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1、華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院1第第4章章 磁粉檢測(cè)磁粉檢測(cè)本章學(xué)習(xí)要求：本章學(xué)習(xí)要求：1.掌握磁粉檢測(cè)的基本原理。掌握磁粉檢測(cè)的基本原理。2.掌握磁粉檢測(cè)中的磁化技術(shù)。掌握磁粉檢測(cè)中的磁化技術(shù)。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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(chǎng)與磁粉相互作用來檢測(cè)鐵磁性材料表面及近表面陷處漏磁場(chǎng)與磁粉相互作用來檢測(cè)鐵磁性材料表面及近表面的缺陷的。當(dāng)被檢體被磁化時(shí)，
2、被檢體表面、近表面若存在的缺陷的。當(dāng)被檢體被磁化時(shí)，被檢體表面、近表面若存在裂紋、氣孔等缺陷，便會(huì)在缺陷處形成一漏磁場(chǎng)，此漏磁場(chǎng)裂紋、氣孔等缺陷，便會(huì)在缺陷處形成一漏磁場(chǎng)，此漏磁場(chǎng)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院3華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院4磁粉探傷的特點(diǎn)磁粉探傷的特點(diǎn)磁粉探傷的檢測(cè)靈敏度取決于被檢體的磁特性、有效磁場(chǎng)強(qiáng)磁粉探傷的檢測(cè)靈敏度取決于被檢體的磁特性、有效磁場(chǎng)強(qiáng)度與缺陷方向之間的關(guān)系，探傷中應(yīng)考慮磁化電流大小、磁度與缺陷方向之間的關(guān)系，探傷中應(yīng)考慮磁化電流大小、磁場(chǎng)方向及
3、磁化方式。場(chǎng)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(jiǎn)單，成本較低，但磁粉探傷簡(jiǎn)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院51 1 金屬的鐵磁性金屬的鐵磁性在外磁場(chǎng)的作用下，鐵磁性材料會(huì)被強(qiáng)烈磁化。反映外加磁場(chǎng)在外磁場(chǎng)的作用下，鐵磁性材料會(huì)被強(qiáng)烈磁化。反映外加磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)度H H與鐵磁性材料內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度與鐵磁性材料內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院7(2) (2) 漏磁場(chǎng)漏磁場(chǎng)所謂所謂漏磁場(chǎng)漏磁場(chǎng)是指被磁化物體內(nèi)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(nèi)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(jìn)入物體表面所形成的磁場(chǎng)。突變的部位離開或進(jìn)入物體表面所形成的磁場(chǎng)。2 2 退磁場(chǎng)與漏磁場(chǎng)退磁場(chǎng)與漏磁場(chǎng)(1) (1) 退磁場(chǎng)退磁場(chǎng)退磁場(chǎng)與物體的磁極化強(qiáng)度成正比。退磁場(chǎng)與物體的磁極化強(qiáng)度成正比。 0JNH 漏磁場(chǎng)的成因漏磁場(chǎng)的成因在于磁導(dǎo)率的突變。設(shè)想一被磁化的工件上存在缺在于磁導(dǎo)率的突變。設(shè)想一被磁化的工件上存在缺陷。由于缺陷內(nèi)含的物質(zhì)一般有遠(yuǎn)低于鐵磁性材料的磁導(dǎo)率，因陷。由于缺陷內(nèi)含的物質(zhì)一般有遠(yuǎn)低于鐵磁性材料的磁導(dǎo)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(huì)在缺陷處逸出工件表面進(jìn)入表面或者近表面，則部分磁力線就會(huì)在缺陷處逸出工件表面進(jìn)入空氣，繞過缺陷后再折回工件，由此形成缺陷的漏磁場(chǎng)。空氣，繞過缺陷后再折回工件，由此形成缺陷的漏磁場(chǎng)。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院8(3) (3) 漏磁場(chǎng)與磁粉的相互作用漏磁場(chǎng)與磁粉的相互作用磁粉檢測(cè)的基礎(chǔ)是缺陷的漏磁粉檢測(cè)的基礎(chǔ)是缺陷的漏磁場(chǎng)與外加磁粉的磁相互作磁場(chǎng)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(chǎng)，再根據(jù)磁粉聚集形成磁場(chǎng)，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(chǎng)的成因并評(píng)價(jià)缺陷。磁場(chǎng)的成因并評(píng)價(jià)缺陷。在漏磁場(chǎng)力的作用下，磁粉向磁力線密集處移動(dòng)，最終被吸附在漏磁場(chǎng)力的作用下，磁粉向磁力線密集處移動(dòng)，最終被吸附在缺陷上。由于缺陷的漏磁場(chǎng)有比實(shí)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(chǎng)有比實(shí)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(píng)價(jià)缺陷，即是過分析磁痕評(píng)價(jià)缺陷，即是磁粉檢測(cè)的基本原理磁粉檢測(cè)的基本原理。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院93 3 影響漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的主要因素影響漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的主要因素外加磁場(chǎng)強(qiáng)度外加磁場(chǎng)強(qiáng)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(jìn)行磁粉檢測(cè)需要將被檢工件磁化。鑒于實(shí)際缺陷可能有各種進(jìn)行磁粉檢測(cè)需要將被檢工件磁化。鑒于實(shí)際缺陷可能有各種取向，因此在實(shí)際檢測(cè)中，常需要采用不同的磁化方法，以使取向，因此在實(shí)際檢測(cè)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(qiáng)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(qiáng)的缺陷漏磁場(chǎng)。磁場(chǎng)。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(dǎo)體法中心導(dǎo)體法華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院12局部周向磁化：適用用于大型結(jié)構(gòu)。局部周向磁化：適用用于大型結(jié)構(gòu)。觸頭法檢測(cè)觸頭法檢測(cè)觸頭法檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度觸頭法檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院13平行電纜法檢測(cè)平行電纜法檢測(cè)對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫角焊縫角焊縫華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院15(3) (3) 復(fù)合磁化復(fù)合磁
10、化管道局部磁化管道局部磁化線圈法線圈法同時(shí)在被檢工件上施加兩個(gè)或兩個(gè)以上不同方向的磁場(chǎng)，其同時(shí)在被檢工件上施加兩個(gè)或兩個(gè)以上不同方向的磁場(chǎng)，其合成磁場(chǎng)的方向在被檢區(qū)城內(nèi)隨著時(shí)間變化，經(jīng)一次磁化就合成磁場(chǎng)的方向在被檢區(qū)城內(nèi)隨著時(shí)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(fù)合磁化交叉電磁軛復(fù)合磁化主要優(yōu)點(diǎn)：靈敏可靠，檢測(cè)效率高。主要優(yōu)點(diǎn)：靈敏可靠，檢測(cè)效率高。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(cè)靈敏度，在被檢工件上建立的磁場(chǎng)就必為獲得較高的磁粉檢測(cè)靈敏度，在被檢工件上建立的磁場(chǎng)就必須具有足夠的強(qiáng)度。使用電磁軛的縱向磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以須具有足夠的強(qiáng)度。使用電磁軛的縱向磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以通過測(cè)量其提升力確定被磁化區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度是否滿足要求。通過測(cè)量其提升力確定被磁化區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度是否滿足要求。當(dāng)使用最大的磁極間距時(shí)，要求交流電磁軛至少應(yīng)有當(dāng)使用最大的磁極間距時(shí)，要求交流電磁軛至少應(yīng)有4444N N的提的提升力；直流電磁軛至少應(yīng)具有升力；直流電磁軛至少應(yīng)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(jí)間距電級(jí)間距/ /AmmAmm1 1t t=19193.53.54.54.54 45 53/ ,%10235000DLDLNI華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院184 4 系統(tǒng)靈敏度與靈敏度評(píng)價(jià)系統(tǒng)靈敏度與靈敏度評(píng)價(jià)磁粉檢測(cè)系統(tǒng)性能試板磁粉檢測(cè)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(píng)價(jià)磁粉檢測(cè)系統(tǒng)的綜合性能，并間接地試板和試環(huán)主要用于評(píng)價(jià)磁粉檢測(cè)系統(tǒng)的綜合性能，并間接地考察檢測(cè)的操作方法是否合理?？疾鞕z測(cè)的操作方法是否合理。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院19磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)分布特征，確定磁粉檢測(cè)的磁化規(guī)范。面的磁場(chǎng)分布特征，確定磁粉檢測(cè)的磁化規(guī)范。磁場(chǎng)指示器磁場(chǎng)指示器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院20磁粉檢測(cè)的步驟磁粉檢測(cè)的步驟華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院211 1 表面預(yù)處理表面預(yù)處理 檢測(cè)前應(yīng)對(duì)被檢測(cè)表面作如下預(yù)處理：檢測(cè)前應(yīng)對(duì)被檢測(cè)表面作如下預(yù)處理：被檢表面應(yīng)充分干燥。被檢表面應(yīng)充分干燥?；瘜W(xué)或機(jī)械方法徹底清除被檢表面上可能存在的油污，化學(xué)或機(jī)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(cè)帶有非導(dǎo)電涂層的工作時(shí)，應(yīng)必須采用直接通電法檢測(cè)帶有非導(dǎo)電涂層的工作時(shí)，應(yīng)預(yù)先徹底清除掉導(dǎo)電部位的局部涂料，以避免因觸點(diǎn)接預(yù)先徹底清除掉導(dǎo)電部位的局部涂料，以避免因觸點(diǎn)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院233 3 檢測(cè)方法檢測(cè)方法(1) (1) 連續(xù)法連續(xù)法預(yù)處理預(yù)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(yù)處理預(yù)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(jìn)行磁粉檢測(cè)的方法利用磁化過后被檢工件上的剩磁進(jìn)行磁粉檢測(cè)的方法特點(diǎn)：特點(diǎn)：剩磁法的檢測(cè)效率高，其磁痕易于辨識(shí)，并有足夠的剩磁法的檢測(cè)效率高，其磁痕易于辨識(shí)，并有足夠的檢測(cè)靈敏度，但復(fù)合磁化方法不能在剩磁法檢測(cè)中使檢測(cè)靈敏度，但復(fù)合磁化方法不能在剩磁法檢測(cè)中使用。一般情況下，剩磁法檢測(cè)也不使用干粉。用。一般情況下，剩磁法檢測(cè)也不使用干粉。后處理后處理預(yù)處理預(yù)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院276 6 后處理后處理磁粉檢測(cè)以后，應(yīng)清理掉被檢表面上殘留的磁粉磁粉檢測(cè)以后，應(yīng)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(yīng)先用水進(jìn)行清洗，然后干燥。如
17、有必要，磁懸液應(yīng)先用水進(jìn)行清洗，然后干燥。如有必要，可在被檢表面上涂覆防護(hù)油。干粉可以直接用壓可在被檢表面上涂覆防護(hù)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(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院28CCD技術(shù)+計(jì)算機(jī)技術(shù)+圖象處理技術(shù)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院29Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in a bearing7 7 磁粉檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例磁粉檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院30Magnetic particle wet fluorescent indication of
18、a crack in the crane hook 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院31Magnetic particle wet fluorescent indication of a crack in casting 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院32Magnetic particle wet fluorescent indication of cracks at a fastener hole華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院33Magnetic particle dry powder indication of a crack in a saw blade 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院34Magnetic particle dry powder indication of cracks in weldment 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院35Indication of cracks running between attachment holes in a hinge
《磁粉檢測(cè)》優(yōu)質(zhì)課件
