磁粉檢測的可靠性

劉金龍

摘 要：介紹表面缺陷探傷原理，對影響磁粉檢測可靠性的因素進行分析，為提高磁粉檢測檢測質量，操作過程中需要綜合考慮這些因素，以便于使零件表面缺陷磁化形成的磁痕能清晰地顯示出來且能被準確地予以判斷，提高表面缺陷檢測的準確性。

關鍵詞：磁粉檢測 裂紋

1、 前言

目前為止，磁粉檢測仍然被認為是表面裂紋檢測最靈敏的方法之一，尤其是在表面不平或表面不規則性與裂紋相比大得多的情況下，磁粉檢測通常被考慮為表面裂紋檢測最好的方法。在檢測過程中，影響磁粉檢測可靠性的因素很多，本文就各種因素逐個進行分析，以便提高表面缺陷的磁粉檢測質量。

2、 影響磁粉檢測可靠性的因素

2.1外加磁場強度的影響

缺陷的漏磁場大小與零件的磁化程度有關，一般來說，外加磁場強度一定要大于產生最大磁導率μm對應的磁場強度Hμm，從而使磁導率減小，磁阻增大，漏磁場增大，檢測的可靠性增大。當鐵磁性零件的磁感應強度達到飽和值的80%左右時，漏磁場會迅速增大，保證磁粉檢測的靈敏度和可靠性。

2.2漏磁場的影響

吸附磁痕能力的大小同漏磁場的大小息息相關。由于真實的缺陷具有復雜的幾何形狀，準確計算漏磁場的大小是難以實現的，測量又受到客觀條件的限制，因此，對影響漏磁場的因素只能定性地加以討論。

2.2.1位置及形狀的影響

2.2.1.1缺陷埋藏深度的影響

缺陷埋藏深度對漏磁場會產生很大的影響。同樣的缺陷，位于零件表面時，產生的漏磁場大；位于零件近表面時，產生的漏磁場顯著變小；位于零件深處時，則幾乎沒有漏磁場漏出零件表面。因此，隨著缺陷遠離零件表面距離的增加，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.1.2缺陷方向的影響

當缺陷與零件表面垂直時，漏磁場最大；與零件表面平行時，則幾乎不產生漏磁場；當缺陷與零件表面由垂直逐漸傾斜成某一角度而最終變為平行時，漏磁場也由最大下降為接近零，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.2零件表面覆蓋層的影響

零件表面覆蓋層愈厚，漏磁場愈小，磁粉檢測可靠性愈小。

2.2.3材料及熱處理狀態的影響

2.2.3.1晶體結構的影響

鐵素體和馬氏體具有鐵磁性，滲碳體呈弱磁性，珠光體時鐵素體和滲碳體的混合物，具有一定的磁性，奧氏體不呈現磁性，因此，隨著材料鐵磁性的逐漸減少，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.2硬度的影響

材料硬度增大，矯頑力增大，漏磁場也增大；矯頑力減小，硬度減小，漏磁場也減小，因此，隨著材料硬度的逐漸減小，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.3含碳量的影響

隨著材料含碳量的逐漸增大，矯頑力幾乎呈線性增大，最大磁導率μm則隨著材料含碳量的逐漸增大而下降，漏磁場也增大；隨著材料含碳量的逐漸減小，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.4熱處理的影響

材料退火與正火狀態時，其磁性差別不是很大，而回火與淬火狀態的差別較大，淬火可以提高材料的矯頑力和剩磁，使漏磁場增大，但淬火后隨著回火溫度的升高，材料變軟，矯頑力降低，漏磁場也減小，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.5合金元素的影響

隨著合金元素的加入，材料硬度增大，矯頑力增大，漏磁場也增大，磁粉檢測的可靠性變好。

2.2.3.6冷加工的影響

隨著壓縮變形的增加，矯頑力增大，漏磁場也增大，磁粉檢測的可靠性變好。

2.3磁粉的影響

磁粉作為顯示缺陷的手段，其質量優劣將直接影響檢測結果。磁粉應具有高磁導率、低矯頑力及低剩磁，磁粉粒度應適中。理想的磁粉應由一定比例的條形、球形和其它形狀的磁粉混合使用。

2.4磁懸液濃度

磁懸液應保持一定的磁粉量，最佳濃度為0.15—0.35ml/100ml，這樣能保證具有足夠的磁粉流過零件的缺陷部位，同時也能保證清洗的襯底。濃度過低，則零件表面缺陷部位的磁粉量偏少，磁痕顯示不清晰；濃度過高，則零件的表面缺陷部位的襯底過濃，磁痕顯示也不明顯。

2.5零件表面的狀況

零件的表面粗糙、凹凸不平或者有油污、銹蝕、毛刺等贓物，均會影響磁粉的移動，降低缺陷漏磁場對磁粉顆粒的吸附，同時也可能造成假磁痕太多，影響檢測靈敏度。

2.6磁化規范的影響

對零件的磁化規范是否合理，直接影響到表面缺陷檢測的靈敏度。如果磁化不充分，零件表面的細小缺陷（如磨削裂紋、疲勞裂紋）不能清晰地顯示出來；磁化過強，則可能出現大面積的亮區和假象。在檢測時，將零件磁化到飽和或者近飽和狀態，使零件達到充分磁化，可以得到較高的靈敏度。

2.7檢驗員對可靠性的影響

磁粉檢測作為特種工藝，人員不可避免地發揮重要的作用。檢驗員在零件預驗收過程中，必須要確保零件表面無油污、氧化皮、刀痕、銹蝕、毛刺等干擾物，否則在評定缺陷時產生干擾。在檢測過程中，如發現可疑的磁痕顯示，無法判斷是否是由缺陷造成，此時，檢驗員必須要對零件進行退磁，重新磁痕、施加磁懸液，觀察可疑顯示是否再次出現，如果出現，則說明由缺陷引起，不出現則說明由假顯示造成。必要時，檢驗員還要使用剩磁法進行驗證，以及在白光下進行目視驗證。

3、 解決措施

由以上分析可知，要提高磁粉檢測的可靠性，需要做好以下幾點：

1）選擇性能良好的磁粉；

2）每班對磁懸液濃度、污染情況進行測定，控制好系統靈敏度；

3）合理安排磁粉檢測工序，一般安排在焊接、磨削等機加工之后，表面處理之前；

4）嚴格磁化規范，對于檢測低磁導率材料的零件，必須使用嚴格規范；

5）加強檢驗員培訓，既要提高人員的技能水平，又要提高人員的責任心。

參考文獻

1.國防科技工業無損檢測人員資格鑒定與認證培訓教材編審委員會編.磁粉檢測：第1版.北京：機械工業出版社，2007