磁粉檢測(cè)原理及應(yīng)用

文/宋鵬 大連鑫盛建設(shè)工程檢測(cè)有限公司 遼寧大連 116039

從20世紀(jì)50年代初開(kāi)始。我國(guó)先后引進(jìn)前蘇聯(lián)、歐美等國(guó)家的磁粉檢測(cè)技術(shù)，制定出了我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還研發(fā)了新工藝和新設(shè)備材料，使我國(guó)磁粉檢測(cè)從無(wú)到有，得到了快速發(fā)展。磁粉檢測(cè)已發(fā)展成為一種成熟的無(wú)損檢測(cè)方法。

磁粉檢測(cè)對(duì)鐵磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的檢測(cè)靈敏度，可發(fā)現(xiàn)微米級(jí)寬度的小缺陷，所以對(duì)于鐵磁性材料，為檢測(cè)表面或近表面缺陷，應(yīng)優(yōu)先采用磁粉檢測(cè)方法。

1、磁粉檢測(cè)的原理

鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，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(jiàn)的磁痕，從而顯示不連續(xù)性的位置、大小和嚴(yán)重程度。磁粉檢測(cè)的基礎(chǔ)是不連續(xù)性處漏磁場(chǎng)與磁粉的磁相互作用。

2、磁粉檢測(cè)的適用范圍

2.1 適用于檢測(cè)鐵磁性材料，不適用非磁性材料。

2.2 適用于檢測(cè)工件表面和近表面的裂紋、白點(diǎn)、發(fā)紋、折疊、疏松、冷隔、氣孔和夾雜等缺陷，但不適用于檢測(cè)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力線方向夾角30°的缺陷。

3、磁粉檢測(cè)的七個(gè)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(píng)級(jí)；6）退磁；7）后處理。

4、對(duì)接焊縫試板磁粉檢測(cè)實(shí)際操作過(guò)程舉例（磁軛法）

4.1 用黑磁膏配置磁懸液，先按說(shuō)明書向噴壺中加入一定數(shù)量的磁膏，再放入適量的水，然后充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

4.2 預(yù)處理，可采用砂輪打磨和有溶劑清洗的方法去除試件表面油污、鐵銹和氧化皮。將試件焊縫及熱影響區(qū)等受檢區(qū)域及相鄰至少25mm范圍內(nèi)均清理干凈，不能存在影響檢測(cè)的污染。

4.3 綜合性能鑒定，采用磁軛法對(duì)試件進(jìn)行磁化，提升力是否達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)后，將靈敏度試片放在磁化區(qū)域邊緣進(jìn)行磁化，同時(shí)施加磁懸液，檢查靈敏度試片的顯示情況，以此確定磁粉檢測(cè)的綜合性能指標(biāo)。

4.4 檢測(cè)實(shí)施，采用噴灑的方式施加磁懸液，保證磁懸液有一定的流動(dòng)性，注意噴灑操作不能掩蓋缺陷顯示。為了檢出各個(gè)方向的缺陷，必須在同一部位至少做兩次相互垂直的磁化。

4.5 磁痕的觀察與記錄，在白光下觀察，要保證試件表面的光照度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，采用規(guī)定的方法對(duì)缺陷進(jìn)行記錄。按標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)試件進(jìn)行評(píng)定和分級(jí)。

4.6 退磁和后處理，建筑類磁粉檢測(cè)一般不用退磁，檢測(cè)后殘留的磁粉要去除，保證檢測(cè)面對(duì)以后的使用沒(méi)有影響。

5、試片的選用原則

根據(jù)工件被檢表面的大小、形狀和有效磁場(chǎng)強(qiáng)度，選取合適的試片。被檢表面較大的可選用A型試片；被檢表面較小或彎曲的課選用C型試片或D型試片。對(duì)系統(tǒng)靈敏度要求較高的可選用高、中靈敏度試片；對(duì)系統(tǒng)靈敏度要求較低的可選用低、中靈敏度試片。

6、評(píng)級(jí)

6.1 缺陷顯示：線狀顯示為長(zhǎng)度大于3倍寬度的顯示。非線性顯示為長(zhǎng)度小于或等于3倍寬度的顯示。

6.2 驗(yàn)收等級(jí)

6.2.1 檢測(cè)表面的寬度應(yīng)包括焊縫金屬和每側(cè)各10mm距離的鄰近母材金屬。

6.2.2 對(duì)缺欠所規(guī)定的驗(yàn)收等級(jí)相當(dāng)于評(píng)定等級(jí)，不應(yīng)考慮低于該水平顯示，通常，可接受的顯示不做記錄。

6.2.3 當(dāng)所期望的較高檢測(cè)極限，因現(xiàn)有焊縫表面狀況而達(dá)不到工作要求時(shí)，可通過(guò)局部打磨來(lái)改善全部或局部的檢測(cè)表面等級(jí)。

備注：驗(yàn)收等級(jí)2和3可規(guī)定用一個(gè)后綴“X”，表示所檢測(cè)出的所有線狀顯示應(yīng)按1級(jí)進(jìn)行評(píng)定，但對(duì)于小于原驗(yàn)收等級(jí)所表示的顯示，其可探測(cè)性可能偏低。

6.2.4 群顯示相鄰且間距小于其中較小顯示主軸尺寸的顯示，應(yīng)作為單個(gè)的連續(xù)顯示評(píng)定。群顯示應(yīng)按應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定。

6.2.5 應(yīng)用規(guī)范不同有不同的等級(jí)劃分，NB/T47013.4-2015磁痕的分類處理與質(zhì)量分級(jí)里，長(zhǎng)度小于0.5mm的磁痕不計(jì)，兩條或兩條以上缺陷在同一直線上且間距不大于2mm時(shí)，按一條磁痕處理，其長(zhǎng)度為兩條磁痕之和再加間距。缺陷磁痕長(zhǎng)軸方向與工件（軸類或管類）軸線或母線的夾角大于或等于30°時(shí)，按橫向缺陷處理：其他按縱向缺陷處理。不允許有任何裂紋顯示；緊固件和軸類零件不允許任何橫向缺陷顯示。

7、磁粉設(shè)備分類

按設(shè)備的可移動(dòng)性分為固定式、移動(dòng)式、攜帶式；按設(shè)備的組合方式分為一體型、分立型；磁化方向分為周向磁化、縱向磁化、多向磁化。每種方法都有它得優(yōu)缺點(diǎn)，作為檢測(cè)人員要選用正確的設(shè)備來(lái)檢測(cè)。

對(duì)于檢測(cè)磁粉，主要是熒光磁粉和非熒光磁粉，磁懸液的配方，還有反差增強(qiáng)劑的應(yīng)用。如用熒光磁粉，還要配備黑光燈，現(xiàn)在很多設(shè)備黑光燈與磁軛為一體，方便檢測(cè)。

檢測(cè)表面粗糙，凹凸不平，磁粉顏色與工件顏色對(duì)比度很低時(shí)，在施加磁懸液前，在表面先涂上一層白色薄膜（反差增強(qiáng)劑），干燥后再噴灑磁懸液檢測(cè)，其磁痕會(huì)清洗可見(jiàn)，但要熟練運(yùn)用，涂量適中。涂量太薄會(huì)被磁懸液沖淡變得模糊，更難以辨別缺陷，涂量過(guò)厚，使檢測(cè)靈敏度降低，不便清除處理。

結(jié)語(yǔ)：

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要有一定的經(jīng)驗(yàn)，判斷出偽缺陷和非相關(guān)顯示，正確按照每一檢測(cè)程序準(zhǔn)備及檢測(cè)，按適用的驗(yàn)收等級(jí)評(píng)級(jí)，編寫工藝規(guī)程和操作規(guī)程，才能成為一名優(yōu)秀的無(wú)損檢測(cè)人員。

參考文獻(xiàn)：

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[3]NB/T47013.4-2015承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第4部分：磁粉檢測(cè)[S].北京：國(guó)家能源局，2015.