畢業(yè)設(shè)計（論文） （ 2012 屆）設(shè)計(論文)題目： 磁粉檢測 通用工藝規(guī)程 系 部： 機械工程技術(shù)系 班 級： 無損檢測0911 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 二0一二 年 六 月 一 日摘要磁粉檢測是將鋼鐵等鐵磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位能吸附磁粉的特征，依磁粉分布顯示被探測物體表面缺陷和近表面缺陷的探傷方法，縮寫為MT。我國近年來磁粉檢測設(shè)備發(fā)展也很快，已實現(xiàn)了系列化，三項全波直流探傷超低頻退磁設(shè)備的性能已打到國外同類設(shè)備的水平。交流探傷就機用于剩磁法檢驗時加裝斷電相位控制器保證剩磁穩(wěn)定是我國的特色。斷電相位控制器利用可控硅技術(shù)，可以代替自藕變壓器無級調(diào)節(jié)磁化電流，還為我國磁粉檢測設(shè)備的電子化和小型化奠基了基礎(chǔ)。智能化設(shè)備已生產(chǎn)應(yīng)用光電掃描圖像識別的磁粉探傷機已研制成功。用電腦處理磁痕現(xiàn)實的試驗研究有很大的進展，自動化和半自動化設(shè)備有不少應(yīng)用。 鐵磁材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁感應(yīng)線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。磁粉檢測的質(zhì)量控制，是建立在對影響磁粉檢測靈敏度和檢測可靠性的諸因素逐個地加以控制基礎(chǔ)之上的。磁粉檢測的能力，取決于施加磁場的大小和缺陷的延伸方向，還與缺陷的位置、大小和形狀等因素有關(guān)。根據(jù)工件的幾何形狀、尺寸大小和欲發(fā)現(xiàn)缺陷的方向而在工件上建立的磁場方向，將磁化方法一般分為周向磁化、縱向磁化和多向磁化。所謂周向與縱向，是相對被檢工件上的磁場而言的。磁粉檢測器材有磁粉（熒光磁粉和非熒光磁粉）、載液（油基載液和水載液）磁懸液、反差增強劑、標(biāo)準(zhǔn)試片和標(biāo)準(zhǔn)試塊等等。磁粉檢測設(shè)備的分類形式也不一樣，常見的磁粉檢測設(shè)備有攜帶式探傷機如電磁軛、交叉磁軛、帶電極觸頭的小型磁粉探傷機或永久磁鐵等。關(guān)鍵詞 磁粉檢測 設(shè)備 器材 工藝規(guī)程 AbstractMagnetic particle testing is made of ferromagnetic materials such as steel shall be workpiece magnetized and use the defective parts can absorb the characteristics of magnetic powder, magnetic powder distribution according to show is to detect the object surface defects and near surface defects detection method abbreviation for MT。 In recent years in China magnetic powder testing equipment development is soon，has realized the seriation， three whole wave dc testing ultralow frequency equipment performance has hit demagnetized to similar foreign equipment level。Exchange detection is the machine used to test the power of residual magnetism when phase controller ensure stability in our country is the characteristics of residual magnetism。The phase controller using thyristor technology power， can replace the lotus root stepless adjusting magnetization current transformer，magnetic powder detection equipment for our country electronic and the basic foundation miniaturization。Intelligent equipment already production application optoelectronic scanning image recognition magnetic powder flaw detector has successfully developed。Using the computer processing magnetic image on the test of reality to much progress， automation and half automation equipment has many applications。The ferromagnetic materials workpiece magnetized by the existence of continuity，to make the work surface and near surface of magnetic induction line to occur from local distortion leakage magnetic field，on the surface of the adsorption of magnetic powder，in the right light visual visible magnetic image formation, which shows the location of the continuity not size and shape and severity。The magnetic powder detection quality control， is based on magnetic powder detection sensitivity and influence the inspection reliability of the categories to try to control foundation。Magnetic particle testing ability，depends on the size of the magnetic field on the extension direction and defects，and the position of the defects related to such factors as the size and shape。 According to the size and shape of the to the direction of defects found in the direction of the magnetic field set up, will be magnetized method are generally weeks magnetized longitudinal magnetization and trap to so-called weeks with longitudinal magnetization to, is a relative of workpiece is on the part of the magnetic field。 Magnetic particle testing equipment have magnetic powder (fluorescent powder and the fluorescent powder) in liquid (water in liquid and carrying oil-base liquid) magnetic levitation liquid contrast enhancement agent standard specimens and standard test blocks and so on magnetic powder detection equipment classification form is different also，common magnetic powder testing equipment portable testing machine such as electromagnetic yoke cross magnetic yoke contacts with electrodes small magnetic。 The magnetic powder detection technology, it is to point to include magnetic particle testing preprocessing magnetized (choose magnetization method and magnetized standard) on the magnetic powder or suspension of magnetic image observing and recording defects rating demagnetization and post-processing seven the whole process of the program。The timing of the magnetic particle testing should be based on the different material and decide on the workpiece magnetized magnetic powder or suspension method have continuous method of residual magnetism dry special equipment magnetic particle testing universal process planning should include at least the following content；the applicable scope；Reference standard rules and regulations。Testing personnel qualification；Detection equipment and materials；Test surface preparation；Testing time；Detection technology and detection technology；The results of detection levels of quality evaluation and classification；The record of inspection reports and data archive；Prepare (level) audits (level) and approval；Date set。Keywords magnetic particle testing facility equipment technological procedure目錄第一章 概訴 1.1磁粉檢測的發(fā)展簡史和現(xiàn)狀11.2磁粉檢測21.3表面無損檢測方法的比較4第二章 磁粉檢測物理基礎(chǔ)2.1 磁粉探傷中的相關(guān)物理量42.2 鐵磁性材料62.3電流的磁場72.4漏磁場7第三章 磁化電流和磁化方法3.1磁化電流93.2磁化方法113.3總結(jié).14第四章 磁粉檢測器材4.1磁粉144.2載液和磁懸液144.3反差增強劑154.4標(biāo)準(zhǔn)試片154.5標(biāo)準(zhǔn)試塊164.6檢測方法174.7總結(jié)20第五章 磁粉檢測設(shè)備5.1磁粉檢測設(shè)備的分類215.2固定式探傷機的組成225.3磁粉檢測輔助器材225.4總結(jié)23第六章 磁粉檢測工藝規(guī)程6.1磁粉檢測的要技術(shù)文件236.2磁粉檢測工藝規(guī)程的編制24第七章 課題結(jié)論、問題與建議7.1課題結(jié)論257.2問題257.3建議25參考文獻26致謝27第一章 概述 國外國內(nèi)都非常重視磁粉檢測設(shè)備的開發(fā)，因為只有檢測設(shè)備的進步，才能給磁粉檢測帶來成功的應(yīng)用。磁粉檢測設(shè)備從固定式、移動式到攜帶式，從半自動到專用設(shè)備，從單向磁化到多向磁化，設(shè)備已實現(xiàn)了系列化和商品化。如今我國對磁粉檢測的基礎(chǔ)理論研究比較重視，已取得較大進步。斷裂和塑性力學(xué)在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用，為制定更合理的產(chǎn)品磁粉檢測驗收標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。我們相信，磁粉檢測在特種設(shè)備行業(yè)將得到更加廣泛的應(yīng)用和重視，為控制產(chǎn)品質(zhì)量，防患于未然做出應(yīng)用的貢獻。1.1磁粉檢測概述1.1.1磁粉檢測的發(fā)展簡史磁粉檢測是將鋼鐵等鐵磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位能吸附磁粉的特征，依磁粉分布顯示被探測物體表面缺陷和近表面缺陷的探傷方法，縮寫為MT。（1）磁粉檢測是利用磁現(xiàn)象來檢測材料和工件中缺陷的方法。春秋戰(zhàn)國時期，中國人發(fā)現(xiàn)了磁石吸鐵現(xiàn)象。（2）17世紀(jì)發(fā)國物理學(xué)家對磁力作了定量研究。（3）19世紀(jì)初期，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍也存在著磁場。后來英國的法拉第首創(chuàng)了磁力線的概念。（4）1935年，油磁懸液在美國開始使用。（5）1936年，法國有人申請了在水磁懸液中添加潤濕劑和防銹劑的專利。（6）1938年，無損檢測論文集在德國出版，該書對磁粉檢測的基本原理和裝置進行了描述。（7）1940年，此份檢驗的原理教科書在美國出版。（8）1941年，熒光磁粉投入使用，磁粉檢測從理論到實踐，已經(jīng)初步形成一種無損檢測方法。（9）1949年以前，我國僅有幾臺美國進口的蓄電池式直流探傷機，用于航空工件的維修檢查。(10)近幾十年來，在廣大磁粉檢測工作者和設(shè)備器材制造者的共同努力下，磁粉檢測已發(fā)展成為一種成熟的無損檢測方法。1.1.2磁粉檢測的現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子計算機的廣泛應(yīng)用研制出許多新的自動化與半自動化的探傷設(shè)備。新的探傷材料及新的探傷技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。國外很重視磁粉檢測設(shè)備的開發(fā)，因為只有檢測設(shè)備的進步，才能給磁粉檢測帶來成功的應(yīng)用?，F(xiàn)在國外磁粉探傷設(shè)備從固定式磁粉探傷機、移動式磁粉探傷機、到便攜式磁粉探傷機，從半自動磁粉探傷機、全自動磁粉探傷機到專用磁粉探傷設(shè)備，從單向磁化到多向磁化，設(shè)備已系列化和商品化。由于晶閘管等電子元器件用于磁粉檢測設(shè)備，使智能化設(shè)備大量涌現(xiàn)，這些設(shè)備可以預(yù)置磁化規(guī)范和合理的工藝參數(shù)。進行熒光磁粉檢測和自動化操作，國外還成功第御用電視光電探測器熒光磁粉掃查和激光飛點掃描系統(tǒng)，實現(xiàn)了磁粉檢測觀察階段的自動化，將檢測到的信息在微機和其他電子裝置中進行處理，鑒別可剔除的不連續(xù)性，并進行自動標(biāo)記和分選，完全改變了傳統(tǒng)磁粉檢測“手腳并用眼睛看”的面貌。大大提高了檢測的靈敏度和可靠性，代表了當(dāng)代磁粉檢測的新成就。我國近年來磁粉檢測設(shè)備發(fā)展也很快，已實現(xiàn)了系列化，三項全波直流探傷超低頻退磁設(shè)備的性能已打到國外同類設(shè)備的水平。交流探傷就機用于剩磁法檢驗時加裝斷電相位控制器保證剩磁穩(wěn)定是我國的特色。斷電相位控制器利用可控硅技術(shù)，可以代替自藕變壓器無級調(diào)節(jié)磁化電流，還為我國磁粉檢測設(shè)備的電子化和小型化奠基了基礎(chǔ)。智能化設(shè)備已生產(chǎn)應(yīng)用光電掃描圖像識別的磁粉探傷機已研制成功。用電腦處理磁痕現(xiàn)實的試驗研究有很大的進展，自動化和半自動化設(shè)備有不少應(yīng)用。 磁粉檢測的器材，國外開發(fā)的很多，如固定式磁粉探傷機合用的400W冷光源黑光燈都得到了應(yīng)用?？焖贁嚯姕y量器的開發(fā)解決了直流磁化“快速斷電效應(yīng)”的測量問題。標(biāo)準(zhǔn)試片和試塊，及測量剩磁的磁墻做載液。熒光磁粉一般推薦使用14A，國外還研制出白光下發(fā)熒光的熒光磁粉。熒光磁粉檢測可靠性高、速度快，在國外已普遍使用。我國研制的器材，如LPW-3號磁粉檢驗載液（無臭味沒有），性能已感傷國外同類產(chǎn)品，在國內(nèi)很多行業(yè)普遍使用。磁粉檢測用B型和E型百準(zhǔn)試塊，性能和指標(biāo)均由于國外同類產(chǎn)品。已被批準(zhǔn)為“國家標(biāo)準(zhǔn)樣品”，并推廣使用。ST80C照度計和UV-A紫外輻照計性能可滿足要求。M1型多功能標(biāo)準(zhǔn)試片于國外KS234試片等效。我國研制的YC-2型熒光磁粉，靈敏度高，滿足磁粉檢測的要求，已大力推廣使用。磁懸液噴灌使用方便，尤其在特種設(shè)備磁粉檢測中普遍應(yīng)用。磁粉檢測的質(zhì)量控制，是建立在對影響磁粉檢測靈敏度和檢測可靠性的諸因素逐個地加以控制基礎(chǔ)之上的。國外非常重視，不僅制定了具體控制項目、校驗周期和技術(shù)要求，還設(shè)有質(zhì)量監(jiān)督檢查機制，保證貫徹執(zhí)行，同時通過實踐對質(zhì)量控制技術(shù)要求進行持續(xù)改進。如幾年前美國標(biāo)準(zhǔn)要求工件表面白光照度不低于200英尺燭光（2100Lx），現(xiàn)修正為100英尺燭光（1000LX）；將磁化規(guī)程由直徑每毫米3048A電流修正降為1232A等等。使磁粉檢測標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求更加合理。如今我國對磁粉檢測的基礎(chǔ)理論研究比較重視，已取得較大進步。斷裂和塑性力學(xué)在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用，為制定更合理的產(chǎn)品磁粉檢測驗收標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。我們相信，磁粉檢測在特種設(shè)備行業(yè)將得到更加廣泛的應(yīng)用和重視，為控制產(chǎn)品質(zhì)量，防患于未然做出應(yīng)用的貢獻。1.1.3磁粉檢測原理鐵磁材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁感應(yīng)線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。1.1.4磁粉檢測使用范圍（1）適用于檢測鐵磁性材料（如16MnR，20g,30CrMnSiA）工件表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測出0.1mm、寬為微米級的裂紋）和目視難以看見的缺陷。馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼材料(如1Cr17Ni7)具有磁性，因而可以進行磁粉檢測。不適用于非磁性材料，比如奧氏體不銹鋼材料（如1Cr18Ni9,0Cr18Ni9Ti）和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不適用于檢測銅鋁、鎂、鈦合金等非磁性材料。（2）適用于檢測工件表面和近表面的裂紋，白點、發(fā)紋、折疊、冷隔、氣孔和夾雜等缺陷，但不適用于檢測工件表面淺而寬的劃傷、針孔狀缺陷、埋藏較深的內(nèi)部缺陷和延伸方向與磁感應(yīng)線方向夾角小于20的缺陷（3）適用于檢測未加工的原材料（如鋼坯）和加工的半成品、成品件及使用過的工件及特種設(shè)備。（4）適用于檢測管材、棒材、板材、型材和鍛鋼件、鑄鋼件及焊接件。1.1.5磁粉檢測程序（1）預(yù)處理；（2）磁化；（3）施加磁粉或磁懸液；（4）磁痕的觀察與記錄；（5）缺陷評級；（6）退磁；（7）后處理。1.1.6磁粉檢測的優(yōu)點及局限性（1）優(yōu)點：1）可檢測出鐵磁性材料表面和近表面（開口和不開口）的缺陷。2) 能直觀地顯示出缺陷的位置、形狀、大小和嚴(yán)重程度。3) 具有很高的檢測靈敏度，可檢測微米級寬度的缺陷。4）單個工件檢測速度快，工件簡單，成本低廉，污染少。5）采用合適的磁化方法，幾乎可以檢測到工件表面的各個部位，基本上不受工件大小和幾何形狀的限制。6）缺陷檢測重復(fù)性好。7）可檢測受腐蝕的表面。（2）局限性：1）只適用于鐵磁性材料，不能檢測奧氏體不銹鋼材料和奧氏體不銹鋼焊縫及其他非鐵磁性材料。2）只能檢測表面和近表面缺陷。3）檢測時的靈敏度與磁化方向有很大關(guān)系，若缺陷放向與磁化方向近似平行或缺陷與工件表面夾角小于20，缺陷就難以發(fā)現(xiàn)。另外，表面淺而寬的劃傷、鍛造皺折也不易發(fā)現(xiàn)。4）受幾何形狀影響，易產(chǎn)生非相關(guān)顯示。5）若工件表面有覆蓋層，將對磁粉檢測有不良影響。用通電法和觸頭法磁化時，易產(chǎn)生電弧，燒傷工件。因此，電接觸部位的非導(dǎo)電覆蓋層必須打磨掉。6）部分磁化后具有較大的剩磁的工件需要進行退磁處理。1.1.7磁粉探傷中的相關(guān)物理量磁性：磁體、磁極、磁化。磁性：磁鐵能夠吸引鐵磁性材料的性質(zhì)叫磁性。磁體：凡能夠吸引其他鐵磁性材料的物體叫磁體。磁極：靠近磁鐵兩端磁性特別強吸附磁粉特別多的區(qū)域稱為磁極。每一小塊磁體總有兩個磁極。磁化：使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程叫磁化。磁場：具有磁性作用的空間磁場的特征：是對運動的電荷（或電流）具有作用力，在磁場變化的同時也產(chǎn)生電場。 磁場的顯示：磁場的大小、方向和分布情況，可以利用磁力線來表示。磁場強度、磁通量與磁感應(yīng)強度磁場強度：磁場具有大小和方向，磁場大小和方向的總稱叫磁場強度H，通常把單位正磁極所受的力稱為磁場強度。單位為A/m（SI）和Oe（CGS）。 磁通量：簡稱磁通，它是磁場中垂直穿過某一截面的磁力線的條數(shù)，用符號表示。單位為Wb（SI）和Mx（CGS）。1.2液氯儲罐的概述1.3表面無損檢測方法的比較 磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測都屬于表面無損檢測方法，但其原理和適用范圍區(qū)別很大，并且有各自獨特的優(yōu)點和局限性。所以無損檢測人員應(yīng)掌握這三種檢測方法，并能根據(jù)工件材料、狀態(tài)、和檢測要求，選擇合理的方法進行檢測。表面無損檢測方法的比較方法項目磁粉檢測（MT）滲透檢測（PT）渦流檢測（ET）方法原理磁力作用毛細(xì)滲透作用電磁感應(yīng)作用適用材質(zhì)鐵磁性材料非多孔性材料導(dǎo)電材料能檢測出的缺陷表面和近表面缺陷表面開口缺陷表面及表層缺陷應(yīng)用對象 鑄鋼件、鍛鋼件、壓延件管材、棒材、型材、焊接件、機加工件及使用中的上述工件檢測任何非多孔性材料工件及使用中的上述工件檢測管材線材棒材等工件檢測；材料狀態(tài)檢驗和分選；厚度測量等主要檢測缺陷裂紋、發(fā)紋、白點、折疊、夾雜物、冷隔裂紋、白點、疏松針孔、夾雜物裂紋、材質(zhì)變化 厚度變化顯示缺陷的器材磁粉滲透液和顯像劑 記錄儀示波器或電壓表缺陷表現(xiàn)形式漏磁場吸附磁粉形成磁痕滲透液的回滲線圈輸出電壓和相位的變化缺陷顯示直觀直觀不直觀缺陷性質(zhì)判斷能大致確定能大致確定難以判斷靈敏度高較高較低檢測速度較快慢很快（可自動化）污染較輕較重很輕其他檢測幾乎不受工件幾何和缺陷方向的限制;檢測時的靈敏度與磁化方向有很大關(guān)系檢驗不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響；不用水電，特別適用于現(xiàn)場檢驗 對形狀復(fù)雜的工件不適用，有邊界效應(yīng)影響；非接觸法檢測2.2 鐵磁性材料2.2.1 磁介質(zhì) 能影響磁場的物質(zhì)稱為磁介質(zhì)。各種宏觀物質(zhì)都是磁介質(zhì)。 磁介質(zhì)分為：順磁質(zhì)、逆磁質(zhì)（抗磁質(zhì)）和鐵磁質(zhì)。 磁粉探傷只適用于鐵磁性材料，通常把順磁性材料和逆磁性材料都列入非磁性材料。2.2.2 磁疇鐵磁性材料內(nèi)部自發(fā)磁化的大小和方向基本均勻一致的小區(qū)域稱為磁疇，其體積約為10-5cm3 ，在這個小區(qū)域內(nèi)，含有大約 10121015個原子，各原子的磁化方向一致，對外呈現(xiàn)磁性。當(dāng)把鐵磁性材料放到外加磁場中去時，磁疇就會受到外加磁場的作用，一是使磁疇磁矩轉(zhuǎn)動，二是使疇壁發(fā)生位移，最后全部磁疇的磁矩方向轉(zhuǎn)向與外加磁場方向一致，鐵磁性材料被磁化，顯示出很強的磁性。高溫情況下，磁體中分子熱運動會破壞磁疇的有規(guī)則排列，使磁體的磁性削弱。超過居里點后，磁性全部消失，變?yōu)轫槾刨|(zhì)。(1)未加外加磁場時，磁疇磁矩雜亂無章，對外不顯示宏觀磁性，如圖 (a) ； (2)在較小的磁場作用下，磁矩方向與外加磁場方向一致或接近的磁疇體積增大而磁矩方向與外加磁場方向相反的磁疇體積減小，疇壁發(fā)生位移，如圖 (b)；(3)增大外加磁場時，磁矩轉(zhuǎn)動疇壁繼續(xù)位移， 最后只剩下與外加磁場方向比較接近的磁疇，如圖 (c)；(4)繼續(xù)增大外加磁場，磁矩方向轉(zhuǎn)動，與外加磁場方向接近，如圖 (d)；(5)當(dāng)外加磁場增大到一定值時，所有磁疇的磁矩都沿外加磁場方向有序排列， 達到磁化飽和，相當(dāng)于一個微小磁鐵或磁偶極子，產(chǎn)生N極和S極，宏觀上呈現(xiàn)磁性，如圖 (e)。2.2.5 磁滯回線飽和磁場強度 Bm矯頑力 Hc 2.3電流的磁場2.3.1通電圓柱導(dǎo)體的磁場磁場方向：與電流方向有關(guān)，用右手定則確定磁場大?。喊才喹h(huán)路定律計算：根據(jù)上式，通電直長導(dǎo)體表面的磁場強度為：2.4漏磁場2.4.1漏磁場的形成 所謂漏磁場，就是鐵磁性材料磁化后，在不連續(xù)性處或磁路的截面變化處，磁感應(yīng)線離開和進入表面時形成的磁場。漏磁場形成的原因：是由于空氣的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵磁性材料的磁導(dǎo)率。如果在磁化了的鐵磁性工件上存在著不連續(xù)性或裂紋，則磁感應(yīng)線優(yōu)先通過磁導(dǎo)率高的工件，這就迫使不部分磁感應(yīng)線從缺陷下面繞過，形成磁感應(yīng)線的壓縮。但是，工件上這部分可容納的磁感應(yīng)線數(shù)目也是有限的，又由于同性磁感應(yīng)線相斥，所以，部分磁感應(yīng)線從不連續(xù)性中穿過，另一部分磁感應(yīng)線遵從折射定律幾乎從工件表面垂直地進入空氣中去繞過缺陷又折回工件，形成了漏磁場。2.4.2 缺陷的漏磁場分布 缺陷產(chǎn)生的漏磁場可以分解為水平分量Bx和垂直分量By，水平分量與工件表面平行，垂直分量與工件表面垂直。假設(shè)有一矩形缺陷，則在矩形中心，漏磁場的水平分量有極大值，并左右對稱。而垂直分量為通過中心點的曲線，其示意圖見圖2-32，圖中（a）為水平分量，（b）為垂直分量，如果將兩個分量合成，則可得到如圖（c）所示的漏磁場。 2.4.3 漏磁場對磁粉的作用力 漏磁場對磁粉的吸附可看成是磁極的作用，如果有磁粉在磁極區(qū)通過，則將被磁化，也呈現(xiàn)出N極和S極，并沿著磁感應(yīng)線排列起來。當(dāng)磁粉的兩極與漏磁場的兩極互相作用時，磁粉就會被吸附并加速移到缺陷上去。漏磁場的磁力作用在磁粉微粒上，其方向指向磁感應(yīng)線最大密度區(qū)，即指向缺陷處。 漏磁場的寬度要比缺陷的實際寬度大數(shù)倍至數(shù)十倍，所以磁痕對缺陷寬度具有放大作用，能將目視不可見的缺陷變成目視可見的磁痕使之容易觀察出來。2.4.4 影響漏磁場的因素（1）外加磁場強度的影響 缺陷的漏磁場大小與工件磁化程度有關(guān)。一般說來，外加磁場強度一定要大于產(chǎn)生最大磁導(dǎo)率m對應(yīng)的磁場強度Hm，使磁導(dǎo)率減小，磁阻增大，漏磁場增大。當(dāng)鐵磁性材料的磁感應(yīng)強度達到飽和值的80%左右時，漏磁場便會迅速增大。（2）缺陷位置及形狀的影響 1）缺陷埋藏深度的影響： 同樣的缺陷，位于工件表面時，產(chǎn)生的漏磁場大；若位于工件的近表面，產(chǎn)生的漏磁場顯著減??；若位于工件表面很深處，則幾乎沒有漏磁場泄漏出工件表面。2）缺陷方向的影響：缺陷垂直于磁場方向，漏磁場最大，也最有利于缺陷的檢出；若與磁場方向平行則幾乎不產(chǎn)生漏磁場；當(dāng)缺陷與工件表面由垂直逐漸傾斜成某一角度，而最終變?yōu)槠叫?，即傾角等于0時，漏磁場也由最大下降至零，下降曲線類似于正弦曲線由最大值降至零值的部分。3）缺陷深寬比的影響：缺陷的深寬比是影響漏磁場的一個重要因素，缺陷的深寬比愈大，漏磁場愈大，缺陷愈容易發(fā)現(xiàn)。（3）工件表面覆蓋層的影響（4）工件材料及狀態(tài)的影響 1）晶粒大小的影響； 2）含碳量的影響； 3）熱處理的影響； 4）合金元素的影響； 5）冷加工的影響。第三章 磁化電流和磁化方法3.1磁化電流 在電場作用下，電荷有規(guī)則的運動形成電流。電流通過的路徑稱為電路，它一般由電源、連接導(dǎo)線和負(fù)載組成。單位時間內(nèi)流過導(dǎo)體某一截面的電量叫電流，用I表示，單位是安培（A）。 磁粉探傷采用的磁化電流有交流電、整流電（包括單相半波整流電、單相全波整流電、三相半波整流電和三相全波整流電）、直流電和沖擊電流，其中最常用的磁化電流是交流電、單相半波直流電和三相全波整流電。3.1.1 交流電（1）概念：峰值、有效值、平均值、趨膚效應(yīng)、趨膚深度（穿透深度）。（2）交流電的趨膚效應(yīng)：導(dǎo)體表面電流密度大，內(nèi)部電流密度小產(chǎn)生的原因是電磁感應(yīng)產(chǎn)生了渦流。 （3）電流從表面值下降到1/e0.37的深度稱為趨膚深度，可由下式求出： (4)流電的優(yōu)點：1）對表面缺陷檢測靈敏度高 ；2）容易退磁 ；3）能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)電流磁化； 4）能夠?qū)崿F(xiàn)多向磁化； 5）變截面工件磁場分布較均勻； 6）有利于磁粉遷移； 7) 用于評價直流電發(fā)現(xiàn)的磁痕顯示；8)適用于在役工件的檢驗；9)適用于12mm彈簧鋼絲的檢驗； 10)交流電磁化時，兩次磁化的工序間不需要退磁。(5)交流電的局限性：1)剩磁法檢驗時，受交流電斷電相位的影響；2)探測缺陷的深度小。3.1.2整流電1.單相半波整流電 優(yōu)點：(1)兼有直流的滲透性和交流的脈動性；(2)剩磁穩(wěn)定； (3)有利于近表面缺陷的檢測；(4)能提供較高的靈敏度和對比度；(5)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、輕便，有利于現(xiàn)場檢驗。局限性：(1)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、輕便，有利于現(xiàn)場檢驗；(2)檢測缺陷深度不如直流電大；(3)要求較大的輸入功率。2.三相全波整流電優(yōu)點：(1)具有很大的滲透性和很小的脈動性； (2)剩磁穩(wěn)定；(3)適用于近表面缺陷的檢測；(4)需要設(shè)備的輸入功率小。局限性：(1)退磁困難； (2)退磁場大；(3)變截面工件磁化不均勻； (4)不適用于干法檢驗；(5)在周向和縱向磁化工序間需要退磁。3.1.3 選擇磁化電流規(guī)則 1.用交流電磁化，對表面微小缺陷檢測靈敏度高；2.由于趨膚效應(yīng)，對工件表面下的磁化能力，交流電比直流電弱；3.交流電用于剩磁法時，應(yīng)加裝斷電相位控制器；4.交流電磁化連續(xù)法檢驗主要與電流有效值有關(guān)，而剩磁法檢驗主要與峰值電有關(guān)；5.整流電或直流電，能檢測工件近表面較深的缺陷；6.整流電流中包含的交流分量越大，檢測近表面較深缺陷的能力越小；7.整流電和直流電用于剩磁法檢驗時，剩磁穩(wěn)定；8.沖擊電流只能用于剩磁法和專用設(shè)備；9.直流電檢測缺陷深度最大。3.2磁化方法3.2.1磁場方向與發(fā)現(xiàn)缺陷的關(guān)系磁粉檢測的能力，取決于施加磁場的大小和缺陷的延伸方向，還與缺陷的位置、大小和形狀等因素有關(guān)。工件磁化時，當(dāng)磁場方向與缺陷延伸方向垂直時，缺陷處的漏磁場最大檢測靈敏度最高；當(dāng)磁場方向與缺陷延伸方向夾角為45度時，缺陷可以顯示，但靈敏度降低；當(dāng)磁場方向與缺陷延伸方向平行時，不產(chǎn)生磁痕顯示，發(fā)現(xiàn)不了缺陷。3.2.2選擇磁化方法應(yīng)考慮的因素有：工件的尺寸大??；工件的外形結(jié)構(gòu)；工件的表面狀態(tài)。并根據(jù)工件過去斷裂的情況和各部分的應(yīng)力分布，分析可能產(chǎn)生缺陷的部位和方向，選擇合適的磁化方法。3.2.3周向磁化方法根據(jù)工件的幾何形狀，尺寸大小和欲發(fā)現(xiàn)缺陷方向而在工件上建立的磁場方向，將磁化方法一般分為周向磁化、縱向磁化和多向磁化（復(fù)合磁化）。周向磁化是指給工件直接通電，或者使電流流過貫穿空心工件孔中的導(dǎo)體，旨在工件中建立一個環(huán)繞工件的并與工件軸垂直的周向閉合磁場，用于發(fā)現(xiàn)與工件軸平行的縱向缺陷，即與電流方向平行的缺陷。1.軸向通電法定義:如果工件截面是圓形，便產(chǎn)生圓形磁場；長方形截面則產(chǎn)生橢圓形 磁場；電流方向和磁場方向的關(guān)系遵從右手定則.另有直角通電和夾鉗通電法通電法產(chǎn)生打火燒傷的原因及預(yù)防措施。2.中心導(dǎo)體法（芯棒法）定義：是感應(yīng)磁化，可用于檢查空心工件內(nèi)、外表面與電流 平行的縱向不連續(xù)性和端面的徑向不連續(xù)性?？招募弥苯油姺ú荒軝z查內(nèi)表面的不連續(xù)性，因為內(nèi)表面的磁場強度為零；但用中心導(dǎo)體法能更清晰地發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)表面的缺陷，由于內(nèi)表面比外表面具有更大的磁場強度。3.偏置芯棒法適用于中心導(dǎo)體法檢驗時，設(shè)備功率達不到的大型環(huán)和管子的檢驗。偏置芯棒法采用適當(dāng)?shù)碾娏髦荡呕?，有效磁化范圍約為導(dǎo)體直徑D的4倍。檢查時要轉(zhuǎn)動工件，以檢查整個圓周，并要保證相鄰檢查區(qū)域有10%的重疊。4.觸頭法（支桿法）定義：觸頭間距 75200mm，兩次應(yīng)重疊25mm。（按標(biāo)準(zhǔn)）當(dāng)觸頭間距為200mm時，通以800A的交流電，則有效的磁化范圍寬度約為（3L/8+3L/8）。在兩觸頭的連線上，產(chǎn)生的磁場強度最大，愈遠(yuǎn)離該連線，磁場強度愈小。3.2.4縱向磁化方法1磁軛法 提升力應(yīng)大于45N，并用15/100或30/100的A型試片進行綜合性能試驗。磁軛磁化的間距應(yīng)控制在75200mm范圍內(nèi)，檢測的有效區(qū)域為兩極中心連線兩側(cè)各50mm的范圍內(nèi)，磁化區(qū)域每次應(yīng)有15mm重疊。適用于特種設(shè)備平板對接焊接、T形焊縫、管板焊縫、角焊縫以及大型鑄件、鍛件和板材的局部磁粉檢測。整體磁化適用于零件橫截面的縱長零件的磁粉檢測。2線圈法線圈法的有效磁化區(qū)是從線圈端部向外延伸到150mm的范圍內(nèi)。超過150mm以外區(qū)域，磁化強度應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)試片確定。(1)低充填因數(shù)線圈法當(dāng)線圈的橫截面積大于或等于被檢工件橫截面積的10倍時，使用下述公式偏心放置時，線圈的磁化電流按式（1）計算（誤差為10%）： （1）正中放置時，線圈的磁化電流按式（2）計算（誤差為10%）：（2）以上各式中：I施加在線圈上的磁化電流，A；N線圈匝數(shù)；L工件長度，mm；D工件直徑或橫截面上最大尺寸，mm；R線圈半徑，mm。(2)高充填因數(shù)線圈法用固定線圈或電纜纏繞進行檢測，若此時線圈的截面積小于或等于2倍工件截面積（包括中空部分），磁化時，可按式（3）計算磁化電流（誤差10%）： （3）式中各符號意義同式（1）。(3)中充填因數(shù)線圈法當(dāng)線圈大于2倍而小于10倍被檢工件截面積時， （4）式中：（NI）h式（3）高充填因數(shù)線圈計算的NI值。（NI）l式（1）或式（2）低充填因數(shù)線圈計算的NI值。Y線圈的橫截面積與工件橫截面積之比。(4)上述公式不適用于長徑比（L/D）小于2的工件。對于長徑比（L/D）小于2的工件，若要使用線圈法時，可利用磁極加長塊來提高長徑比的有效值或采用標(biāo)準(zhǔn)試片實測來決定電流值。對于長徑比（L/D）大于等于15的工件，公式中（L/D）取15。(5)當(dāng)被檢工件太長時，應(yīng)進行分段磁化，且應(yīng)有一定的重疊區(qū)。重疊區(qū)應(yīng)不小于分段檢測長度的10%。檢測時，磁化電流應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試片實測結(jié)果來確定。(6)當(dāng)被檢工件太長時，應(yīng)進行分段磁化，且應(yīng)有一定的重疊區(qū)。重疊區(qū)應(yīng)不小于分段檢測長度的10%。檢測時，磁化電流應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試片實測結(jié)果來確定。(7)計算空心工件時，此時工件直徑D應(yīng)由有效直徑Deff代替。對于圓筒形工件： Deff=（Do）2-（Di）21/2 （5）式中：Do圓筒外直徑，mm；Di圓筒內(nèi)直徑，mm。對于非圓筒形工件：Deff=2（6）式中：At零件總的橫截面積，mm2；Ah零件中空部分的橫截面積，mm2。3.2.5多向磁化方法多向磁化是指通過復(fù)合磁化，在工件中產(chǎn)生一個大小和方向隨時間成圓形、橢圓形或螺旋形變化的磁場。因為磁場的方向在工件上不斷地變化著，所以可發(fā)現(xiàn)工件上所有方向的缺陷。多向磁化是根據(jù)磁場強度疊加原理，在工件中某一點的磁場強度等于幾種磁化方法在該點分別產(chǎn)生的磁場的矢量和，或者是不同方向的磁場在工件上的輪流交替磁化。 3.3總結(jié)本課題中，液氯儲罐磁化方法為交叉磁軛法或單磁軛法；電流種類為交流電，交流電提升力：交叉磁軛118N,單磁軛45N。其磁軛的行走速率4m/min，一般應(yīng)為2-3m/min；磁極端面為工件表面的間隙越小越好，一般1.5mm。第四章 磁粉檢測器材與設(shè)備4.1磁粉1.種類 按磁痕觀察分：熒光磁粉和非熒光磁粉按施加方式：濕法磁粉和干法粉。 (1)熒光磁粉：磁性氧化鐵粉、工業(yè)純鐵粉或羰基鐵粉為核心，在鐵粉外面用樹脂粘附一層熒光染料而制成。熒光磁粉發(fā)出510-550nm黃綠熒光，人眼最敏感的光。因而其對比度很高，從而可見度也高。純白和純黑在明亮環(huán)境中對比系數(shù)為：25：1，而黑暗中熒光的對比系數(shù)可達1000：1。熒光磁粉一般只適于濕法。(2)非熒光磁粉：四氧化三鐵黑磁粉、三氧化二鐵紅磁粉、工業(yè)純鐵粉為原料粘附其它顏料的有色磁粉（如白磁粉等）、JCM系列空心磁粉（鐵鉻鋁的復(fù)合氧化物，用于高溫）共四種。前兩種既適于濕法也適于干法，后兩種只用于干法。2.磁粉的性能(1)磁特性：磁粉被磁場吸引的能力稱為磁粉的磁性，它直接影響缺陷處磁痕的形成能力，磁粉應(yīng)具有高磁導(dǎo)率（易被吸附）、低矯頑力（易分散流動）、低剩磁（易分散流動）。(2)粒度：磁粉的粒度就是磁粉顆粒的大小。粒度細(xì)小的磁粉懸浮性好，容易被小缺陷產(chǎn)生的漏場磁化和吸附，形成的磁痕顯示線條清晰，定位準(zhǔn)確，所以檢驗工件表面微小缺陷時，宜選用粒度細(xì)小的磁粉；檢驗大缺陷時，宜選用粒度較大一點的磁粉。 (3)形狀：保證好的磁吸附性能和流動性能。理想的磁粉應(yīng)由一定比例的條形、球形和其他形狀的磁粉混合。(4)流動性：探傷時，磁粉的流動性要好。直流電不利于磁粉的流動，故直流電不適于干法檢驗；濕法時，磁粉的流動靠載液帶動，故直交流電均可。(5)密度：對磁吸附性、懸浮性、流動性有影響。濕磁粉（黑、紅）密度約4.5g/cm3,干磁粉8g/cm3，熒光磁粉與其組成成分有關(guān)。(6)識別度：指磁粉的光學(xué)性能，包括顏色、熒光亮度、工件表面顏色的對比度。4.2載液和磁懸液用來懸浮磁粉的液體稱為載液。1.種類：分為油基載液、水載液、乙醇載液（橡膠鑄型法）。 (1)油基載液：低粘度、高閃點、無熒光、無臭味和無毒性等的特點在一定的使用溫度范圍內(nèi)，尤其在較低溫度下，若油的黏度小，磁懸液流動性好，檢測靈敏度高。(2)水載液：潤濕性，分散性，防銹性，消泡性，穩(wěn)定性。2.磁懸液磁粉和載液按一定比例混合而成的懸浮液體。(1)磁懸液濃度：包括配制濃度（主要用于不回收的磁懸液） （每升磁懸液中所含磁粉的重量g/L）和沉淀濃度（主要用于循環(huán)使用的磁懸液）（每100mL磁懸液中沉淀出磁粉的體積mL/L ）。 (2)濃度與靈敏度關(guān)系：磁懸液濃度對顯示缺陷的靈敏度影響很大，濃度不同，檢測靈敏度也不同。濃度太低，影響漏磁場對磁粉的吸附量，磁痕不清晰會使缺陷漏檢；濃度太高，會在工件表面滯留很多磁粉，形成過度背景，甚至?xí)谏w相關(guān)顯示。 (3)推薦濃度：磁粉類型配制濃度（g/L）沉淀濃度（含固體量：mL/100mL）非熒光磁粉10251.22.4熒光磁粉0.53.00.10.4橡膠鑄型法非熒光磁懸液配制濃度推薦4 5g/L3.磁懸液配制：(1)水懸液的配制方法：第一步：將少量的水加入稱好的分散劑（水）中。攪拌均勻；第二步：將稱好的熒光磁粉倒入與少量水混合的分散劑里。是磁粉全部潤濕攪拌成均勻的糊狀；第三步：在徐徐攪拌中計入其余的水量。兵充分?jǐn)嚢杌旌稀?2)油懸液的配制方法： 第一步：將稱好的無味煤油取出少許與磁粉混合，讓磁粉全部濕潤，攪拌成均勻的糊狀；第二步：邊攪拌邊加入剩余的無味煤油并充分混合。4.3