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第10讲 磁粉检测技术 磁粉检测 磁粉检测：基于缺陷处漏磁场与磁粉的相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。 步骤：预处理－磁化工件－施加磁粉—磁痕分析 磁粉检测的物理基础 磁场中的几个基本物理量： 磁通量φ：通过磁场中某一曲面的磁力线数。 磁感应强度B：描述某点磁场的方向和大小，单位面积上垂直通过的磁力线的数目。 磁通量的单位是Wb和Mx。1Wb＝108Mx。 磁感应强度的单位是T和Gs。1T＝104Gs。 Φ和B的关系为 磁粉检测的物理基础 磁滞回线： Br称为剩磁。Hc称为矫顽力。rc称为退磁曲线。 磁粉检测的物理基础 电流的磁场：通电圆柱体的磁场计算 磁粉检测的物理基础 举例：一圆柱体直径20cm，通一5000A的电流，求距离中心5cm、10cm、40cm、100cm各点处的磁场强度。 磁粉检测的物理基础 磁路和磁路定理： 减少非工作段上的磁压损耗，而保证各工作段上的磁压降。 磁粉检测的设备和器材 磁粉探伤机 磁粉探伤机的命名C x x -- x 磁粉检测的设备和器材 退磁装置 交流线圈退磁装置：工件离开探伤线圈后关电源。 直流换向衰减退磁装置：避免集肤效应，可深度退磁。 交流降压衰减退磁装置：可用于大型工件。 磁粉检测的设备和器材 磁粉 非荧光磁粉、荧光磁粉、特种磁粉（如高温磁粉）。 磁粉的性能 磁性：被磁场吸引的能力。好的磁粉应该有：高的磁导率、低的剩磁和矫顽力。 粒度：磁粉的粒度与缺陷宽度相同或为其1／2时具有最大的吸附能力。检验表面缺陷时用细磁粉（灵敏度高），检验内部缺陷时用粗磁粉（导磁率高）。实际实用时，常将不同粒度的磁粉混合使用。 形状：长锥形好。流动性：球状好。 密度：要便于被吸附。识别度：颜色便于被识别。 磁化方法与磁化规范 磁化电流： 交流电：Im＝1.414I，Id＝0.637Im。 直流电：单相半波整流、单相全波整流、三相整流。 磁化电流的选择 起磁化作用的不是有效值或平均值，而是峰值。 探伤机显示常用有效值（交流）和平均值（直流），需要进行转换。 磁化方法与磁化规范 磁化电流的选择 交流电： 搅拌磁粉，有助于磁粉迁移，灵敏度高。 集肤效应，不能检测深埋缺陷。 剩磁不稳定，不易用剩磁检测（或需要断电相位控制器）。 直流电： 有利于发现较深的缺陷。 半波整流具有交支流电的共有特点。 磁化方法与磁化规范 周向磁化方法及其磁场分布 中心导体法：B在工件内表面最大，能发现内外表面的缺陷。 常用非铁磁良导体作为芯棒，如铜铝。 磁化方法与磁化规范 周向磁化方法及其磁场分布 感应电流法：利用变压器原理对工件进行磁化。 电源不直接接触工件，工件不烧伤。 工件不受压力，工件不变形。 适合于环状薄壁工件。 磁化方法与磁化规范 周向磁化规范的选择 工件表面的磁感应强度的计算公式如下： 上式采用了国际单位制，如果H用Oe，直径用mm，则： 例子：一个圆形工件的直径为100mm，周向磁化要求表面H＝4800A/m，求磁化电流。 如果工件不是圆形，而是其他形状，则可用周长进行计算 磁粉检测工艺与操作 磁粉检测的操作包括：预处理、磁化工件、施加磁粉或磁悬液、评定磁痕、退磁和后处理。 连续法检测在磁化过程中施加磁粉，而剩磁法检测在工件磁化后施加磁粉。他们的操作程序如下： 磁粉检测工艺与操作 检验方法：按介质的种类分为湿法和干法。 湿法又叫磁悬液法，湿法根据施加磁悬液的时间不同又分为连续磁化法和剩磁法磁化法。 干法又叫干粉法，干法由于磁粉粉粒较大，只能用于连续法磁化，干法不能发现微小的缺陷。 湿法检测可以具有更高的灵敏度。 干法多用于大型铸锻件毛坯、大型结构件的检测，通常与便携设备配合使用。 磁粉检测工艺与操作 退磁： 有剩磁的工件再加工过程中会加速刀具的磨损，影响精密设备的实用，加速齿轮的的磨损。因此需要对工件进行退磁。退磁方法有热处理法和反转磁场退磁法。 热处理法是将工件加热到居里温度以上，使铁磁质变为顺磁质而失去磁性。 反转磁场法有两个条件： 磁场方向不断变化， 磁场强度逐步减小到0。 磁粉检测的特点 磁粉检测的优点： 可发现裂纹、折叠、疏松等缺陷，可直观显示缺陷的形状、大小和位置。 具有很高的灵敏度，能够检测如发纹这样的细小缺陷。 只要采用合适的磁化方法，几乎可以检测任何形状和大小的工件。 磁粉检测的缺点： 只适用于铁磁性材料的表面或近表面缺陷（一般2mm）。 检测灵敏度与磁化方向和缺陷方向有很大关系。 工件表面的覆盖层、油漆、喷丸层会降低检测林敏度。 检测后一般需要进行退磁。 表面无损检测方法的比较 * * 韩赞东 2000 800 磁阻Rm的单位为H－1 磁粉 探伤机 磁化 方式 磁化 电流 结构 形式 为何要退磁