1、磁粉檢測(cè)磁粉檢測(cè)級(jí)級(jí)郭黎群郭黎群2014.05.10 2014.05.10 1 緒論緒論1.1.11.1.1 磁粉檢測(cè)的發(fā)展簡(jiǎn)史磁粉檢測(cè)的發(fā)展簡(jiǎn)史1.1 1.1 磁粉檢測(cè)發(fā)展史和現(xiàn)狀磁粉檢測(cè)發(fā)展史和現(xiàn)狀1.1.21.1.2 磁粉檢測(cè)的現(xiàn)狀磁粉檢測(cè)的現(xiàn)狀1.1 1.1 磁粉檢測(cè)發(fā)展史和現(xiàn)狀磁粉檢測(cè)發(fā)展史和現(xiàn)狀1.2 1.2 漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類磁粉檢測(cè)原理磁粉檢測(cè)原理（1 1）磁粉檢測(cè)基本原理）磁粉檢測(cè)基本原理( (理解理解) )1.2 1.2 漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類（2 2）磁粉檢測(cè)適用范圍）磁粉檢測(cè)適用范圍( (理解理解) )1.2 1.2 漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類（2 2

2、）磁粉檢測(cè)適用范圍）磁粉檢測(cè)適用范圍( (理解理解) )1.2 1.2 漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類（3 3）檢測(cè)程序）檢測(cè)程序( (理解理解) )1.2 1.2 漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類（3 3）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)( (理解理解) )1.2 1.2 漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類（3 3）缺點(diǎn)）缺點(diǎn)( (理解理解) )1.2 1.2 漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類漏磁場(chǎng)檢測(cè)分類1.3 1.3 表面無損檢測(cè)方法的比較表面無損檢測(cè)方法的比較 2 磁粉檢測(cè)的物理基磁粉檢測(cè)的物理基礎(chǔ)礎(chǔ)磁粉檢測(cè)原理磁粉檢測(cè)原理2.1 2.1 磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)2.1.2 2.1.2 磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線2.1.22.1.2磁

3、場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線2.1.22.1.2磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線2.1.22.1.2磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線2.1.3 2.1.3 真空中的恒定磁場(chǎng)真空中的恒定磁場(chǎng)2.1.3 2.1.3 真空中的恒定磁場(chǎng)真空中的恒定磁場(chǎng)2.1.3 2.1.3 真空中的恒定磁場(chǎng)真空中的恒定磁場(chǎng)IdlB0磁通密度與磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通密度與磁感應(yīng)強(qiáng)度( (理解理解) )2.1.4 2.1.4 磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)3 3、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度IdlHMBHIdlMBdlMIdlBIIdlBs0000)()()(3 3、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度為絕對(duì)磁導(dǎo)率）為相對(duì)磁導(dǎo)率為物質(zhì)的磁化率( ) 1 ( )1 ()

4、 ( 0rr0m00HHBHBHMMHBrmmm3 3 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 2.2 鐵磁性材料鐵磁性材料 2.2 鐵磁性材料鐵磁性材料 2.2 鐵磁性材料鐵磁性材料 2.2.3 磁特性曲線磁特性曲線 2.2.3 磁特性曲線磁特性曲線RIH2rIH222 RIrHRHIRIRIRIRIH55280100100/ )2(80124HDI 320HDI 3 3、鋼棒通電法磁化、鋼棒通電法磁化（理解）（理解）4 4、鋼棒通電法磁化、鋼棒通電法磁化)(2)(2122212RRrRrIH21RrR0HRr 2.3.22.3.2、通電鋼管的磁場(chǎng)、通電鋼管的磁場(chǎng)22RIHrIH2（理解）（理解）22cosDLNIL

5、NIHMNH)1(1)1(000000oorNHHNHHHHNHHBNHHHH得：hteffAAD2SLDL2220ieffDDDmrNISLNILSNIHSBSLNIH /3 3 磁化方法、電流和規(guī)范磁化方法、電流和規(guī)范3.1 3.1 磁化電流：磁化電流：用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流，有交流電，整流電（單相半波用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流，有交流電，整流電（單相半波整流，單相全波整流，三相全波整流），直流電，脈整流，單相全波整流，三相全波整流），直流電，脈沖電流。沖電流。不同電流對(duì)工件磁化效果不同，即使磁化電流值相同，磁不同電流對(duì)工件磁化效果不同，即使磁化電流值相同，磁化場(chǎng)的幅值和分布可能不同。化場(chǎng)的幅值和分布

6、可能不同。3.1.1 3.1.1 交流電交流電 交流電是指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電交流電是指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流，正弦交流電是隨時(shí)間作正弦變化的交流電。流，正弦交流電是隨時(shí)間作正弦變化的交流電。正弦交流電正弦交流電)sintIim其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：交流電有交流電有3 3個(gè)表征值個(gè)表征值，峰值，有效值，平均值峰值，有效值，平均值峰值：峰值：交流電在一個(gè)周期內(nèi)的電流最大值，用交流電在一個(gè)周期內(nèi)的電流最大值，用ImIm表示表示有效值有效值： 在相同電阻上分別通直流電和交流電，經(jīng)過在相同電阻上分別通直流電和交流電，經(jīng)過一個(gè)交流周期時(shí)間，電阻上所損失的電能如果相等，則

7、一個(gè)交流周期時(shí)間，電阻上所損失的電能如果相等，則該直流電大小作為交流電有效值，用該直流電大小作為交流電有效值，用I I表示。表示。平均值：交流電在半個(gè)周期范圍內(nèi)各瞬間的平均值：交流電在半個(gè)周期范圍內(nèi)各瞬間的IIm2磁粉檢測(cè)中對(duì)工件起磁化作用的是電流的峰值，而交流電磁粉檢測(cè)中對(duì)工件起磁化作用的是電流的峰值，而交流電表提供的是有效值。表提供的是有效值。mdII)/2(rff5001r磁導(dǎo)率電導(dǎo)率f電流的頻率趨夫（集膚）效應(yīng)趨夫（集膚）效應(yīng): :交流電通過交流電通過導(dǎo)電體時(shí)，其電流密度分布是不導(dǎo)電體時(shí)，其電流密度分布是不均勻的，導(dǎo)體表面的電流密度大均勻的，導(dǎo)體表面的電流密度大，而中心部位很小，這種電

8、流趨，而中心部位很小，這種電流趨向于導(dǎo)體表層流動(dòng)的現(xiàn)象稱為趨向于導(dǎo)體表層流動(dòng)的現(xiàn)象稱為趨夫效應(yīng)夫效應(yīng), ,產(chǎn)生的原因是電磁感應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)生的原因是電磁感應(yīng)產(chǎn)生了渦流。生了渦流。趨膚效應(yīng)的產(chǎn)生滲透深度：滲透深度：交流電的交流電的局限性：局限性： 1 1） 剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，受交流電斷電相位的影響剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，受交流電斷電相位的影響, ,剩磁剩磁 不夠穩(wěn)定不夠穩(wěn)定 2 2） 探測(cè)缺陷的深度小探測(cè)缺陷的深度小 交流斷電相位的影響交流斷電相位的影響 交流電磁化與產(chǎn)生剩磁的關(guān)系如圖所示。交流電磁化與產(chǎn)生剩磁的關(guān)系如圖所示。 若在正弦周期的若在正弦周期的 和和 或在零值斷電，或在零值斷電，工件上將得到最大的剩磁工件

9、上將得到最大的剩磁 ，對(duì)應(yīng)坐標(biāo)上的，對(duì)應(yīng)坐標(biāo)上的02和和05。 若斷電發(fā)生在正弦周期的若斷電發(fā)生在正弦周期的 和和 ，得到剩磁，得到剩磁 。rBrB)2/()22/3() 2/0()2/3(3.1.2 整流電整流電單相半波單相全波三相半波三相全波整流電a a）單相半波）單相半波 b b）三相半波）三相半波 c c）單相全波）單相全波 d d）三相全波）三相全波1） 兼有直流的滲透性和交流的脈動(dòng)性兼有直流的滲透性和交流的脈動(dòng)性,單相半波整流電單相半波整流電方向單一，趨膚效應(yīng)遠(yuǎn)比交流小，因此能探測(cè)近表面缺陷方向單一，趨膚效應(yīng)遠(yuǎn)比交流小，因此能探測(cè)近表面缺陷2）剩磁穩(wěn)定）剩磁穩(wěn)定,整流電磁化無需考慮

10、斷電相位問題，任何時(shí)整流電磁化無需考慮斷電相位問題，任何時(shí)刻斷電都可獲得穩(wěn)定的剩磁刻斷電都可獲得穩(wěn)定的剩磁3）能提供較高的靈敏度和對(duì)比度）能提供較高的靈敏度和對(duì)比度1） 退磁較困難退磁較困難 2）檢測(cè)缺陷深度不如直流電大）檢測(cè)缺陷深度不如直流電大3）要求較大的輸入功率）要求較大的輸入功率局限性：局限性：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：3.1.4 沖擊電流沖擊電流3.1.53.1.5如何選用磁化電流？如何選用磁化電流？ 1.1.用交流電磁化濕法檢驗(yàn)，對(duì)工件表面微小缺陷檢測(cè)靈用交流電磁化濕法檢驗(yàn)，對(duì)工件表面微小缺陷檢測(cè)靈敏度高；敏度高； 2.2.交流電的滲入深度，不如整流電和直流電；交流電的滲入深度，不如整流電和直流

11、電； 3.3.交流電用于剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)加裝斷電相位控制器；交流電用于剩磁法檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)加裝斷電相位控制器； 4.4.交流電磁化連續(xù)法檢驗(yàn)主要與有效值電流有關(guān)；交流電磁化連續(xù)法檢驗(yàn)主要與有效值電流有關(guān)； 5.5.整流電流中包含的交流分量越大，檢測(cè)近表面較深缺整流電流中包含的交流分量越大，檢測(cè)近表面較深缺陷的能力越小；陷的能力越小； 6.6.單相半波整流電磁化干法檢驗(yàn)，對(duì)工件近表面檢驗(yàn)靈單相半波整流電磁化干法檢驗(yàn)，對(duì)工件近表面檢驗(yàn)靈敏度越高；敏度越高； 7.7.三相全波整流電可檢測(cè)工件近表面較深的缺陷；三相全波整流電可檢測(cè)工件近表面較深的缺陷； 8.8.直流電可檢測(cè)工件近表面最深的缺陷；直流電可檢

12、測(cè)工件近表面最深的缺陷； 9.9.沖擊電流只能用于剩磁法檢驗(yàn)和專用設(shè)備沖擊電流只能用于剩磁法檢驗(yàn)和專用設(shè)備。 3.2 磁化方法3.2.1 磁場(chǎng)方向與發(fā)現(xiàn)缺陷方向的關(guān)系（掌握）（掌握） 工件磁化時(shí)，當(dāng)工件磁化時(shí)，當(dāng)磁場(chǎng)方向與缺陷磁場(chǎng)方向與缺陷延伸方向垂直時(shí)，延伸方向垂直時(shí)，缺陷處的漏磁場(chǎng)缺陷處的漏磁場(chǎng)最大，檢測(cè)靈敏最大，檢測(cè)靈敏度最高。度最高。2 磁化方法選擇的依據(jù)磁化方法選擇的依據(jù)3.2.2 磁化方法的分類磁化方法的分類1 1、 周向磁化周向磁化（理解）（理解）環(huán)形件繞電纜法感應(yīng)電流法觸頭法偏置芯棒法中心導(dǎo)體法夾鉗通電法直角通電法軸向通電法通電法2 2、 縱向磁化縱向磁化（理解）（理解）永久磁

13、鐵法電磁軛局部磁化電磁軛整體磁化磁軛法繞電纜法螺管線圈法線圈法3 3、 多向磁化多向磁化（理解）（理解）有相移的整流電磁化法直流線圈與交流通電法直流磁軛與交流通電法交叉線圈法交叉磁軛法3.2.3 3.2.3 各種磁化方法的特點(diǎn)各種磁化方法的特點(diǎn)（理解）（理解）1 軸向通電法軸向通電法周向磁場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的縱向缺陷周向磁場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的縱向缺陷軸向通電法產(chǎn)生打火的原因軸向通電法產(chǎn)生打火的原因預(yù)防打火燒傷的措施預(yù)防打火燒傷的措施軸向通電法的優(yōu)點(diǎn)軸向通電法的優(yōu)點(diǎn)軸向通電法的缺點(diǎn)軸向通電法的缺點(diǎn)2 中心導(dǎo)體法中心導(dǎo)體法中心導(dǎo)體法的優(yōu)點(diǎn)中心導(dǎo)體法的優(yōu)點(diǎn)中心導(dǎo)體法的缺點(diǎn)中心導(dǎo)體法的缺點(diǎn)3 偏置芯棒法偏置芯棒法4 支桿法支

14、桿法支桿法支桿法支桿法的有效磁化區(qū)支桿法的有效磁化區(qū) 磁化區(qū)為磁化區(qū)為陰影部分陰影部分支桿法的有效磁化區(qū)重疊區(qū)域支桿法的有效磁化區(qū)重疊區(qū)域磁化范圍磁化范圍重疊區(qū)域重疊區(qū)域支桿法的優(yōu)點(diǎn)支桿法的優(yōu)點(diǎn)支桿法的缺點(diǎn)支桿法的缺點(diǎn)5、感應(yīng)電流法、感應(yīng)電流法5、感應(yīng)電流法、感應(yīng)電流法6、環(huán)形件繞電纜法、環(huán)形件繞電纜法RNIH2LNIH 7 線圈法線圈法線圈法的縱向磁化要求線圈法的縱向磁化要求線圈法的有效磁化區(qū)線圈法的有效磁化區(qū)線圈法的優(yōu)點(diǎn)線圈法的優(yōu)點(diǎn)線圈法的缺點(diǎn)線圈法的缺點(diǎn)8 磁軛法磁軛法整體磁化要求整體磁化要求便攜式電磁軛便攜式電磁軛磁軛法的優(yōu)點(diǎn)磁軛法的優(yōu)點(diǎn)磁軛法的優(yōu)點(diǎn)磁軛法的優(yōu)點(diǎn)9 永久磁軛法永久磁軛法

15、10 交叉磁軛法交叉磁軛法交叉磁軛法的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)交叉磁軛法的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)11 直流電磁軛與交流通電法復(fù)合磁化直流電磁軛與交流通電法復(fù)合磁化 12 平行電纜磁化法平行電纜磁化法3.3.1 3.3.1 磁化規(guī)范：對(duì)工件磁化，選擇磁化電流值或磁場(chǎng)磁化規(guī)范：對(duì)工件磁化，選擇磁化電流值或磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)度 值所遵循的規(guī)則。值所遵循的規(guī)則。 1 1 制定磁化規(guī)范應(yīng)考慮因素制定磁化規(guī)范應(yīng)考慮因素 、根據(jù)工件的材料、熱處理和磁特性，確定采用連、根據(jù)工件的材料、熱處理和磁特性，確定采用連續(xù)法還是剩磁法；續(xù)法還是剩磁法；、根據(jù)工件的尺寸、形狀、表面狀態(tài)和要檢出的缺、根據(jù)工件的尺寸、形狀、表面狀態(tài)和要檢出的缺陷的種類、位置

16、、形狀和大小，確定磁化方法、磁化電陷的種類、位置、形狀和大小，確定磁化方法、磁化電流種類和有效磁化區(qū)。流種類和有效磁化區(qū)。3.3 3.3 磁化規(guī)范及其制定（理解）磁化規(guī)范及其制定（理解）檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法磁化電流計(jì)算公式磁化電流計(jì)算公式ACFWDC（三相全（三相全波）波）連續(xù)法連續(xù)法I=（815）DI=（1232）D剩磁法剩磁法I=（2545）DI=（2545）D注：注：I磁化電流，磁化電流，A； 圓柱形工件圓柱形工件 D工件直徑，工件直徑，mm 對(duì)于非圓柱形工件，當(dāng)量直徑對(duì)于非圓柱形工件，當(dāng)量直徑D=周長周長/，mm3 . 69 . 0100570%1014DLN板厚：板厚：mm磁化電流計(jì)算公式磁