的传感器,即利用漏磁场吸附施加在不连续
性处的磁粉聚集形成磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大
小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁
敏二极管和感应线圈等。
利用检测元件检测漏磁场:录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍
尔元件检测法、磁敏二极管探测法。
磁粉探伤 ic Particle Testing,简称 MT 基本原理是:
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。
磁粉探伤的适用性和局限性
适用性:
磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(、宽为微米级的裂纹),目视难以看出的不连续性。
磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测探伤,还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测。 马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢具有磁性,可进行MT。 MT可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。 磁粉检测程序 承压设备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。
局限性:
MT不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难以发现。
磁粉检测在压力容器定期检验中的重要性
2 磁粉探伤的物理基础
磁粉探伤中的相关物理量
磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化
磁性:磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。
磁体:凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。
磁极:靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
每一小块磁体总有两个磁极。
磁化:使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫磁化。
磁场和磁力线
磁场:具有磁性作用的空间
磁场的特征、显示和磁力线
磁场的特征:是对运动的电荷(或电流)具有作用力,在磁场变化
的同时也产生电场。
磁场的显示:磁场的大小、方向和分布情况,可以利用磁力线来表
示。
磁力线
(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)纵向磁化裂纹产生的漏磁场
条形磁铁的磁力线分布
磁力线在每点的切线方向代表磁场的方向,磁力线
的疏密程度反映磁场的大小。
磁力线具有以下特性:
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。
磁力线互不相交。
磁力线可描述磁场的大小和方向。
磁力线沿磁阻最小路径通过。
铁磁性材料
磁畴
在铁磁质中,相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作
用,这个相互作用促使相邻原子中电子磁矩平行排列起来,形成一
个自发磁化达到饱和状态的微小区域,这些自发磁化的微小区域,
称为磁畴。
一个典型的磁畴宽度约为10-3cm,体积约为10-9cm3,内部大
约含有1014个磁性原子。
在没有外加磁场作用时,
铁磁性材料内各磁畴的磁
矩方向相互抵消,对外显
示不出磁性,如下图a。
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。
永久磁铁中的磁畴,在一个方向上占优势,因而形成N和S极,能显示出很强
的磁性。
在高温情况下,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。超过某一温度后,磁体的磁性也就全部消失而呈现顺磁性,实现了材料的
退磁。铁磁性材料在此温度以上不能再被外加磁场磁化,并将失去原有的磁性的
临界温度称为居里点或居里温度。从居里点以上的高温冷却下来时,只要没有外
磁场的影响,材料仍然处于退磁状态。