影响磁粉探伤灵敏度主要因素的探讨

李翠春

【摘要】磁粉探伤技术的主要应用对象是铁磁性材料表面以及近表面缺陷的检出。文章重点论述了磁粉探伤灵敏度的主要影响因素。

【关键词】磁粉探伤；灵敏度；因素；探讨

一、 磁粉探伤检测实例分析

用磁粉检测来验证工件的涂层厚度超过0.05mm时，磁粉探测的灵敏度是否符合检验的要求。试验的器材：BT-810PA型便携式磁粉探伤仪：提升力为45N；极距为0-206mm。标准试片为A1-30/100。磁悬液为黑磁粉+水；配制浓度为20 g/L；施加方式为喷涂。涂层测厚仪为MiniTest 1100。试板材质为Q235；规格为200mm x500mmx10mm。试板是外委加工而成（共需6块），在每块试板上面加工8处不同宽、深的人工十字裂纹。

（一）实验的方法

1.先取1块试板，在有人工缺陷的一侧用A1-30 / 100型标准试片来检验磁粉探伤仪和磁悬液的综合性能，检验合格方可进行以下试验。

2.分别在6块试板有人工缺陷的一侧喷涂油漆，使6块试板上的油漆层依次增厚，油漆层厚度尽可能分别达到50μm（试块1） 、150μm（试块2）、200μm（试块3） 、250μm（试块4 ） 、 300μm（试块5 ） 、350μm（试块6），喷涂在每块试板上的油漆层厚度要尽量均匀。

3.运用涂层测厚仪分别检测6块试板上油漆层的实际厚度，并记录清楚。

4.利用磁粉探伤仪进行涂层试件检测，并观察人工裂纹磁痕的检测结果，并详细记录结果。

（二）试验结果

1.当涂层的厚度≤200μm时，磁粉检测带漆涂层的的灵敏度依然满足检测的实际需要。

2.此外影响检测灵敏度的一个重要因素是缺陷的深宽比，当缺陷的深宽比越大，漏磁场越大，缺陷越容易检出。

（三）结论分析

实验表明，当试件涂层的厚度≤200μm的时候，磁粉检测的灵敏度依然符合检验的需求。因此在进行压力容器等的磁粉检测前，应首先对其表面的涂层进行测量，若涂层的厚度≤200μm，则可以直接进行磁粉检测。由于压力容器的表层的涂层多采用自动喷涂法，且涂层的厚度基本都在200μm范围，因此磁粉检测方法可以广泛应用于压力容器的表面检测。

二、影响磁粉检测灵敏度的主要因素

（一）磁化方法

根据不同情况，选择最有效的磁化方法进行检测。为了能检出各个方向的缺陷，通常对同一部位需要进行互相垂直的两个方向磁化，不同的磁化方法对不同方向缺陷的检出能力有所不同，周向磁化对纵向缺陷的检测灵敏度较高，纵向磁化对横向缺陷的检测灵敏度较高。同一种磁化方法，对不同部位缺陷的检测灵敏度也不一致。如用交叉磁轭检测时，磁轭的移动速度、磁极与工件间隙的大小、工件表面的平整度、缺陷相对磁极的位置都会对检测灵敏度造成不同程度的影响。

（二）工件表面状况

工件的表而粗糙度、氧化皮、油污、铁锈等对磁粉的检测灵敏度都有一定影响，工件表面较粗糙或存在氧化皮、铁锈时，会增加磁粉的流动阻力，影响缺陷处漏磁场对磁粉的吸附，使检测灵敏度下降。工件表面的凹坑和油污處会出现磁粉聚集，引起非相关显示。工件表面的油漆和镀层会削弱缺陷漏磁场对磁粉的吸附作用，使检测灵敏度降低。

（三）磁化电流类型

因为不同的磁化电流具有不同的渗入性和脉动性，所以根据不同情况进行选取。用交流电磁化时，由于交流电具有趋肤效应，其渗入性很小，对于表面缺陷有较高的灵敏度，但对近表面的检测灵敏度大大降低；另外由于交流电方向在不断的变化，使交流电产生的磁场方向也不断变化，这种方向变化可搅动磁粉，具有很好的脉动性，有助于磁粉的迁移，从而提高磁粉检测的灵敏度。在生产和生活中使用最为广泛，在现场易于找到交流电源，因此在压力容器检验时常用交流电作为磁化电流。

（四）漏磁场强度

影响漏磁场强度的主要因素有以下四个方面。第一，外加磁场强度。缺陷的漏磁场大小与工件磁化程度有关，外加磁场大小和方向直接影响磁感应强度的变化。当铁磁性材料的磁感应强度达到饱和值的80%左右时，漏磁场便会迅速增大。因此，磁粉检测应使用既能检测出所有的有害缺陷，又能区分磁痕显示的最小磁场强度进行检验。第二，工件材质及状态。工件材质对检测灵敏度影响主要表现在工件磁特性对灵敏度的影响上。工件的磁特性包括工件的磁导率μ，剩磁Br和矫顽力Hc。工件本身的晶粒大小、含碳量的多少、热处理及冷加工都会对其磁特性产生影响。第三，缺陷的埋藏深度。同样的缺陷，位于工件表面时，产生的漏磁场大，灵敏度高；位于工件的近表面时，产生的漏磁场将显著减小，检测灵敏度降低；若位于工件表面很深的位置，则工件表面几乎没有漏磁场存在，缺陷就无法检出。第四，缺陷的方向、性质和形状。当缺陷的方向与磁场方向垂直时，漏磁场最大，吸附的磁粉最多，灵敏度最高。随着夹角由90°减小，灵敏度下降；若缺陷的方向与磁场方向平行或夹角小于30°，几乎不产生漏磁场，不能检出缺陷。

（五）磁粉的性能

磁粉作为显示缺陷的手段，其质量优劣和选择是否恰当将直接影响检测结果。磁粉检测的灵敏度与磁粉本身的性能如磁特性、粒度、流动性、密度和识别度有关，高磁导率的磁粉容易被缺陷产生的微小漏磁场磁化和吸附，形成的磁痕显示线条清晰，对细小缺陷的检测灵敏度高。粒度较粗的磁粉，在空气中容易分散开，也容易搭接跨过大缺陷，磁导率又较细磁粉高，因而搭接起来容易磁化和形成磁痕显示，对大裂纹检测灵敏度高。条形磁粉容易磁化并形成磁极，单流动性不好，球形磁粉有良好的流动性，但由于退磁场的影响不容易被磁场磁化，所以磁粉应具有高磁导率，低矫顽力及低剩磁，磁粉粒度应适中，理想的磁粉应由一定比例的条形、球形和其它形状的磁粉混合在一起使用。

（六）磁悬液的类型和浓度

常用的磁悬液有水磁悬液和油磁悬液两种类型，两种磁悬液的粘度值不同，其流动性也不一致，导致检测灵敏度有所差异。油磁悬液在温度较低时粘度值较高，导致流动性变差和灵敏度下降，因此磁粉检测标准一般斗规定某一温度范围内油载液的最大粘度值，以保证油磁悬液的流动性和检测灵敏度。为提高检测灵敏度度，要求磁悬液能充分润湿工件表面，水磁悬液要形成无水断表面，以便使磁悬液能均匀分布在工件表面上，防止缺陷漏检。磁悬液浓度太低影响漏磁场对磁粉的吸附量，磁痕不清晰，导致缺陷漏检，浓度太高，会在工件表面滞留很多磁粉，形成过度背景，甚至会掩盖相关显示。

（七）工艺操作

工艺操作主要有清理工件表面、磁化工件、施加磁粉或磁悬液、观察分析等，不管是哪一步操作不当，都会影响检测。工件表面清理不干净，不但会增大磁粉的流动阻力，影响缺陷磁痕的形成，而且会产生非相关显示，影响对缺陷的判别。磁化工件是磁粉检测中的关键工序，对检测灵敏度影响很大，磁化规范的选择、磁化时间、磁化操作与施加磁粉与磁悬液的协调性都会影响到检测灵敏度。

三、磁粉检测的实际应用

在实际的应用中，磁粉检测的灵敏度并非越高越好。若磁粉检测的灵敏度过高，一些允许的微小缺陷磁痕显示出来，使得检测面出现过多磁痕堆积，增加了判断难度。这样就会导致产品的拒收率提高进而导致产品的浪费。因此磁粉检测的灵敏度应依据被测工件的具体情况，以及工件的主要功能和使用范围等，在确保工件质量标准的前提下，将缺陷检出灵敏度控制在一个合理的范围之内。

【参考文献】

[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测[M].化学工业出版社，2003

[2]宋志哲.磁粉检测[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007