磁粉檢測(cè)基本原理

1、磁粉檢測(cè)磁粉檢測(cè)磁粉檢測(cè)基本原理w磁粉檢測(cè)是利用磁現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)鐵磁材料工件表面及近表面缺陷的一種無(wú)損檢測(cè)方法。其基本原理是，當(dāng)工件被磁化時(shí)，若工件表面及近表面存在裂紋等缺陷，就會(huì)在缺陷部位形成泄漏磁場(chǎng)泄漏磁場(chǎng)（也稱(chēng)漏磁場(chǎng)），泄漏磁場(chǎng)將吸附、聚集檢測(cè)過(guò) 程中施加的磁粉，形成磁痕，從而提供缺陷顯示。磁粉檢測(cè)原理磁粉檢測(cè)原理1.1.磁粉檢測(cè)基本原理磁粉檢測(cè)基本原理磁粉檢測(cè)基本原理和特點(diǎn)磁粉檢測(cè)基本原理和特點(diǎn)w 磁場(chǎng)中的導(dǎo)體被磁化后，導(dǎo)體內(nèi)有磁場(chǎng)；磁場(chǎng)中的導(dǎo)體被磁化后，導(dǎo)體內(nèi)有磁場(chǎng)； w 漏磁場(chǎng)：鐵磁材料磁化時(shí)磁力線由于折射而迤漏磁場(chǎng)：鐵磁材料磁化時(shí)磁力線由于折射而迤出到材料表面所形成的磁場(chǎng)稱(chēng)為漏磁場(chǎng)出

2、到材料表面所形成的磁場(chǎng)稱(chēng)為漏磁場(chǎng)w 漏磁場(chǎng)吸附磁粉漏磁場(chǎng)吸附磁粉 磁化磁化漏磁場(chǎng)漏磁場(chǎng)吸附磁粉吸附磁粉SSNNSN2.2.磁粉檢測(cè)特點(diǎn)磁粉檢測(cè)特點(diǎn)w1）顯示直觀，磁痕，能直觀地顯示缺陷的形狀位置、大小、可大致判斷缺陷的性質(zhì)w2）檢測(cè)靈敏度高，可檢測(cè)的最小缺陷寬度可達(dá)0.1m，能發(fā)現(xiàn)深度只有10多微米的微裂紋。w3）適應(yīng)性好 幾乎不受工件大小和幾何形狀的限制，能適應(yīng)各種場(chǎng)合的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)w4）效率高、成本低、磁粉檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，檢測(cè)速度快，費(fèi)用低廉。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：局限性：局限性：w1）只能適用于檢測(cè)鐵磁性金屬材料。w2）只能用于檢測(cè)工件表面和近表面缺陷，不能檢出埋藏較深的內(nèi)部缺陷w3）難于定量

3、缺陷的深度w4）通常都用目視法檢查缺陷，磁痕的判斷和解釋需要有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì) 當(dāng)工件的表層存在著切割磁力線的缺陷時(shí)，由于缺陷的磁導(dǎo)率小，磁阻很大，磁感應(yīng)線將會(huì)改變途徑。大部分改變途徑的磁通將優(yōu)先從磁阻較小的缺陷底部的工件內(nèi)通過(guò)，當(dāng)工件內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度比較大，工件缺陷底部難以接受更多的磁通，或缺陷的尺度較大時(shí)，部分磁部分磁通就會(huì)從缺陷部位逸出工件通就會(huì)從缺陷部位逸出工件，越過(guò)缺陷上方然后再進(jìn)入工件，這種磁通的泄漏同時(shí)使缺陷兩側(cè)部位產(chǎn)生了磁極化，形成所謂的漏磁場(chǎng)1.1.漏磁場(chǎng)的形成漏磁場(chǎng)的形成缺陷漏磁場(chǎng)缺陷漏磁場(chǎng)w如果工件表層有缺陷存在，磁粉的顆粒將立即被缺陷漏磁場(chǎng)磁化，使每個(gè)磁粉顆粒都成為具有N、S

4、極的小磁鐵，并與缺陷磁極相作用，異性磁極相互吸引，使磁粉呈鏈狀吸附在缺陷所在的表面上，聚集成缺陷磁痕，顯示缺陷位置、形狀和大小。由于漏磁場(chǎng)的作用范圍比實(shí)際缺陷的寬度要大數(shù)倍至數(shù)十倍，所以磁痕的寬度比實(shí)際缺陷寬度要大得多，很便便于觀察2.2.漏磁場(chǎng)的影響因素漏磁場(chǎng)的影響因素 真實(shí)的缺陷具有比矩形槽復(fù)雜得多的幾何形位，況且它們千差萬(wàn)別地存在于不同的工件中，要計(jì)算其漏磁場(chǎng)是艱難的。影響缺陷漏磁場(chǎng)的因素主要來(lái)自下列三個(gè)方面： 1 1）磁化場(chǎng)）磁化場(chǎng) 磁化場(chǎng)的強(qiáng)弱磁化場(chǎng)的強(qiáng)弱對(duì)缺陷漏磁場(chǎng)影響很大。由于磁化場(chǎng)決定了工件的磁化程度（磁感應(yīng)強(qiáng)度），磁化強(qiáng)度與缺陷漏磁場(chǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由圖可見(jiàn)，當(dāng)磁化程度較低時(shí)，

5、漏磁場(chǎng)偏小，且增加緩慢，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和值的80%80%左右時(shí)，漏磁場(chǎng)不僅幅值較大，而且隨著磁化場(chǎng)的增加會(huì)迅速增大。w磁化場(chǎng)的種類(lèi)種類(lèi)也會(huì)影響漏磁場(chǎng)的分布，直流直流磁場(chǎng)在工件中分布較均勻，交流交流磁場(chǎng)由于趨膚效應(yīng)，磁場(chǎng)集中于工件表面，對(duì)表面缺陷，交流的漏磁場(chǎng)要更為敏感一些；對(duì)埋藏缺陷，結(jié)果反之（條件是兩磁場(chǎng)峰值相等）。w缺陷方向方向?qū)β┐艌?chǎng)影響很大，當(dāng)缺陷主平面與磁化場(chǎng)方向垂直垂直時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)最強(qiáng)；當(dāng)缺陷主平面與磁化方向平行平行時(shí)，由于缺陷對(duì)磁力線的通過(guò)幾乎沒(méi)有影響，所以漏磁場(chǎng)近似為零。當(dāng)缺陷與磁化方向的夾角由 90逐漸減少時(shí)，漏磁場(chǎng)的變化規(guī)律如圖所示2 2）缺陷方向、位置和尺寸的影響

6、）缺陷方向、位置和尺寸的影響 缺陷方向?qū)β┐艌?chǎng)影缺陷方向?qū)β┐艌?chǎng)影響響 位置位置對(duì)漏磁場(chǎng)的影響：同樣的缺陷位于工件表面表面時(shí)漏磁場(chǎng)最大，位于工件內(nèi)部?jī)?nèi)部，隨著埋藏深度增大而逐漸減小，當(dāng)埋藏深度足夠大時(shí)，漏磁場(chǎng)將趨于零。 缺陷的大小大小對(duì)漏場(chǎng)影響很大，當(dāng)寬度相同、深度不 同時(shí)，漏磁場(chǎng)隨著缺陷深度深度的增加而增大，如下圖所示，在一定范圍內(nèi)兩者近似于直線關(guān)系。缺陷深度對(duì)漏磁場(chǎng)的影響缺陷深度對(duì)漏磁場(chǎng)的影響w缺陷寬度寬度對(duì)漏磁場(chǎng)的影響相應(yīng)較小，在缺陷寬度很小時(shí)，隨寬度的增大漏磁場(chǎng)有增加的趨勢(shì)，但當(dāng)寬度較大時(shí)，寬度增大，漏磁場(chǎng)反而緩慢下降。w此外，缺陷的性質(zhì)、形狀性質(zhì)、形狀也對(duì)缺陷泄漏場(chǎng)有影響。不同種類(lèi)的

7、缺陷，磁導(dǎo)率不一樣，磁力線通過(guò)時(shí)磁阻不一樣，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)不可能一樣。平面狀缺陷和體積狀缺陷的漏磁場(chǎng)也會(huì)有差異。 3 3）工件的）工件的材質(zhì)及工況材質(zhì)及工況 鋼材的磁特性是隨其合金成分（尤其是含碳量）、熱處理狀態(tài)、加工狀態(tài)而變化，相同的磁化、相同的缺陷對(duì)不相同磁性的材料，缺陷磁場(chǎng)不一樣，難以磁化的材料（磁導(dǎo)率低）漏磁場(chǎng)小。當(dāng)工件表面有覆蓋層（涂，鍍層）時(shí)，隨著覆蓋層厚度的增加，漏磁場(chǎng)將減弱。(4)(4)漏磁場(chǎng)對(duì)磁粉的作用漏磁場(chǎng)對(duì)磁粉的作用磁粉檢測(cè)是通過(guò)漏磁場(chǎng)吸附磁粉形成磁痕來(lái)提供缺陷顯示的。這些顯示的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。迄今為止，仍然難以逼真地模擬。磁粉在形成磁痕的過(guò)程中，它的行為除受到漏磁場(chǎng)的磁力作用外，還受到多個(gè)作用力的制約，這些力包括：磁粉重力，磁懸液粘滯力，勵(lì)磁場(chǎng)作用力和磁粉微粒之間的相互作用力等。檢測(cè)時(shí)工件表面上由磁粉構(gòu)成的磁圖像正是這些力共同作用的結(jié)果，缺陷磁痕顯示