❶ 磁粉檢測
概述:
磁粉檢測就是利用上面的磁現象來發現鐵磁性材料或工件表面及近表面缺陷的方法。當鐵磁性工件放在使其飽和的磁場中時,磁力線便會被引導通過工件。如果磁力線遇到工件材料上的不連續(即裂紋、夾渣、氣孔等缺陷),而磁力線為了保持自己的連續性,則必須繞過這些缺陷,形成漏磁通。若這些缺陷位於材料的表面或近表面,但由於工件中的磁力線已達到飽和狀態,則磁力線就會繞過這些磁導率較低的(磁阻較大)區域而泄漏出工件表面形成「漏磁場」。這樣在缺陷的兩側便會產生磁極,將磁粉(或磁懸液) 噴灑於有缺陷工件表面,則缺陷磁極吸引磁粉,便可形成明顯可見的線狀或點狀堆積磁痕。
發展史:
1)發現人們發現磁現象比電現象要早,遠在春秋戰國時期,我國勞動人民就發現了磁石吸鐵的現象,並用磁石製成了「司南勺」,在此基礎上製成的指南針是我國古代的偉大發明之一,最早應用於航海業。
2)奠定理論17世紀法國物理學家對磁力作了定量研究。19世紀初期,丹麥科學家奧斯特發現了電流周圍也存在著磁場,與此同時,法國科學家畢奧、薩伐爾及安培,對電流周圍磁場的分布進行了系統的研究,得出了一般規律。生長於英國的法拉第首創了磁感應線的概念。這些偉大的科學家在磁學史上樹立了光輝的里程碑,也給磁粉檢測的創立奠定了理論基礎。
3)發明早在18世紀,人們就已開始從事磁通檢漏試驗。1868年,英國工程雜志首先發表了利用羅盤儀和磁鐵探查磁通以發現炮(槍)管上不連續性的報告。8年之後,Hering利用羅盤儀和磁鐵來檢査鋼軌的不連續性,獲得了美國專利。1918年,美國人Hoke發現,由磁性夾具夾持的硬鋼塊上磨削下來的金屬粉末,會在該鋼塊表面形成一定的花樣,而此花樣常與銅塊表面裂紋的形態相一致,被認為是鋼塊被縱向磁化而引起的,它促使了磁粉檢測法的發明。1928年,de Forest為解決油井鑽桿的斷裂失效,研製出周向磁化法,還提出使用尺寸和形狀受控並具有磁性的磁粉的設想,經過不懈的努力,磁粉檢測方法基本研製成功,並獲得了較可靠的檢測結果。
4)成功應用1930年,de Forest和Doane將研製出的干磁粉成功應用於焊縫及各種工件的探傷。
5)磁粉探傷機問世1934年,生產磁粉探傷設備和材料的MagnaHux (美國磁通公司)創立,對磁粉探傷機的應用和發展起了很大的推動作用。在此期間,首次用來演示磁粉檢測技術的一台實驗性的固定式磁粉探傷機裝置問世。磁粉檢測技術早期被用於航空、航海、汽車和鐵路等部門,用來檢測發動機、車輪軸和其他高應力部件的疲勞裂紋。20世紀30年代,固定式、移動式磁粉探傷機和攜帶型磁粉探傷儀相繼研製成功,並得到應用和推廣,退磁問題也得到了解決。1935年,油磁懸液在美國開始使用。
6)現狀二十世紀的今天,磁粉檢測已經被大范圍的使用,各國對磁粉檢測非常重視,作為無損檢測設備中,檢測成本最低、安全性最高的磁粉檢測設備,被各行業大量的使用。
在磁粉探傷中用到的各種磁化方法,如軸向通電法、中心導體法、偏置芯棒法、觸頭法、感應電流法、環形件繞線電纜法、線圈法、磁軛法、永久磁軛法、交叉磁軛法、直流電磁軛與交流通電法、復合磁化法、平行電纜磁化法等,其本質都是裂痕、雜質等缺陷處破壞被測部件或區域的正常磁力線的分布,從而出現缺陷處磁粉的堆積現象。各種磁化方法是依據被檢缺陷的所處位置及方向,被檢工件或區域的材料性質、厚度、大小、外形、工藝要求,檢測方法的操作頻率及容易度等細分的。
下面具體分析各種磁化方法的特點。
軸向通電法
指磁化電極固定軸類部件兩端,使磁化電流沿軸類件軸向通過的方法,用於發現與電流平行的縱向缺陷。
其優點是:
操作簡單、方便、效率高、靈敏度高;
磁化電流產生周向磁場基本集中在工件的表面及近表面;
磁化電流取值與長度無關。
磁化規范易計算。
工件端頭無磁極,不產生退磁場。
可用大電流在短時間內大面積磁化。
其缺點是:
磁化電流與工件接觸不良會產生電擊傷。
不能檢測半空心工件。
磁化細長工件易變形。
適用於檢測機加工件、軸類、管子、鑄鋼件和鍛鋼件及特種設備實心和空心工件的焊縫。
中心導體法
指磁化導線位於空心軸類部件中軸線的磁化方法,用於發現與電流平行的縱向缺陷及與以磁化導線為圓心的徑向缺陷。
其優點是:
工件無電擊傷出現。
可檢測空心工件各個面。
可一次磁化多個工件。
一次通電,工件全長都能得到周向磁化。
操作簡單、效率高、靈敏度高。
其缺點是:
檢測厚壁工件外表面缺陷的靈敏度偏低。
僅適用於通孔類工件的檢驗。
適用於檢測機加工件、管子、鑄鋼件和鍛鋼件及特種設備工件等空心工件的焊縫。
偏置芯棒法
指磁化導線貫穿空心軸類部件的磁化方法,用於發現與電流平行的縱向缺陷及與以磁化導線為圓心的徑向缺陷。
其優點是:
工件無電擊傷出現。
可檢測空心工件各個面。
可一次磁化多個工件。
一次通電,工件全長都能得到周向磁化。
靈敏度高。
可用相對較小磁化電流檢測較大直徑及厚壁類的軸類件。
其缺點是:
檢測較大直徑及厚壁類的軸類件時需轉動工件,並有10%的檢測區域重疊。
僅適用於通孔類工件的檢驗。
適用於適用於檢測機加工件、管子、鑄鋼件和鍛鋼件及特種設備工件等空心工件的焊縫。
觸頭法:
指磁化觸頭接觸被測工件平面進行磁化的方法,用於發現與電流平行的缺陷。
其優點是:
便攜、方便。
可進行局部區域檢測。
靈敏度高。
可不固定觸頭間距。
其缺點是:
單次檢測面積小。
易出現電擊傷。
適用於檢測特種設備平板對接焊縫、T形焊縫、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材。
感應電流法
指磁化線圈外包被測環形件及在被測環形件中軸上漸速插入鐵條,從而使被測環形件中所通過的感應磁場產生變化的磁化方法,用於發現環形工件圓周方向的缺陷。
其優點是:
工件無電擊傷出現。
無機械接觸,無變形。
可檢測環形類工件的各個面。
其缺點是:
僅適用於直徑與壁厚之比5的薄壁環形工件、齒輪。
不易操作、靈敏度低。
檢測效率低。
適用於檢測直徑與壁厚之比>5的薄壁環形工件、齒輪和不允許產生電弧燒傷的工件。
環形件繞線電纜法
指利用磁化導線多圈纏繞被測環形件的磁化方法,適用於檢測尺寸大的環形件用於檢測環形件徑向方向的缺陷。
其優點是:
由於磁路是閉合的,無退磁場產生,容易磁化。
工件無電擊傷出現。
靈敏度高、精度高。
其缺點是:
效率低,不適合批量檢驗。
不易操作。
線圈法
指利用線圈穿過或磁化導線多圈纏繞被測軸類件進行磁化的方法,適用於檢測縱長工件如曲軸、軸、管子、捧材、鑄件和鍛件。用於檢測縱長軸類件垂直方向的缺陷。
其優點是:
檢測大型工件較方便、容易。
工件無電擊傷出現。
方法簡單、精度高。
檢測軸向時靈敏度高。
其缺點是:
由於磁路是不閉合,易退磁場產生,不易磁化。
工件長度與直徑的比值對退磁場和靈敏度有很大的影響,決定安匝數時需考慮。
檢測長工件,需分段磁化,並需有10%的有效磁場重疊。
工件端面存在退磁場,檢測斷面時靈敏度低,需配合快速斷電來減小誤差。
磁軛法
指利用繞線式U型或C型電磁軛夾住或接觸工件表面進行磁化的方法,適用於特種設備平板對接焊縫、T形焊縫、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材的局部檢測。用於檢測兩磁極連線垂直的缺陷。
其優點是:
簡單、便攜、方便。
工件無電擊傷出現。
方法簡單、精度高、靈敏度高。
可進行任何方向的缺陷檢測。
可檢測一定絕緣度范圍內的工件。
其缺點是:
為了保證磁化效果,磁極截面需大於工件截面。
為了保證磁化效果,電磁軛與工件之間的空氣隙需足夠小。
為了保證磁化效果,電磁軛極間距需小於1m。
形狀復雜且較長的工件,不宜採用整體磁化,只能使用分段式的磁軛法。
單次檢測范圍小,不適用大面積檢測場合。
永久磁軛法
指利用永久磁鐵對工件局部進行磁化的方法,用於特殊場合(存在易燃易爆物的場合)檢測磁鐵磁場垂直方向的缺陷。
其優點是:
適用於無電、防燃、防爆的特殊場合。
工件無電擊傷出現。
可進行任何方向的缺陷檢測。
其缺點是:
檢測效率低,效果差。
檢驗大面積工件時,不能提供足夠的磁場強度以得到清晰的磁痕顯示。
可操作性差,磁鐵的磁場強度不可調節。
適用於特殊場合,一般需經過特別批准。
交叉磁軛法
指兩個繞線式U型電磁軛垂直交叉後同時接觸工件表面,從而形成旋轉磁場進行磁化的方法,用於檢測工件表面多方向的缺陷。
其優點是:
單次磁化可檢測多方向的缺陷。
工件無電擊傷出現。
檢測效率高、操作簡單。
其缺點是:
不可採用步進式移動法。
只能連續性移動交叉磁軛。
移動速度需低於4m/min。
該法不適用剩磁法觀察缺陷。
適用於檢測鍋爐壓力容器的平板對接焊縫。
直流電磁軛與交流通電法復合磁化
指用直流電磁軛進行縱向磁化,同時用交流通電法進行周向磁化工件表面的方法,從而形成變化磁場進行磁化的方法,用於檢測工件表面多方向的缺陷。
其優點是:
單次磁化可檢測多方向的缺陷。
檢測效率高。
其缺點是:
不易操作。
易出現電擊傷。
該法不適用剩磁法觀察缺陷。
適用於特種設備平板對接焊縫、T形焊縫、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材的局部檢測。
平行電纜磁化法
指將通電電纜平行放置在與焊縫等附近的磁化方法,用於檢測焊接處的缺陷。
其優點是:
操作簡單。
工件無電擊傷出現。
其缺點是:
檢測靈敏度低。
檢測效果差。
適用於檢測特種設備平板對接焊縫、T形焊縫。
❸ 磁粉檢測的檢測原理是什麼
磁粉探傷(檢測)原理磁粉檢測,是通過對被檢工件施加磁場使其磁化(整體磁化或局部磁化),在工件的表面和近表面缺陷處將有磁力線逸出工件表面而形成漏磁場,有磁極的存在就能吸附施加在工件表面上的磁粉形成聚集磁痕,從而顯示出缺陷的存在。
磁粉檢測方法應用比較廣泛,主要用以探測磁性材料表面或近表面的缺陷。多用於檢測焊縫,鑄件或鍛件,如閥門,泵,壓縮機部件,法蘭,噴嘴及類似設備等。
❹ 簡述磁粉檢測的基本過程
檢測程序:
零件預處理(清理雜質、銹斑、毛刺、油污)——噴灑磁懸液——充磁兩次——觀察磁痕評價——拍照或記錄——退磁。
簡述檢測過程:
將需檢測零件清理干凈後,噴灑磁懸液的同時充磁一次,停止噴液後再充磁一次,對磁化後的零件進行觀察評價,記錄檢測結果最後退磁。
❺ 壓力管道的磁粉檢測方法有哪些
對壓力管道的檢驗檢測工作包括:外觀檢驗、測厚、無損檢測、硬度測定、金相、耐壓試驗等。而磁粉檢測則是無損檢測一種經常使用的方法。磁粉檢測的能力不僅與施加磁場強度的大小有關,還與缺陷的方向、缺陷的深寬比、缺陷的形狀、工件的外形、尺寸和表面狀態及可能產生缺陷的部位有關。因此就有各種不同的磁化方法。對於鍋爐、壓力容器和壓力管道,常用的磁化方法是:磁扼法和觸頭法。
1、磁扼法
磁扼法是使用攜帶型電磁扼兩磁極接觸工件表面進行局部磁化,用於發現與兩磁極連線垂直的缺陷。
磁扼法的有效磁化范圍一般是以兩極間連線為長軸(L),從兩極連線中心處向兩側各114L為短軸的橢圓形所包圍的面積。如果兩磁極間距太小,由於磁極附近磁通密度過大會產生非相關顯示,磁極間距太大會造成磁場強度不夠。所以磁極間距通常選用50-200mm。要求使用磁扼最大間距時,交流電磁扼至少應有44N的提升力,直流電磁扼至少應有177N的提升力。
2、觸頭法
觸頭法又叫支桿法、刺棒法、手持電極法或尖錐法。它是用2個觸頭接觸工件表面,通電磁化,產生一個畸變的周向磁場,用於發現與兩觸頭連線平行的缺陷。
觸頭間距過大,磁化電流流過的區域變大,使磁場減弱,觸頭間距過小,電極附近磁化電流密度過大,易產生非相關顯示。因此,一般取觸頭間距為75-200mm。操作時應保證觸頭與工件表面接觸良好後,再通電磁化,否則會引起工件燒傷。關閉電源後再拿開觸頭。