关于磁粉检测分析

李星优　颜琼　全勇　谢俊　高鹏飞　曹天婵

摘 要：磁粉检测做为五大常规无损检测方法之一，是对钢铁材料或工件表面裂纹进行检测的一种常用方法。由于其在实际应用中表现出了很好的应用效果，所以直今，表面裂纹荧光磁粉检测方法还是被广泛应用在各个领域。但是，磁粉检测方法的准确性和灵敏性受到检测环境、检测设备、被检测零件特质等的影响较大，且仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度；对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。所以为了提高磁粉的检测效果我们要对磁粉检测进行综合性分析[1]。

关键词：表面裂纹 磁粉检测 检测效果

中图分类号：TQ584+.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0096-01

磁粉检测是利用磁现象来检测工件中缺陷的，它是漏磁检测方法中最常用的一种，磁粉检测技术早起被用于航空、航海、汽车和铁路部门。用来检测发动机、车轮轴和其他高应力不见的疲劳裂纹。我国近年来磁粉检测技术发展很快，相关检测设备已形成系列化。断电相位控制器利用可控硅技术，不仅可以代替自耦变压器无极调节赤化电流，同时也为我国磁粉检测设备的电子化和小型化奠定了基础。

1 磁粉检测原理

铁磁性材料工件被磁化后，由于工件上存在不连续性，则工件表面和近表面的磁力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，在合适的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。磁粉检测定义磁粉检测，汉称磁粉检验或磁粉探伤属于无损检测五大常规方法之一。磁粉检测有三个必须的基本步骤：第一，被检测的工件必须得到磁化；第二，必须在磁化的工件上施加合适的磁粉；第三，对任何磁粉的堆积必须加以观察和解释。

2 磁粉检测适用范围

（1）未加工的原材料（如钢坯）、半成品、成平、及与使用过的工件都可用磁粉检测技术来检测缺陷。（2）管材、棒材、板材、型材和锻钢件及焊接部都可应用磁粉检测技术来进行检查缺陷。（3）被检测的表面和近表面的尺寸很小，间隙极摘的铁磁性材料，可检测出长0.1 mm、宽为微米级的裂纹和目测难以发现的缺陷。（4）可用检测马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料，但不适于检测奥氏体不锈钢（如1Cr18Ni9）和奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不适于检测铜、铝、镁、钛合金等非磁性材料。

3 磁粉检测的优点和局限

3.1 磁粉检测的优点

（1）对于铁磁性材料，其表面和近表面的开口和不开口的缺陷都可以检测出来。（2）具有很高的检验灵敏度，能检测出微米级宽度的缺陷。（3）直观地显现出缺陷的大小、位置、形状和严重程度，并可大致确定缺陷性质。（4）检测结果的重复性好。（5）单个工件检测速度快，工艺简单，成本低，污染小。（6）几乎不受工件大小和几何形状的影响。（7）利用磁粉探伤——橡胶铸型法，可间接检测小孔内壁早期疲劳的产生和扩张速率。

3.2 磁粉检测的局限性

（1）只能适用于检测铁磁性材料如碳钢、合金结构钢等不适用于非铁磁性材料加铜、铝、镁、钦和奥氏体不锈钢以及用奥氏体钢焊条焊接的钢板焊缝。（2）通电法和触头法磁化时，易产生打火烧伤。（3）难以对缺陷的深度进行定量测量[2]。

4 磁痕分析

（1）明确不同磁痕特征在荧光磁粉检测过程中，在磁力作用下所形成的磁痕具有很大的相似性，所以分辨起来具有较大的困难，如果不从特征入手很难精准区分。缺陷磁痕是一种线状磁痕同时磁痕本身也呈现细长状，分布不规则并长短不一；非缺陷磁痕是一种直线状的磁痕，相对于其他几种磁痕来说，这种磁痕的位置相对比较固定；伪磁痕其形成原因是被检测工件的表面不光洁所导致的，由于被检测工件上存在铁锈或者油污等，在磁悬液经过时受到阻力而粘附上形成磁痕。（2）区分出真假磁痕真假磁痕的区分是需要较多的检测经验的，如果在区分过程中出现了失误就很有可能导致错误，真假裂纹混淆，这样就会导致合格的工件呗报废或者是报废的工件被应用，很有可能导致事故的出现。对于这一问题最有效的解决方式就是对检测人员进行培训考核，严格根据相关的标准进行，以提高检测人员的工业技能[3]。

5 磁痕观察与记录

（1）磁痕观察。磁痕的观察和评定一般应在磁痕形成后立即进行。使用非荧光磁粉检测，被检工作表面应有充足的自然光或日光灯照明，并应避免强光和阴影。使用荧光磁粉检测时使用黑光灯照明，应在暗区内进行，被检工作表面的黑广福照度应不小于1000 uW/cm2。（2）磁痕记录。①照相。用照相摄影来记录缺陷的磁痕时，应尽可能把工件的全貌和实际尺寸拍摄下来，也可以拍摄工件的某一特征部位，同时把刻度尺拍摄进去。如果使用黑色磁粉，最好先在工件表面涂一层反差增强剂，以便拍摄出清晰的缺陷磁痕照片。如果使用荧光磁粉，不能采用一般的照相方法，因为观察磁痕要在暗区黑光下进行，所以应在照相机镜头上加装滤光片，滤去散射的黑光，使其他可见光进入尽镜头。②贴印。贴印是利用透明胶纸黏贴来复印磁痕的记录方法。磁痕形成后，轻轻漂洗掉多余的磁粉，待磁痕干后用透明胶纸黏贴复印磁痕显示，并贴在记录表格上，连同表明磁痕在工件上位置的资料一起保存。③橡胶铸型。用磁粉探伤—橡胶铸型法镶嵌缺陷痕迹显示，直观、擦不掉并可长期保存。④可剥性涂层。在工件表面有缺陷磁痕的地方喷上一层快干可剥性涂层，干后揭下保存。

6 磁痕分析与工件验收

（1）原材料缺陷；原材料缺陷是指铸锭在结晶过程中产生的缩官、气孔、夹渣物以及裂纹等。在热加工、冷处理以及在使用后，这些原材缺陷有可能扩张成为疲劳源，产生新的缺陷。（2）热加工缺陷；热加工缺陷是指钢材经热加工（如锻造、轧制、铸造、焊接和热处理）后产生的缺陷，是原材料中的缺陷在加热时扩张或新产生的缺陷。

7 结论

在工业中，磁粉探伤可用来作最后的成品检验，以保证工件在经过各道加工工序（如焊接、金属热处理、磨削）后，在表面上不产生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、钢坯、锻件、铸件等的检验，以发现原来就存在的表面缺陷。铁道、航空等运输部门、冶炼、化工、动力和各种机械制造厂等，在设备定期检修时对重要的钢制零部件也常采用磁粉探伤，以发现使用中所产生的疲劳裂纹等缺陷，防止设备在继续使用中发生灾害性事故。

参考文献

[1] 中国机械工程学会无损检测学会磁粉探伤[M].北京：机械工业出版社，1990，8.

[2] 刘国民.无损检测技术[M].北京：国防工业出版社，2010.

[3] 郑何程.表面裂纹荧光磁粉检测分析[J].科技传播，2013（12）.