關于磁粉檢測分析

李星優　顏瓊　全勇　謝俊　高鵬飛　曹天嬋

摘 要：磁粉檢測做為五大常規無損檢測方法之一，是對鋼鐵材料或工件表面裂紋進行檢測的一種常用方法。由于其在實際應用中表現出了很好的應用效果，所以直今，表面裂紋熒光磁粉檢測方法還是被廣泛應用在各個領域。但是，磁粉檢測方法的準確性和靈敏性受到檢測環境、檢測設備、被檢測零件特質等的影響較大，且僅能顯出缺陷的長度和形狀，而難以確定其深度；對剩磁有影響的一些工件，經磁粉探傷后還需要退磁和清洗。所以為了提高磁粉的檢測效果我們要對磁粉檢測進行綜合性分析[1]。

關鍵詞：表面裂紋 磁粉檢測 檢測效果

中圖分類號：TQ584+.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0096-01

磁粉檢測是利用磁現象來檢測工件中缺陷的，它是漏磁檢測方法中最常用的一種，磁粉檢測技術早起被用于航空、航海、汽車和鐵路部門。用來檢測發動機、車輪軸和其他高應力不見的疲勞裂紋。我國近年來磁粉檢測技術發展很快，相關檢測設備已形成系列化。斷電相位控制器利用可控硅技術，不僅可以代替自耦變壓器無極調節赤化電流，同時也為我國磁粉檢測設備的電子化和小型化奠定了基礎。

1 磁粉檢測原理

鐵磁性材料工件被磁化后，由于工件上存在不連續性，則工件表面和近表面的磁力線發生局部畸變而產生漏磁場，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的磁痕，從而顯示出不連續性的位置、大小、形狀和嚴重程度。磁粉檢測定義磁粉檢測，漢稱磁粉檢驗或磁粉探傷屬于無損檢測五大常規方法之一。磁粉檢測有三個必須的基本步驟：第一，被檢測的工件必須得到磁化；第二，必須在磁化的工件上施加合適的磁粉；第三，對任何磁粉的堆積必須加以觀察和解釋。

2 磁粉檢測適用范圍

（1）未加工的原材料（如鋼坯）、半成品、成平、及與使用過的工件都可用磁粉檢測技術來檢測缺陷。（2）管材、棒材、板材、型材和鍛鋼件及焊接部都可應用磁粉檢測技術來進行檢查缺陷。（3）被檢測的表面和近表面的尺寸很小，間隙極摘的鐵磁性材料，可檢測出長0.1 mm、寬為微米級的裂紋和目測難以發現的缺陷。（4）可用檢測馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼材料，但不適于檢測奧氏體不銹鋼（如1Cr18Ni9）和奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不適于檢測銅、鋁、鎂、鈦合金等非磁性材料。

3 磁粉檢測的優點和局限

3.1 磁粉檢測的優點

（1）對于鐵磁性材料，其表面和近表面的開口和不開口的缺陷都可以檢測出來。（2）具有很高的檢驗靈敏度，能檢測出微米級寬度的缺陷。（3）直觀地顯現出缺陷的大小、位置、形狀和嚴重程度，并可大致確定缺陷性質。（4）檢測結果的重復性好。（5）單個工件檢測速度快，工藝簡單，成本低，污染小。（6）幾乎不受工件大小和幾何形狀的影響。（7）利用磁粉探傷——橡膠鑄型法，可間接檢測小孔內壁早期疲勞的產生和擴張速率。

3.2 磁粉檢測的局限性

（1）只能適用于檢測鐵磁性材料如碳鋼、合金結構鋼等不適用于非鐵磁性材料加銅、鋁、鎂、欽和奧氏體不銹鋼以及用奧氏體鋼焊條焊接的鋼板焊縫。（2）通電法和觸頭法磁化時，易產生打火燒傷。（3）難以對缺陷的深度進行定量測量[2]。

4 磁痕分析

（1）明確不同磁痕特征在熒光磁粉檢測過程中，在磁力作用下所形成的磁痕具有很大的相似性，所以分辨起來具有較大的困難，如果不從特征入手很難精準區分。缺陷磁痕是一種線狀磁痕同時磁痕本身也呈現細長狀，分布不規則并長短不一；非缺陷磁痕是一種直線狀的磁痕，相對于其他幾種磁痕來說，這種磁痕的位置相對比較固定；偽磁痕其形成原因是被檢測工件的表面不光潔所導致的，由于被檢測工件上存在鐵銹或者油污等，在磁懸液經過時受到阻力而粘附上形成磁痕。（2）區分出真假磁痕真假磁痕的區分是需要較多的檢測經驗的，如果在區分過程中出現了失誤就很有可能導致錯誤，真假裂紋混淆，這樣就會導致合格的工件唄報廢或者是報廢的工件被應用，很有可能導致事故的出現。對于這一問題最有效的解決方式就是對檢測人員進行培訓考核，嚴格根據相關的標準進行，以提高檢測人員的工業技能[3]。

5 磁痕觀察與記錄

（1）磁痕觀察。磁痕的觀察和評定一般應在磁痕形成后立即進行。使用非熒光磁粉檢測，被檢工作表面應有充足的自然光或日光燈照明，并應避免強光和陰影。使用熒光磁粉檢測時使用黑光燈照明，應在暗區內進行，被檢工作表面的黑廣福照度應不小于1000 uW/cm2。（2）磁痕記錄。①照相。用照相攝影來記錄缺陷的磁痕時，應盡可能把工件的全貌和實際尺寸拍攝下來，也可以拍攝工件的某一特征部位，同時把刻度尺拍攝進去。如果使用黑色磁粉，最好先在工件表面涂一層反差增強劑，以便拍攝出清晰的缺陷磁痕照片。如果使用熒光磁粉，不能采用一般的照相方法，因為觀察磁痕要在暗區黑光下進行，所以應在照相機鏡頭上加裝濾光片，濾去散射的黑光，使其他可見光進入盡鏡頭。②貼印。貼印是利用透明膠紙黏貼來復印磁痕的記錄方法。磁痕形成后，輕輕漂洗掉多余的磁粉，待磁痕干后用透明膠紙黏貼復印磁痕顯示，并貼在記錄表格上，連同表明磁痕在工件上位置的資料一起保存。③橡膠鑄型。用磁粉探傷—橡膠鑄型法鑲嵌缺陷痕跡顯示，直觀、擦不掉并可長期保存。④可剝性涂層。在工件表面有缺陷磁痕的地方噴上一層快干可剝性涂層，干后揭下保存。

6 磁痕分析與工件驗收

（1）原材料缺陷；原材料缺陷是指鑄錠在結晶過程中產生的縮官、氣孔、夾渣物以及裂紋等。在熱加工、冷處理以及在使用后，這些原材缺陷有可能擴張成為疲勞源，產生新的缺陷。（2）熱加工缺陷；熱加工缺陷是指鋼材經熱加工（如鍛造、軋制、鑄造、焊接和熱處理）后產生的缺陷，是原材料中的缺陷在加熱時擴張或新產生的缺陷。

7 結論

在工業中，磁粉探傷可用來作最后的成品檢驗，以保證工件在經過各道加工工序（如焊接、金屬熱處理、磨削）后，在表面上不產生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、鋼坯、鍛件、鑄件等的檢驗，以發現原來就存在的表面缺陷。鐵道、航空等運輸部門、冶煉、化工、動力和各種機械制造廠等，在設備定期檢修時對重要的鋼制零部件也常采用磁粉探傷，以發現使用中所產生的疲勞裂紋等缺陷，防止設備在繼續使用中發生災害性事故。

參考文獻

[1] 中國機械工程學會無損檢測學會磁粉探傷[M].北京：機械工業出版社，1990，8.

[2] 劉國民.無損檢測技術[M].北京：國防工業出版社，2010.

[3] 鄭何程.表面裂紋熒光磁粉檢測分析[J].科技傳播，2013（12）.