磁力檢測,滲透檢測

1、焊接檢驗焊接檢驗講解人：韓兆波磁粉檢測與滲透檢測磁粉檢測與滲透檢測提要提要： 磁粉檢測（磁粉檢測（MT）與滲透檢測（）與滲透檢測（PT）均）均屬于表面檢測技術(shù)，工程應(yīng)用廣泛，行業(yè)屬于表面檢測技術(shù)，工程應(yīng)用廣泛，行業(yè)十分重視十分重視,有有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。 本課程簡要介紹它們的本課程簡要介紹它們的基本原理基本原理、操操作要點作要點及及適用性適用性。一、磁粉檢測（一、磁粉檢測（MT) )1. 檢測原理檢測原理 工件被磁化后，如果表面和近表面存在材料的不連續(xù)性，則在不連續(xù)處磁場方向?qū)l(fā)生改變，在磁力線離開和進入工件表面的地方產(chǎn)生磁極，形成漏磁場。2. 檢測工藝檢測工藝 預(yù)處理預(yù)處理 勵磁

2、勵磁 噴灑磁粉顆?；虼艖乙簢姙⒋欧垲w?；虼艖乙?觀察磁痕觀察磁痕 拍照或記錄拍照或記錄 退磁退磁 后處理后處理3 .適用范圍適用范圍 該方法適用于該方法適用于鐵磁性材料鐵磁性材料的的表面表面及及近表面近表面 缺陷的檢測。缺陷的檢測。 鐵磁性材料鐵磁性材料鐵、鈷、鎳及其合金；鐵、鈷、鎳及其合金； 非鐵磁性材料非鐵磁性材料鋁、鉻、錳、銅等；鋁、鉻、錳、銅等； 所以，對于所以，對于非鐵磁性材料，非鐵磁性材料， 不能采用不能采用磁力檢測磁力檢測！ 例如：對于例如：對于奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼，鋁合金鋁合金這類這類材料，就材料，就不能選擇不能選擇 磁力檢測。磁力檢測。4 . 磁粉檢測方法的分類磁粉檢測方

3、法的分類 (1)依據(jù)施加磁粉顆粒的方法不同依據(jù)施加磁粉顆粒的方法不同,分為分為: 干法干法和和濕法濕法兩類。兩類。 干法干法采用采用干燥磁粉干燥磁粉進行檢測的方法。進行檢測的方法。 磁粉粒度以磁粉粒度以1060m為宜。為宜。 濕法濕法 把磁粉懸浮在油、水或其他載液把磁粉懸浮在油、水或其他載液中進行檢測的方法。中進行檢測的方法。 磁粉粒度以磁粉粒度以110m為宜。為宜。(2)根據(jù)外加磁場的作用情況分為根據(jù)外加磁場的作用情況分為: 連續(xù)法連續(xù)法在外加磁場的同時，將檢驗介在外加磁場的同時，將檢驗介 質(zhì)（磁粉或磁懸液）加到試件質(zhì)（磁粉或磁懸液）加到試件 上進行檢測的方法。上進行檢測的方法。 剩磁法剩磁

4、法先將試件磁化，待切斷電源或先將試件磁化，待切斷電源或 移去外加磁場后，再進行檢測移去外加磁場后，再進行檢測 的方法。的方法。（3）根據(jù)外加磁場的方向不同，分為：）根據(jù)外加磁場的方向不同，分為： 周向磁化法周向磁化法利用利用周向磁場周向磁場進行磁化。進行磁化。 縱向磁化法縱向磁化法利用利用縱向磁場縱向磁場進行磁化。進行磁化。 組合磁化法組合磁化法利用利用合成磁場合成磁場進行磁化。進行磁化。I I磁力線磁力線磁痕磁痕A A）工件直接通電）工件直接通電B）電流通過中心導(dǎo)體）電流通過中心導(dǎo)體I I 周向磁化法 縱向磁化圖例縱向磁化圖例1：磁痕磁痕 利用空心線圈進行的局部利用空心線圈進行的局部 縱向磁

5、化縱向磁化工件工件縱向磁化圖例縱向磁化圖例2：工件工件磁力線磁力線磁扼磁扼 磁扼法進行整體縱向磁化磁扼法進行整體縱向磁化電流電流（4）根據(jù)工件上的磁場存在范圍，又分為：）根據(jù)工件上的磁場存在范圍，又分為： 局部磁化法局部磁化法 整體磁化法整體磁化法工件工件為防止漏檢，應(yīng)注意為防止漏檢，應(yīng)注意改變磁場的方向改變磁場的方向， 以便發(fā)現(xiàn)以便發(fā)現(xiàn)不同位向不同位向的缺陷！的缺陷！5 .退磁退磁 在大多數(shù)情況下在大多數(shù)情況下,被檢工件上帶有被檢工件上帶有剩磁剩磁是有害的是有害的.故需退磁故需退磁! 退磁退磁將被檢工件內(nèi)的剩磁減小到將被檢工件內(nèi)的剩磁減小到不防礙使用不防礙使用的程度。的程度。 剩磁控制要求：

6、剩磁控制要求： 航空導(dǎo)航系統(tǒng)零件：小于航空導(dǎo)航系統(tǒng)零件：小于0.1 mT; 內(nèi)燃機曲軸內(nèi)燃機曲軸/連桿連桿/凸輪等凸輪等:小于小于0.2 mT; 壓力容器壓力容器:小于小于0.3 mT。二、滲透檢測二、滲透檢測(PT)1. 檢測原理檢測原理 首先，利用材料或工件首先，利用材料或工件表面開口型缺陷表面開口型缺陷與具有較強與具有較強滲透力的滲透力的滲透劑滲透劑所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的潤濕現(xiàn)象潤濕現(xiàn)象和和毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象，使，使?jié)B透劑滲入開口型缺陷中。滲透劑滲入開口型缺陷中。 然后然后，清除清除工件表面工件表面多余的滲透劑多余的滲透劑，但，但不能使已經(jīng)不能使已經(jīng)滲入開口型缺陷中的滲入開口型缺陷中的滲透劑被清

7、洗出來滲透劑被清洗出來，即，即防止防止過過清洗清洗！ 最后，噴灑最后，噴灑顯象劑顯象劑，仍利用，仍利用毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象使保存在開口使保存在開口型缺陷中的滲透劑型缺陷中的滲透劑被被吸附出來吸附出來，從而形成具有鮮明，從而形成具有鮮明色彩（色彩（粉紅顏色粉紅顏色）的痕跡，達到）的痕跡，達到顯示缺陷顯示缺陷的目的。的目的。 滲透檢測圖示滲透檢測圖示滲透與顯象滲透與顯象顯象劑滲透劑缺陷痕跡工件工件2. 檢測方法檢測方法 著色著色滲透檢測滲透檢測的基本步驟是：的基本步驟是： 預(yù)清洗預(yù)清洗 滲透滲透 中間清洗中間清洗 顯象顯象 干燥干燥 觀察記錄觀察記錄 預(yù)清洗預(yù)清洗清除工件表面的油污、氧化皮等；清除工件

8、表面的油污、氧化皮等； 滲透滲透在工件表面噴灑在工件表面噴灑著色滲透劑，保持著色滲透劑，保持20分鐘左右；分鐘左右；讓讓滲透劑充分滲入滲透劑充分滲入開口的缺陷之中。開口的缺陷之中。 中間清洗中間清洗去除工件表面去除工件表面多余的多余的滲透劑滲透劑。 顯象顯象在工件表面噴灑在工件表面噴灑白色顯象劑，以吸附滲白色顯象劑，以吸附滲入開口缺陷中的粉紅色的入開口缺陷中的粉紅色的滲透劑滲透劑。 待顯象劑待顯象劑干燥后干燥后，缺陷的，缺陷的痕跡十分明顯痕跡十分明顯！3. 適用范圍適用范圍 適用適用任何材料任何材料的表面的表面開口型缺陷開口型缺陷的檢測。的檢測。 不適用于不適用于多孔性材料多孔性材料的檢測。的

9、檢測。4. 滲透劑的種類滲透劑的種類 熒光滲透劑熒光滲透劑需要紫外線燈照射！缺陷處需要紫外線燈照射！缺陷處顯示顯示綠色光痕綠色光痕。 著色滲透劑著色滲透劑采用色澤鮮艷的采用色澤鮮艷的粉紅色粉紅色。白白底紅道底紅道，特別分明。，特別分明。5.滲透劑的性能要求滲透劑的性能要求 滲透劑是滲透檢測中滲透劑是滲透檢測中最關(guān)鍵的要素最關(guān)鍵的要素,直直接影響檢測精度接影響檢測精度.應(yīng)具有以下性能應(yīng)具有以下性能: 良好的良好的滲透性滲透性; 易清洗易清洗; 著色劑應(yīng)著色劑應(yīng)色彩艷麗色彩艷麗; 無腐蝕無腐蝕,毒性小毒性小,污染小污染小; 閃點高閃點高,不易燃不易燃,安全性好安全性好; 資源豐富資源豐富,價格便宜

10、。價格便宜。6. 缺陷的顯示缺陷的顯示 真實的缺陷顯示有真實的缺陷顯示有四種基本圖像四種基本圖像： （1）連續(xù)線條連續(xù)線條 一般為一般為裂紋裂紋、冷隔冷隔、折疊折疊等缺陷的顯象；等缺陷的顯象； （2）斷續(xù)線條斷續(xù)線條 可能是相鄰缺陷的顯象；可能是相鄰缺陷的顯象；也可能是線形缺陷的局部被堵住的表象；例也可能是線形缺陷的局部被堵住的表象；例如零件經(jīng)過如零件經(jīng)過磨削磨削、噴丸噴丸、噴砂噴砂、鍛造鍛造等加工。等加工。 （3）圓形顯象圓形顯象 通常為表面通常為表面氣孔氣孔、針孔針孔、疏松等缺陷的顯象；疏松等缺陷的顯象； （4）小點狀顯象小點狀顯象 一般為一般為針孔針孔、顯微疏松、顯微疏松產(chǎn)生的顯象。產(chǎn)生

11、的顯象。7. 區(qū)別虛假顯象區(qū)別虛假顯象 虛假顯象虛假顯象指在著色檢測中，由于零件表面受指在著色檢測中，由于零件表面受到到滲透劑的污染滲透劑的污染或或清洗不利清洗不利而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的干擾顯象干擾顯象，稱為稱為虛假顯象虛假顯象。 產(chǎn)生產(chǎn)生虛假顯象的原因虛假顯象的原因（途徑）有：（途徑）有： 操作者手上沾污的滲透劑操作者手上沾污的滲透劑，對零件被檢部位，對零件被檢部位造成的污染；造成的污染； 檢驗檢驗工作臺上的滲透劑工作臺上的滲透劑，對零件被檢部位造，對零件被檢部位造成的污染；成的污染； 清洗時清洗時擦布本身不潔凈擦布本身不潔凈或刮落的或刮落的棉紗纖維棉紗纖維上上沾污了滲透劑，使零件被檢部位造成的污

12、染；沾污了滲透劑，使零件被檢部位造成的污染； 零件吊具或盛具中殘存的滲透劑，與清零件吊具或盛具中殘存的滲透劑，與清潔零件接觸而造成的污染；潔零件接觸而造成的污染； 處理后的零件中又有處理后的零件中又有殘留的滲透劑滲出殘留的滲透劑滲出，污染了相鄰的零件表面；污染了相鄰的零件表面； 顯象劑受到滲透劑的污染。顯象劑受到滲透劑的污染。 總之，總之，杜絕一切污染源杜絕一切污染源， 是是消除虛假顯象的根本途徑消除虛假顯象的根本途徑! 因此，如何避免虛假顯象的方法，因此，如何避免虛假顯象的方法， 就不言而喻了！就不言而喻了！8. 滲透檢測注意事項滲透檢測注意事項 (1)(1) 顯象劑是一種顯象劑是一種懸濁液

13、懸濁液, 長時間不用會長時間不用會沉淀，因此，沉淀，因此，用前應(yīng)搖勻用前應(yīng)搖勻再使用！再使用！ （2 2）滲透劑的滲透劑的滲透時間滲透時間應(yīng)隨應(yīng)隨環(huán)境溫度環(huán)境溫度的的不同不同有所改變有所改變，環(huán)境溫度升高，滲透時間，環(huán)境溫度升高，滲透時間可適當(dāng)減小。可適當(dāng)減小。 （3 3）顯象劑、清洗劑、滲透劑為市售罐）顯象劑、清洗劑、滲透劑為市售罐裝的裝的配套使用配套使用的產(chǎn)品。應(yīng)用時，要注意選的產(chǎn)品。應(yīng)用時，要注意選擇擇同一品牌同一品牌、同一批號同一批號的產(chǎn)品。它們的顏的產(chǎn)品。它們的顏色是嚴(yán)格區(qū)分的。色是嚴(yán)格區(qū)分的。 分別為白色、分別為白色、藍色藍色和和紅色紅色。 （4）注意環(huán)境衛(wèi)生和污染）注意環(huán)境衛(wèi)生和

14、污染 著色著色檢測最容易造成周邊檢測最容易造成周邊環(huán)境的污染環(huán)境的污染；同時，也最容易造成操作者同時，也最容易造成操作者自身的污染自身的污染。 因此，檢測時要對工作臺或車間、實驗因此，檢測時要對工作臺或車間、實驗室的地面等周邊環(huán)境預(yù)先進行保護。比如室的地面等周邊環(huán)境預(yù)先進行保護。比如用用塑料布做好鋪墊塑料布做好鋪墊等等。等等。用后的擦布用后的擦布也要也要及時處理及時處理。否則，會污染環(huán)境，弄得其它。否則，會污染環(huán)境，弄得其它同事不開心，甚至出現(xiàn)矛盾。同事不開心，甚至出現(xiàn)矛盾。三、渦流檢測技術(shù)（三、渦流檢測技術(shù)（ETET） 利用電磁感應(yīng)原理，檢測導(dǎo)電構(gòu)件表面和近表面缺陷的一種探傷方法。 其原理是

15、用激磁線圈使導(dǎo)電構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。 渦流檢測只能用于導(dǎo)電材料的檢測。對管、棒和線材等型材有很高的檢測效率。3.1渦流檢測的基本原理一、渦流檢測的基本原理 當(dāng)載有交變電流的檢測線圈靠近導(dǎo)電工件時，由于線圈磁場的作用，工件中將會感生出渦流（其大小等參數(shù)與工件中的缺陷等有關(guān)），而渦流產(chǎn)生的反作用磁場又將使檢測線圈的阻抗發(fā)生變化。因此，在工件形狀尺寸及探測距離等固定的條件下，通過測定探測線圈阻抗的變化，可以判斷被測工件有無缺陷存在。 二、渦流檢測的特點1、用途與影響渦流特性的因素1.探傷：缺陷形狀、尺寸和位置2.材質(zhì)分選：電導(dǎo)率3.測厚：檢測

16、距離和薄板厚度4.尺寸檢測：工件的尺寸和形狀5.物理量測量（徑向振幅、軸向位移及運動軌跡的測量）：工件與檢測線圈間的距離2、 特點1.對導(dǎo)電材料表面和近表面缺陷的檢測靈敏度較高；2.檢測線圈不必與被檢材料或工件緊密接觸，不需耦合劑，檢測過程不影響被檢材料的性能；3.應(yīng)用范圍廣，對影響感生渦流特性的各種物理和工藝因素均能實施監(jiān)測；4.在一定條件下，能反映有關(guān)裂紋深度的信息；5.可在高溫、薄壁管、細(xì)線、零件內(nèi)孔表面等其它檢測方法不適應(yīng)的場合實施監(jiān)測；6.檢測形狀復(fù)雜零件，效率低；難于區(qū)分缺陷的種類和大小。三、渦流的趨膚效應(yīng)和滲透深度三、渦流的趨膚效應(yīng)和滲透深度1 1. .趨膚效應(yīng)趨膚效應(yīng) 感應(yīng)出的

17、渦流集中在靠近激勵線圈的材料感應(yīng)出的渦流集中在靠近激勵線圈的材料表面附近的現(xiàn)象。渦流密度隨著距離表面的表面附近的現(xiàn)象。渦流密度隨著距離表面的距離增加而減小。距離增加而減小。2.2.滲透深度滲透深度 趨膚效應(yīng)的存在，使交變電流激勵磁場的趨膚效應(yīng)的存在，使交變電流激勵磁場的強度及感生渦流的密度，從被檢材料的表面強度及感生渦流的密度，從被檢材料的表面到其內(nèi)部按指數(shù)分布規(guī)律遞減。將渦流密度到其內(nèi)部按指數(shù)分布規(guī)律遞減。將渦流密度衰減為其表面密度的衰減為其表面密度的1/e1/e（36.8%）時對應(yīng)的）時對應(yīng)的深度定義為：深度定義為：503:;:;:; :rrhfhf 滲透深度(m)電流頻率(Hz)材料相對

18、磁導(dǎo)率電導(dǎo)率(S/m)幾種不同材料的標(biāo)準(zhǔn)透入深度與頻率的關(guān)系 四、 渦流檢測線圈（1） 按感應(yīng)方式分類。按照感應(yīng)方式不同，檢測線圈可分為自感式線圈和互感式線圈（又稱為參量式線圈和變壓器式線圈），見下圖所示。 自感式線圈由單個線圈構(gòu)成，該線圈產(chǎn)生激勵磁場，在導(dǎo)電體中形成渦流，同時又是感應(yīng)、接收導(dǎo)電體中渦流再生磁場信號的檢測線圈，故名自感線圈?；ジ芯€圈一般由兩個或兩組線圈構(gòu)成， 其中一個（組）是用于產(chǎn)生激勵磁場在導(dǎo)電體中形成渦流的激勵線圈(又稱一次線圈)，另一個(組)線圈是感應(yīng)、 接收導(dǎo)電體中渦流再生磁場信號的檢測線圈(又稱二次線圈)。 不同感應(yīng)方式的檢測線圈 (a) 自感式線圈； (b) 互感式

19、線圈 （2） 按應(yīng)用方式分類。按照應(yīng)用方式不同，檢測線圈可分為外通過式線圈、內(nèi)穿過式線圈和放置式線圈。放置式線圈又稱為探頭式線圈。在應(yīng)用過程中，外通過式線圈和內(nèi)穿過式線圈的軸線平行于被檢工件的表面，而放置式線圈的軸線垂直于被檢工件的表面。這種線圈可以設(shè)計、 制作得很小，而且線圈中可以附加磁芯，具有增強磁場強度和聚焦磁場的特性，因此具有較高的檢測靈敏度。 不同應(yīng)用方式的檢測線圈(a) 放置式線圈； (b) 外通過式線圈； (c) 內(nèi)穿過式線圈 （3） 按比較方式分類。按照比較方式不同，檢測線圈可分為絕對式線圈和差動式線圈，而差動式線圈又分標(biāo)準(zhǔn)比較式和自比較式兩種(見下圖)。 絕對式線圈是一種只用

20、一個檢測線圈進行渦流檢測的方式稱為絕對式線圈， 僅針對被檢測對象某一位置的電磁特性直接進行檢測的， 而不與被檢對象的其他部位或?qū)Ρ仍嚇幽骋徊课坏碾姶盘匦赃M行比較檢測。 差動式是指兩個檢測線圈反接在一起進行工作的方式。不同比較方式的檢測線圈(a) 絕對式線圈； (b) 自比較式線圈； (c)標(biāo)準(zhǔn)比較式線圈 五、 信號檢出電路渦流檢測中，通常將渦流檢測線圈作為構(gòu)成平衡電橋的一個橋臂。正常情況下，可通過調(diào)節(jié)平衡電橋中的可變電阻實現(xiàn)橋式電路的平衡， 如下圖所示。 檢測線圈作為電橋橋臂之一的平衡電路 3.3 渦流檢測的應(yīng)用1 渦流檢測裝置渦流檢測裝置包括檢測線圈、檢測儀器和輔助裝置，另外還配有標(biāo)準(zhǔn)試樣和

21、對比試樣。檢測線圈前面已經(jīng)介紹過了， 下面簡要介紹其他部分。 檢測儀器是渦流檢測的核心部分。其作用為產(chǎn)生交變電流供給檢測線圈，對檢測到的電壓信號進行放大，抑制或消除干擾信號，提取有用信號，最終顯示檢測結(jié)果。根據(jù)檢測對象和目的，渦流檢測儀器分渦流探傷、渦流電導(dǎo)儀和渦流測厚儀三種。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，還出現(xiàn)了智能型渦流檢測儀器。 渦流檢測儀渦流檢測儀 三種類型的渦流檢測儀，它們的電三種類型的渦流檢測儀，它們的電路型式不同，但為了將試件中的待測因路型式不同，但為了將試件中的待測因素通過檢測線圈的阻抗變化反映出來，素通過檢測線圈的阻抗變化反映出來，它們需要完成一些相同任務(wù)：它們需要完成一些相同任務(wù)：

22、1 1）產(chǎn)生）產(chǎn)生激勵信號；激勵信號；2 2）檢測渦流信息；）檢測渦流信息；3 3）鑒別）鑒別影響因素；影響因素；4 4）指示檢測結(jié)果。）指示檢測結(jié)果。 因此，組成大致相同，因此，組成大致相同，由振蕩器、由振蕩器、探頭（檢測線圈及其裝配件）、信號輸探頭（檢測線圈及其裝配件）、信號輸出電路、放大器、信號處理器、顯示器、出電路、放大器、信號處理器、顯示器、電源等幾部分組成電源等幾部分組成。振蕩器產(chǎn)生各種頻率的振蕩電流通過檢測線圈，線圈產(chǎn)生交變磁場并在工件中感生渦流。當(dāng)試件存在缺陷或物性變化時，線圈電壓發(fā)生變化，通過信號檢出電路將線圈電壓變化量輸入放大器放大，經(jīng)信號處理器消除各種干擾信號，最后將有用

23、的信號輸入顯示器顯示檢測結(jié)果。1 1 振蕩器振蕩器 振蕩器的作用是向激勵線圈提供振蕩器的作用是向激勵線圈提供所需頻率及幅度的電流，以便在試件所需頻率及幅度的電流，以便在試件中感生所需強度的渦流。常配以功率中感生所需強度的渦流。常配以功率放大器使用。多采用放大器使用。多采用LCLC振蕩器，具有振蕩器，具有起振容易、調(diào)整頻率方便、能產(chǎn)生較起振容易、調(diào)整頻率方便、能產(chǎn)生較大幅度正弦振蕩、頻率穩(wěn)定的優(yōu)點。大幅度正弦振蕩、頻率穩(wěn)定的優(yōu)點。3 3 放大器放大器 由于工件中渦流的作用，檢測線圈所產(chǎn)生的由于工件中渦流的作用，檢測線圈所產(chǎn)生的信號幅度和相位會有相應(yīng)的改變，但這種信號幅度和相位會有相應(yīng)的改變，但這種變化很小，信號需放大。變化很小，信號需放大。對放大器的要求：對放大器的要求：1 1、輸入級有低的噪聲；、輸入級有低的噪聲；2 2、寬的動態(tài)范圍；、寬的動態(tài)范圍；3 3、低的畸變。、低的畸變。4 4 信號處理器信號處理器 消除無關(guān)信號的干擾消除無關(guān)信號的干擾5 5 顯示器顯示器顯示檢測結(jié)果，如記錄儀、