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1、華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院1第第4章章 磁粉檢測磁粉檢測本章學習要求：本章學習要求：1.掌握磁粉檢測的基本原理。掌握磁粉檢測的基本原理。2.掌握磁粉檢測中的磁化技術。掌握磁粉檢測中的磁化技術。3. 了解退磁的基本方法。了解退磁的基本方法。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院2磁粉探傷磁粉探傷( (MPI, Magnetic Particle Inspection)MPI, Magnetic Particle Inspection)是利用缺是利用缺陷處漏磁場與磁粉相互作用來檢測鐵磁性材料表面及近表面陷處漏磁場與磁粉相互作用來檢測鐵磁性材料表面及近表面的缺陷的。當被檢體被磁化時，
2、被檢體表面、近表面若存在的缺陷的。當被檢體被磁化時，被檢體表面、近表面若存在裂紋、氣孔等缺陷，便會在缺陷處形成一漏磁場，此漏磁場裂紋、氣孔等缺陷，便會在缺陷處形成一漏磁場，此漏磁場將吸附探傷中施加的磁粉，判斷有無缺陷一目了然。將吸附探傷中施加的磁粉，判斷有無缺陷一目了然。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院3華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院4磁粉探傷的特點磁粉探傷的特點磁粉探傷的檢測靈敏度取決于被檢體的磁特性、有效磁場強磁粉探傷的檢測靈敏度取決于被檢體的磁特性、有效磁場強度與缺陷方向之間的關系，探傷中應考慮磁化電流大小、磁度與缺陷方向之間的關系，探傷中應考慮磁化電流大小、磁場方向及
3、磁化方式。場方向及磁化方式。磁粉探傷顯示直觀，能確定缺陷的位置、大小、形狀，操作磁粉探傷顯示直觀，能確定缺陷的位置、大小、形狀，操作簡單，成本較低，但磁粉探傷簡單，成本較低，但磁粉探傷只能檢查鐵磁性材料表面、近只能檢查鐵磁性材料表面、近表面的缺陷，表面的缺陷，而且難以確定其缺陷的深度。而且難以確定其缺陷的深度。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院51 1 金屬的鐵磁性金屬的鐵磁性在外磁場的作用下，鐵磁性材料會被強烈磁化。反映外加磁場在外磁場的作用下，鐵磁性材料會被強烈磁化。反映外加磁場強度強度H H與鐵磁性材料內部磁感應強度與鐵磁性材料內部磁感應強度B B之間聯(lián)系的閉合曲線稱為之間聯(lián)系的閉
4、合曲線稱為磁滯回線磁滯回線。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院6根據(jù)磁滯回線形狀的不同，可以把鐵磁性材料劃分為軟根據(jù)磁滯回線形狀的不同，可以把鐵磁性材料劃分為軟磁性和硬磁性材料兩類。磁性和硬磁性材料兩類。軟磁性材料軟磁性材料的磁滯特性不顯著，矯頑磁的磁滯特性不顯著，矯頑磁力很小，剩磁非常容易消除；力很小，剩磁非常容易消除；硬磁性材料硬磁性材料的磁滯特性則非常顯著，矯的磁滯特性則非常顯著，矯頑磁力和剩磁都很大，適于制造永久磁頑磁力和剩磁都很大，適于制造永久磁鐵。鐵。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院7(2) (2) 漏磁場漏磁場所謂所謂漏磁場漏磁場是指被磁化物體內部的磁力線在缺陷或磁
5、路截面發(fā)生是指被磁化物體內部的磁力線在缺陷或磁路截面發(fā)生突變的部位離開或進入物體表面所形成的磁場。突變的部位離開或進入物體表面所形成的磁場。2 2 退磁場與漏磁場退磁場與漏磁場(1) (1) 退磁場退磁場退磁場與物體的磁極化強度成正比。退磁場與物體的磁極化強度成正比。 0JNH 漏磁場的成因漏磁場的成因在于磁導率的突變。設想一被磁化的工件上存在缺在于磁導率的突變。設想一被磁化的工件上存在缺陷。由于缺陷內含的物質一般有遠低于鐵磁性材料的磁導率，因陷。由于缺陷內含的物質一般有遠低于鐵磁性材料的磁導率，因而造成了缺陷附近磁力線的彎曲和壓縮。如果該缺陷位于工件的而造成了缺陷附近磁力線的彎曲和壓縮。如果
6、該缺陷位于工件的表面或者近表面，則部分磁力線就會在缺陷處逸出工件表面進入表面或者近表面，則部分磁力線就會在缺陷處逸出工件表面進入空氣，繞過缺陷后再折回工件，由此形成缺陷的漏磁場?？諝?，繞過缺陷后再折回工件，由此形成缺陷的漏磁場。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院8(3) (3) 漏磁場與磁粉的相互作用漏磁場與磁粉的相互作用磁粉檢測的基礎是缺陷的漏磁粉檢測的基礎是缺陷的漏磁場與外加磁粉的磁相互作磁場與外加磁粉的磁相互作用，即通過磁粉的聚集來顯用，即通過磁粉的聚集來顯示被檢工件表面上出現(xiàn)的漏示被檢工件表面上出現(xiàn)的漏磁場，再根據(jù)磁粉聚集形成磁場，再根據(jù)磁粉聚集形成的磁痕的形狀和位置分析漏的磁痕
7、的形狀和位置分析漏磁場的成因并評價缺陷。磁場的成因并評價缺陷。在漏磁場力的作用下，磁粉向磁力線密集處移動，最終被吸附在漏磁場力的作用下，磁粉向磁力線密集處移動，最終被吸附在缺陷上。由于缺陷的漏磁場有比實際缺陷本身大數(shù)倍乃至數(shù)在缺陷上。由于缺陷的漏磁場有比實際缺陷本身大數(shù)倍乃至數(shù)十倍的寬度，故而磁粉被吸附后形成的磁痕能夠放大缺陷。通十倍的寬度，故而磁粉被吸附后形成的磁痕能夠放大缺陷。通過分析磁痕評價缺陷，即是過分析磁痕評價缺陷，即是磁粉檢測的基本原理磁粉檢測的基本原理。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院93 3 影響漏磁場強度的主要因素影響漏磁場強度的主要因素外加磁場強度外加磁場強度缺陷的
8、位置與形狀缺陷的位置與形狀被檢表面的覆蓋層被檢表面的覆蓋層材料狀態(tài)材料狀態(tài)華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院101 1 磁化方法磁化方法周向磁化周向磁化縱向磁化縱向磁化進行磁粉檢測需要將被檢工件磁化。鑒于實際缺陷可能有各種進行磁粉檢測需要將被檢工件磁化。鑒于實際缺陷可能有各種取向，因此在實際檢測中，常需要采用不同的磁化方法，以使取向，因此在實際檢測中，常需要采用不同的磁化方法，以使工件的磁力線能與缺陷表面基本正交，獲得盡可能強的缺陷漏工件的磁力線能與缺陷表面基本正交，獲得盡可能強的缺陷漏磁場。磁場。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院11(1) (1) 周向磁化周向磁化整體周向磁化：
9、適用于小型零部件。整體周向磁化：適用于小型零部件。a) a) 直接通電法直接通電法b) b) 中心導體法中心導體法華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院12局部周向磁化：適用用于大型結構。局部周向磁化：適用用于大型結構。觸頭法檢測觸頭法檢測觸頭法檢測的磁場強度觸頭法檢測的磁場強度華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院13平行電纜法檢測平行電纜法檢測對接焊縫對接焊縫角焊縫角焊縫華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院14(2) (2) 縱向磁化縱向磁化電磁軛整體磁化電磁軛整體磁化電磁軛局部磁化電磁軛局部磁化磁軛法磁軛法華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院15(3) (3) 復合磁化復合磁
10、化管道局部磁化管道局部磁化線圈法線圈法同時在被檢工件上施加兩個或兩個以上不同方向的磁場，其同時在被檢工件上施加兩個或兩個以上不同方向的磁場，其合成磁場的方向在被檢區(qū)城內隨著時間變化，經(jīng)一次磁化就合成磁場的方向在被檢區(qū)城內隨著時間變化，經(jīng)一次磁化就能檢出各種不同取向的缺陷。能檢出各種不同取向的缺陷。交叉電磁軛復合磁化交叉電磁軛復合磁化主要優(yōu)點：靈敏可靠，檢測效率高。主要優(yōu)點：靈敏可靠，檢測效率高。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院162 2 磁化電流磁化電流交流磁化交流磁化直流磁化直流磁化永久磁鐵磁化永久磁鐵磁化華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院173 3 磁化規(guī)范磁化規(guī)范縱向磁化管
11、道安匝數(shù)縱向磁化管道安匝數(shù)為獲得較高的磁粉檢測靈敏度，在被檢工件上建立的磁場就必為獲得較高的磁粉檢測靈敏度，在被檢工件上建立的磁場就必須具有足夠的強度。使用電磁軛的縱向磁場進行檢測時，可以須具有足夠的強度。使用電磁軛的縱向磁場進行檢測時，可以通過測量其提升力確定被磁化區(qū)域的磁場強度是否滿足要求。通過測量其提升力確定被磁化區(qū)域的磁場強度是否滿足要求。當使用最大的磁極間距時，要求交流電磁軛至少應有當使用最大的磁極間距時，要求交流電磁軛至少應有4444N N的提的提升力；直流電磁軛至少應具有升力；直流電磁軛至少應具有177177N N的提升力。的提升力。觸頭法的磁化電流值（交流有效值，直流）觸頭法的
12、磁化電流值（交流有效值，直流）材料厚度材料厚度 mmmm交流值交流值/ /電級間距電級間距/ /AmmAmm1 1t t=19193.53.54.54.54 45 53/ ,%10235000DLDLNI華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院184 4 系統(tǒng)靈敏度與靈敏度評價系統(tǒng)靈敏度與靈敏度評價磁粉檢測系統(tǒng)性能試板磁粉檢測系統(tǒng)性能試板人工缺陷試環(huán)人工缺陷試環(huán)試板和試環(huán)主要用于評價磁粉檢測系統(tǒng)的綜合性能，并間接地試板和試環(huán)主要用于評價磁粉檢測系統(tǒng)的綜合性能，并間接地考察檢測的操作方法是否合理?？疾鞕z測的操作方法是否合理。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院19磁場指示器除具備上述用途以外
13、，還可以定性地反映被檢表磁場指示器除具備上述用途以外，還可以定性地反映被檢表面的磁場分布特征，確定磁粉檢測的磁化規(guī)范。面的磁場分布特征，確定磁粉檢測的磁化規(guī)范。磁場指示器磁場指示器華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院20磁粉檢測的步驟磁粉檢測的步驟華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院211 1 表面預處理表面預處理 檢測前應對被檢測表面作如下預處理：檢測前應對被檢測表面作如下預處理：被檢表面應充分干燥。被檢表面應充分干燥?；瘜W或機械方法徹底清除被檢表面上可能存在的油污，化學或機械方法徹底清除被檢表面上可能存在的油污，鐵銹，氧化皮，毛刺，焊渣及焊接飛濺等表面附著物。鐵銹，氧化皮，毛刺，焊
14、渣及焊接飛濺等表面附著物。1)1) 必須采用直接通電法檢測帶有非導電涂層的工作時，應必須采用直接通電法檢測帶有非導電涂層的工作時，應預先徹底清除掉導電部位的局部涂料，以避免因觸點接預先徹底清除掉導電部位的局部涂料，以避免因觸點接觸不良而產(chǎn)生電弧，燒傷被檢表面。觸不良而產(chǎn)生電弧，燒傷被檢表面。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院222 2 施加磁粉的方法施加磁粉的方法干法干法濕法濕法華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院233 3 檢測方法檢測方法(1) (1) 連續(xù)法連續(xù)法預處理預處理磁化磁化退磁退磁后處理后處理施加磁懸液或磁粉施加磁懸液或磁粉觀察觀察預處理預處理磁化磁化退磁退磁后處理后
15、處理施加磁懸液或磁粉施加磁懸液或磁粉觀察觀察華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院24(2) (2) 剩磁法剩磁法利用磁化過后被檢工件上的剩磁進行磁粉檢測的方法利用磁化過后被檢工件上的剩磁進行磁粉檢測的方法特點：特點：剩磁法的檢測效率高，其磁痕易于辨識，并有足夠的剩磁法的檢測效率高，其磁痕易于辨識，并有足夠的檢測靈敏度，但復合磁化方法不能在剩磁法檢測中使檢測靈敏度，但復合磁化方法不能在剩磁法檢測中使用。一般情況下，剩磁法檢測也不使用干粉。用。一般情況下，剩磁法檢測也不使用干粉。后處理后處理預處理預處理磁化磁化施加磁懸液施加磁懸液觀察觀察退磁退磁華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院254
16、4 磁痕分析與記錄磁痕分析與記錄磁痕觀察磁痕觀察(1)(1)磁痕分析磁痕分析發(fā)紋、非金屬夾雜物、分層、材料裂紋、鍛造裂紋、發(fā)紋、非金屬夾雜物、分層、材料裂紋、鍛造裂紋、折疊、焊接裂紋、氣孔、淬火裂紋、疲勞裂紋折疊、焊接裂紋、氣孔、淬火裂紋、疲勞裂紋華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院265 5 退磁退磁理由理由方法方法效果效果華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院276 6 后處理后處理磁粉檢測以后，應清理掉被檢表面上殘留的磁粉磁粉檢測以后，應清理掉被檢表面上殘留的磁粉或磁懸液。油磁懸浮液可用汽油等溶劑消除；水或磁懸液。油磁懸浮液可用汽油等溶劑消除；水磁懸液應先用水進行清洗，然后干燥。如
17、有必要，磁懸液應先用水進行清洗，然后干燥。如有必要，可在被檢表面上涂覆防護油。干粉可以直接用壓可在被檢表面上涂覆防護油。干粉可以直接用壓縮空氣清除?？s空氣清除。華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院28CCD技術+計算機技術+圖象處理技術華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院29Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in a bearing7 7 磁粉檢測應用實例磁粉檢測應用實例華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院30Magnetic particle wet fluorescent indication of
18、a crack in the crane hook 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院31Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in casting 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院32Magnetic particle wet fluorescent indication of cracks at a fastener hole華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院33Magnetic particle dry powder indication of a crack in a saw blade 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院34Magnetic particle dry powder indication of cracks in weldment 華中科技大學機械學院華中科技大學機械學院35Indication of cracks running between attachment holes in a hinge
《磁粉檢測》優(yōu)質課件
