磁粉探伤检测培训

青衣磁粉检测二○一六年九月青衣目录Part1磁粉检测基本概念Part2磁粉检测光学基础Part3磁化电流、磁化方法、磁化规范Part4磁粉检测器材Part5磁粉检测设备Part6磁粉检测质量控制与安全防护青衣Part1磁粉检测基本概念1.1漏磁场检测与磁粉检测基本概念：磁性——一种物体对其它物体的吸引现象。漏磁场——铁磁性材料工件被磁化后，在不连续性处或磁路截面变化处，磁感应线离开和进入工件表面形成的磁场称为漏磁场。不连续性——所谓不连续性，就是工件正常组织结构或外形的任何间断，这种间断可能会影响工件的使用性能，也可能不会。缺陷——通常把影响工件使用性能的不连续性称为缺陷。青衣1.1.1漏磁场检测由于工件不连续性处的磁导率发生变化，磁感应线逸出工件表面形成磁极，并形成可检测的漏磁场。检测漏磁场的方法称为漏磁场检测，包括磁粉检测与检测元件检测。其区别是：磁粉检测是利用铁磁性粉末——磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附磁粉聚集形成的磁痕（磁粉聚集形成的图像）来显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。检测元件检测是利用磁带、霍尔元件、磁敏二极管或感应线圈作为磁场的传感器，检测不连续性处漏磁场的位置、大小和方向。青衣1.1.2磁粉检测磁粉检测（MagneticParticleTesting，缩写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉探伤，是无损检测五大常规方法之一。■（1）磁粉检测原理铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。由此可见，磁粉检测的基础是不连续性处漏磁场与磁粉的相互作用。青衣（2）磁粉检测的程序特种设备磁粉检测有七个程序：(1)预处理；(2)磁化；(3)施加磁粉或磁悬液；(4)磁痕的观察与记录；(5)缺陷评级；(6)退磁；(7)后处理青衣Part2磁粉检测的光学基础2.1光度量术语及单位光是任何能够直接引起视觉的电磁辐射，光度学是有关视觉效应评价辐射量的学科。磁粉检测观察和评定磁痕显示，必须在可见光或黑光下进行，其光源的发光强度、光通量、[光]照度、辐[射]照度和[光]亮度都与检测结果直接有关。1.发光强度发光强度是指光源在给定方向上单位立体角内传输的光通量，用符号I表示，单位是坎[德拉](cd)。I＝dΦ/dΩ式中：I──发光强度(cd)国际计量大会对发光强度单位坎德拉定义为：“坎德拉是发出频率为540×1012Hz的单色辐射的光源在给定方向的发光强度，该方向的辐射强度为1/683瓦特每球面度”。(球面度是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积)。青衣2.光通量光通量是指能引起眼睛视觉强度的辐射通量。用符号Φ表示，单位是流明(1m)。流明（lm）是发光强度为1坎德拉的均匀点光源在1球面度立体角内发射的光通量。3.[光]照度[光]照度亦称照度，是单位面积上接收的光通量。用符号E表示，单位是：勒[克斯](lx)。1lx=11m/m2，勒[克斯]是1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上产生的光照度。过去照度单位曾经使用过英尺·坎德拉(f·cd)和英尺·烛光(f·c),1f·cd=1f·c=10.761x。青衣4.辐[射]照度辐[射]照度亦称辐照度。表面上一点的辐照度是入射在包含该点的面元上的辐射通量dΦe除以该面元面积dA之商，用符号Ee（或E）表示，单位是：瓦[特]/米2，（1W/m2＝100μW/cm2）。Ee＝dΦe/dA式中：Ee──辐照度(W/m2)5.(光)亮度[光]亮度亦称亮度，是指在给定方向单位立体角的垂直光照度，用符号L表示，单位是坎德拉每平方米（cd/m2）式中：L──亮度(cd/m2)青衣2.2发光发光的物体称为光源，也称为发光体。非荧光磁粉检测时，在波长范围为400nm-760nm的可见光下观察磁痕。可见光是目视可见的光，即包括红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光。荧光磁粉检测时，采用波长范围为320nm-400nm的紫外光(被称为黑光)激发荧光磁粉的磁痕，产生波长范围为510nm～550nm的黄绿色荧光。许多原来在可见白光下不发光的物质，在紫外线的照射下能够发光，这种现象称为光致发光。光致发光的物质，在外界光源移去后，经过很长时间才停止发光，这种光称为磷光，这种物质称为磷光物质；在外界光源移去后立即停止发光，这种光称为荧光，这种物质称为荧光物质。……波长在510nm～550nm范围内，发黄绿色的荧光。青衣2.3紫外线紫外线是指波长为100nm～400nm的不可见光，其波谱图位于可见光和X射线之间，如图2-44所示。不是所有的紫外线都可以用于荧光磁粉检测，只有波长为320nm～400nm的黑光才能用于荧光磁粉检测。青衣UV-A：国际照明委员会把紫外线分成如下三种范围：•波长320nm～400nm的紫外线称为UV-A、黑光或长波紫外线，UV-A波长的紫外线，适用于荧光磁粉检测，它的峰值波长约为365nm。•波长280nm～320nm的紫外线称为UV-B或中波紫外线，又叫红斑紫外线。UV-B具有使皮肤变红的作用，还可引起晒斑和雪盲，不能用于磁粉检测。•波长100nm～280nm的紫外线称为UV-C或短波紫外线，UV-C具有光化和杀菌作用，能引起猛烈的燃烧，还伤害眼睛，也不能用于磁粉检测，医院使用UV-C紫外线来杀菌。青衣2.4人眼对光的响应当人从明亮处进入暗区时，……，必须过一段时间后才能看见，这种现象称为黑暗适应，进行荧光磁粉探伤，黑暗适应时间需要3min～5min。波长为555nm的黄绿色光，它的明视觉光谱光视效率是1，对人眼最敏感。荧光磁粉的磁痕，在黑光的照射下，能发出色泽鲜明的黄绿色荧光，容易观察，与工件表面形成的紫色本底有很高的对比度，因而缺陷磁痕在暗区具有最好的可见度。检测缺陷灵敏度高。磁粉检测人员佩戴眼镜观察磁痕有一定的影响，如光敏(光致变色)眼镜在黑光辐射时会变暗，变暗程度与辐射的入射量成正比，影响对荧光磁粉磁痕的观察和辨认，因此不允许使用。可佩戴吸收紫外线的护目眼镜，但应注意，不得降低对黄绿色荧光磁粉磁痕的检出能力。青衣2.5黑光灯它由石英内管和外壳组成，内管的两端各有一个主电极，管内装有水银和氩气，在主电极的旁边装有一个引燃用的辅助电极，其引出处串联一个限流电阻，外面有一个玻璃外壳，起保护石英内管和聚光的作用。……。接通电源后，水银并不立刻产生电弧，而是由辅助电极和一个主电极之间发生辉光放电，这时石英管内温度升高，水银逐渐汽化，等到管内产生足够的水银蒸气时，方才发生主电极间的水银弧光放电，产生紫外线。这个过程大约需要3min～5min，由于产生紫外线，石英内管水银蒸气可达到4～5个大气压，所以这种紫外灯又叫高压水银灯。青衣黑光灯使用的注意事项是：（1）黑光灯刚点燃,输出达不到最大值,所以检验工作应至少等3min以后再进行；（2）要尽量减少灯的开关次数，频繁启动会缩短灯的寿命；（3）黑光灯使用后,辐射能量下降，所以应定期测量黑光辐照度；（4）电源电压波动对黑光灯影响很大。电压低，灯可能启动不了，或使点燃的灯熄灭。当使用的电压超过灯的额定电压时，对灯的使用寿命又影响很大，所以必要时应装稳压电源，以保持电源电压稳定；（5）滤光片上有赃污，应及时清除，因为会影响黑光的发出；（6）避免将磁悬液溅到黑光灯泡上，使灯泡炸裂；（7）不要将黑光灯直对着人的眼睛照。（8）滤光片如果有裂纹，应及时更新，因为会使可见光和中、短波紫外光通过，对人体有害。青衣Part3磁化电流、磁化方法和磁化规范3.1磁化电流为在工件上形成磁化磁场而采用的电流叫做磁化电流。磁粉探伤采用的磁化电流有（7种）交流电、整流电（包括单相半波整流电、单相全波整流电、三相半波整流电和三相全波整流电）、直流电和冲击电流，其中最常用的磁化电流是交流电、单相半波直流电和三相全波整流电。青衣3.1.1选择磁化电流规则(1)用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷检测灵敏度高；(2)交流电的渗入深度，不如整流电和直流电；(3)交流电用于剩磁法检验时，应加装断电相位控制器；(4)交流电磁化连续法检验主要与有效值电流有关，而剩磁检验主要与峰值电流有关；(5)整流电流中包含的交流分量越大,检测近表面较深缺陷的能力越小；(6)单相半波整流电磁化干法检验,对工件近表面缺陷检测灵敏度高；(7)三相全波整流电可检测工件近表面较深的缺陷；(8)直流电可检测工件近表面最深的缺陷；(9)冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备。青衣3.2磁化方法3.2.1磁场方向与发现缺陷的关系磁粉检测的能力，取决于施加磁场的大小和缺陷的延伸方向，还与缺陷的位置、大小和形状等因素有关。工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大，检测灵敏度最高。（磁场方向与缺陷垂直）……青衣①磁场方向②最佳灵敏度③灵敏度减小④灵敏度不足α磁场和缺陷间夹角；αmin显现最小角度；αi实例。图3-12显现缺陷的方向的示意图青衣选择磁化方法应考虑的因素1.工件的外形结构；2.工件的表面状态；3.根据工件过去断裂的情况和各部位的应力分布，分析可能产生缺陷的部位和方向，选择合适的磁化方法。4.工件的尺寸大小；3.2.2磁化方法的分类根据工件的几何形状，尺寸大小和欲发现缺陷方向而在工件上建立的磁场方向，将磁化方法一般分为周向磁化、纵向磁化和多向磁化（复合磁化）。（所谓周向与纵向，是相对被检工件上的磁场方向而言的。）1.周向磁化周向磁化是指给工件直接通电，或者使电流流过贯穿空心工件孔中的导体，旨在工件中建立一个环绕工件的并与工件轴垂直的周向闭合磁场，用于发现与工件轴平行的纵向缺陷，即与电流方向平行的缺陷。青衣轴向通电法直角通电法夹钳通电法青衣2.纵向磁化纵向磁化是指将电流通过环绕工件的线圈，使工件沿纵长方向磁化的方法，工件中的磁力线平行于线圈的中心轴线。用于发现与工件轴垂直的周向缺陷。利用电磁轭和永久磁铁磁化，使磁力线平行于工件纵轴的磁化方法也是纵向磁化。将工件置于线圈中进行纵向磁化，称为开路磁化，开路磁化在工件两端产生磁极，因而产生退磁场。将工件夹在电磁轭的两极之间，对工件进行整体磁化，或利用便携式电磁轭或永久磁铁的两极与工件接触，使工件得到局部磁化，称为闭路磁化，闭路磁化不产生退磁场。青衣青衣3.多向磁化指通过复合磁化，在工件中产生一个大小和方向随时间成圆形、椭圆形或螺旋形变化的磁场。因为磁场的方向在工件上不断地变化着，所以可发现工件上所有方向的缺陷。多向磁化是根据磁场强度叠加原理，在工件中某一点的磁场强度等于几种磁化方法在该点分别产生的磁场的矢量和，或者是不同方向的磁场在工件上的轮流交替磁化。青衣直流电磁轭与交流通电法复合磁化工件用直流电磁轭进行纵向磁化，并同时用交流通电法进行周向磁化。直流电磁轭产生的纵向磁场Hx=H0，大小保持不变，交流通电法产生的周向磁场Hy=H0Sinωt，大小随时间而变化，其合成磁场是一个在±45°之间不断摆动的摆动磁场，在工件上产生的螺旋形磁场。交流磁场值比直流磁场值愈大，则摆动的范围愈大。在某一瞬时间，工件上不同部位的磁场大小和方向并不相同。用于发现工件上任何方向的缺陷。在工件上产生的螺旋形磁场青衣3.3磁化规范3.3.1磁化规范的制定对工件磁化，选择磁化电流值或磁场强度值所遵循的规则称为磁化规范。磁化规范:工件磁化时，磁化电流值或磁场强度值。磁化规范要合适。1制定磁化规范应考虑的因素首先根据工件的材料、热处理状态和磁特性，确定采用连续法还是剩磁法检验；还要根据工件的尺寸、形状、表面状态和欲检出缺陷的种类、位置、形状及大小，确定磁化方法、磁化电流种类和有效磁化区，制定相应的磁化规范。青衣2制定磁化规范的方法（1）用经验公式计算（2）利用材料的磁特性曲线（3）用毫特斯拉计测量工件表面的切向磁场强度施加在工件表面的切向磁场强度为2.4～4.8KA/m（30～60Gs）（4）用标准试片确定（形状复杂的工件，难以用计算法求得磁化规范时，把标准试片贴在