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1、3.1磁粉检测的基本原理,3.1.1磁粉检测的物理基础,3.1磁粉检测的基本原理,图3-1磁粉检测的基本原理a)对材料施加磁场磁化b)缺陷处形成漏磁场c)漏磁场吸附磁粉形成磁粉显示,3.1.1磁粉检测的物理基础,1.磁场与磁力线,图3-2条形磁铁的磁力线,3.1.1磁粉检测的物理基础,1)具有方向性，磁力线彼此不相交。2)磁力线是闭合的，不会中断，即使是在不同物质中也是如此，但由于物质磁性不同，会在界面上产生折射。3)磁力线在行进中总是走最短路径。4)磁力线密度，随着磁极间距离增加而降低。2.描述磁场的基本物理量(1)磁通量()规定通过某一曲面的磁力线数，单位为Wb。(2)磁场强度(H)表征磁
2、源磁场的量值特征，单位为A/m。(3)磁感应强度(B)描述物质的磁性状态，表示单位面积上的磁通量，单位为T。(4)磁导率()表征介质材料的磁特性，它表示了材料被磁化的难易程度，反映出材料的导磁能力，单位为H/m。,3.1.1磁粉检测的物理基础,(5)磁介质能影响磁场的物质称为磁介质。(1)高导磁性能在外加磁场中强烈地磁化，产生非常强的附加磁场，它的磁导率很高，相对磁导率可达数百甚至数千。(2)磁饱和性铁磁性材料由于磁化所产生的附加磁场，不会随外加磁场增加而无限地增加，外加磁场达到一定程度后，全部磁畴(铁磁物质中的电子自旋磁矩在一个小范围内取得一致的排列方向，形成一个个自发磁化区，这种自发磁化区
3、称为磁畴)的方向都与外加磁场的方向一致，磁感应强度B不再增加，呈现磁饱和性。(3)磁滞性当外加磁场的方向发生变化时，磁感应强度的变化滞后于磁场强度的变化。,3.1.1磁粉检测的物理基础,图3-3磁滞回线,3.通电导体产生的磁场,3.1.1磁粉检测的物理基础,4.漏磁场,图3-4漏磁场的产生,3.1.1磁粉检测的物理基础,1)外加磁场强度和工件材料磁导性的影响。2)缺陷方向的影响。3)缺陷埋藏深度的影响。4)缺陷的尺寸和形状的影响。5)磁化方向的影响。6)钢材表面覆盖层的影响。7)工件的形状，所采用的磁化电流的种类(交流电、直流电或整流电)的影响。5.退磁场6.磁场的合成,3.2磁粉检测方法,3
4、.2.1磁化电流的选择3.2.2磁粉检测方法分类3.2.3磁化方法3.2.4磁粉检测的工艺流程,3.2.1磁化电流的选择,表3-1磁化电流峰值与磁化电流表指示换算关系,1.交流电检测特点2.整流电检测特点,3.2.2磁粉检测方法分类,1.按施加磁粉的时机分类(1)剩磁法剰磁法是在停止磁化后将磁悬液施加到工件上，利用工件中的剩磁进行检测的方法。,图3-5剩磁法操作程序,(2)连续法连续法是在外加磁场磁化的同时，将磁粉或磁悬液施加到工件上，进行磁粉检测的方法。,图3-6连续法操作程序,3.2.2磁粉检测方法分类,图3-7连续法检测示意图a)预处理b)施加磁轭c)通电磁化d)施加磁粉e)检测出裂纹,
5、3.2.2磁粉检测方法分类,表3-2连续法和剩磁法检测的比较,2.按显示材料分类(1)荧光法荧光法是以荧光磁粉为显示材料的磁粉检测，如图3-8所示。(2)非荧光法非荧光法是以普通磁粉为显示材料的磁粉检测，如图3-9所示。,3.2.2磁粉检测方法分类,图3-8荧光法,3.2.2磁粉检测方法分类,图3-9非荧光法,3.按介质种类分类,3.2.2磁粉检测方法分类,(1)干法干法采用特制的干燥磁粉，利用空气作分散介质，将磁粉施加在已被磁化的工件表面，工件上的缺陷漏磁场将吸附磁粉形成缺陷的磁粉显示图像，如图3-10所示。(2)湿法湿法检测过程中将磁悬液分布在工件表面上，利用载液流动和漏磁场对磁粉的吸引，
6、显示出缺陷形状和大小，如图3-11所示。,图3-10干法,3.2.2磁粉检测方法分类,图3-11湿法,3.2.3磁化方法,图3-12周向磁化法,1.周向磁化,3.2.3磁化方法,图3-13通电法,3.2.3磁化方法,图3-14中心导体法,2.纵向磁化,3.2.3磁化方法,图3-15纵向磁化法,3.2.3磁化方法,图3-16磁轭法,3.多方向磁化,3.2.3磁化方法,1)磁场方向应尽量与预计的缺陷方向垂直，若不知道缺陷方向，可进行两次以上的不同方向的磁化操作。2)要注意工件形状和尺寸对磁化的影响，特别是退磁场的影响。3)在不允许工件表面有烧损检测面的情况时，尽量采用磁感应磁化的方法。,3.2.4
7、磁粉检测的工艺流程,图3-17磁粉检测工艺流程图,1.预处理2.磁化3.施加磁粉或磁悬液4.检查5.退磁6.后处理,3.3磁粉检测装置,3.3.1磁粉检测设备的分类3.3.2磁粉检测设备的主要组成3.3.3磁粉3.3.4磁悬液3.3.5标准试块3.3.6测量设备与器材,3.3.1磁粉检测设备的分类,图3-18固定式磁粉检测机,1.固定式磁粉检测机,3.3.1磁粉检测设备的分类,2.移动式磁粉检测机3.便携式磁粉检测机,图3-19移动式磁粉检测机,3.3.1磁粉检测设备的分类,图3-20便携式磁粉检测机,3.3.2磁粉检测设备的主要组成,1.磁化电源装置2.夹持装置3.指示与控制装置4.磁粉施加
8、装置5.照明装置6.退磁装置(1)交流线圈退磁装置对于中小型工件的批量退磁，常采用交流线圈退磁装置。,图3-21交流电衰减波形图,3.3.2磁粉检测设备的主要组成,图3-22交流退磁机,(2)直流换向衰减退磁装置对于用直流电磁化的工件，,3.3.2磁粉检测设备的主要组成,为了使工件内部能获得良好退磁，常常采用直流换向衰减退磁方法。,图3-23直流电衰减波形,3.3.3磁粉,1.非荧光磁粉2.荧光磁粉,3.3.4磁悬液,表3-3磁悬液浓度范围,(1)喷洒法喷洒法是将磁悬液装在专门的容器里，利用电泵或手动喷壶将搅拌均匀的磁悬液通过喷嘴喷洒在工件表面。(2)刷涂法刷涂法是用毛刷浸蘸磁悬液后涂布于工件
9、表面上，涂布时应注意磁悬液的流动性和均匀性。(3)浸泡法浸泡法是将磁化后的整个工件浸泡在均匀的磁悬液中，数秒后取出。,3.3.5标准试块,图3-24磁粉检测灵敏度试片,3.3.5标准试块,图3-25B型标准缺陷试块,3.3.5标准试块,图3-26E型标准缺陷试块,3.3.6测量设备与器材,1.磁强计,图3-27磁强计,3.3.6测量设备与器材,2.照度计3.磁悬液沉淀管,图3-28磁悬液沉淀管示意图,3.4磁粉检测应用实例,3.4.1磁粉检测作业指导书3.4.2典型工件的磁粉检测3.4.3检测报告,3.4.1磁粉检测作业指导书,表3-4磁粉检测作业指导书示例,3.4.1磁粉检测作业指导书,表3
10、-4磁粉检测作业指导书示例,3.4.2典型工件的磁粉检测,表3-5特种设备磁粉检测工艺卡,3.4.2典型工件的磁粉检测,表3-5特种设备磁粉检测工艺卡,3.4.3检测报告,表3-6螺栓磁粉检测报告,1.磁力线有哪些特征？2.什么是磁场强度、磁通量和磁感应强度？,3.4.3检测报告,3.什么是磁导率？磁介质如何分类？4.影响缺陷漏磁场形成的因素有哪些？5.什么是退磁场？其影响因素有哪些？6.什么是磁化电流？最常用的磁化电流有哪几种？各有什么特点？7.磁粉检测方法的分类及特点？8.磁化方法有哪些种类？选择磁化方法应考虑的因素有哪些？9.磁粉检测的操作程序是什么？10.磁粉检测设备分为几类？各类的使用范围如何？11.磁粉检测设备主要由哪几个部分组成？12.磁悬液怎样分类？如何使用？13.标准缺陷试片的主要用途有哪些？14.常用的磁粉检测测量设备与器材有哪些？各有何用途？,
