影響磁粉探傷靈敏度主要因素的探討

李翠春

【摘要】磁粉探傷技術(shù)的主要應(yīng)用對象是鐵磁性材料表面以及近表面缺陷的檢出。文章重點論述了磁粉探傷靈敏度的主要影響因素。

【關(guān)鍵詞】磁粉探傷；靈敏度；因素；探討

一、 磁粉探傷檢測實例分析

用磁粉檢測來驗證工件的涂層厚度超過0.05mm時，磁粉探測的靈敏度是否符合檢驗的要求。試驗的器材：BT-810PA型便攜式磁粉探傷儀：提升力為45N；極距為0-206mm。標(biāo)準試片為A1-30/100。磁懸液為黑磁粉+水；配制濃度為20 g/L；施加方式為噴涂。涂層測厚儀為MiniTest 1100。試板材質(zhì)為Q235；規(guī)格為200mm x500mmx10mm。試板是外委加工而成（共需6塊），在每塊試板上面加工8處不同寬、深的人工十字裂紋。

（一）實驗的方法

1.先取1塊試板，在有人工缺陷的一側(cè)用A1-30 / 100型標(biāo)準試片來檢驗磁粉探傷儀和磁懸液的綜合性能，檢驗合格方可進行以下試驗。

2.分別在6塊試板有人工缺陷的一側(cè)噴涂油漆，使6塊試板上的油漆層依次增厚，油漆層厚度盡可能分別達到50μm（試塊1） 、150μm（試塊2）、200μm（試塊3） 、250μm（試塊4 ） 、 300μm（試塊5 ） 、350μm（試塊6），噴涂在每塊試板上的油漆層厚度要盡量均勻。

3.運用涂層測厚儀分別檢測6塊試板上油漆層的實際厚度，并記錄清楚。

4.利用磁粉探傷儀進行涂層試件檢測，并觀察人工裂紋磁痕的檢測結(jié)果，并詳細記錄結(jié)果。

（二）試驗結(jié)果

1.當(dāng)涂層的厚度≤200μm時，磁粉檢測帶漆涂層的的靈敏度依然滿足檢測的實際需要。

2.此外影響檢測靈敏度的一個重要因素是缺陷的深寬比，當(dāng)缺陷的深寬比越大，漏磁場越大，缺陷越容易檢出。

（三）結(jié)論分析

實驗表明，當(dāng)試件涂層的厚度≤200μm的時候，磁粉檢測的靈敏度依然符合檢驗的需求。因此在進行壓力容器等的磁粉檢測前，應(yīng)首先對其表面的涂層進行測量，若涂層的厚度≤200μm，則可以直接進行磁粉檢測。由于壓力容器的表層的涂層多采用自動噴涂法，且涂層的厚度基本都在200μm范圍，因此磁粉檢測方法可以廣泛應(yīng)用于壓力容器的表面檢測。

二、影響磁粉檢測靈敏度的主要因素

（一）磁化方法

根據(jù)不同情況，選擇最有效的磁化方法進行檢測。為了能檢出各個方向的缺陷，通常對同一部位需要進行互相垂直的兩個方向磁化，不同的磁化方法對不同方向缺陷的檢出能力有所不同，周向磁化對縱向缺陷的檢測靈敏度較高，縱向磁化對橫向缺陷的檢測靈敏度較高。同一種磁化方法，對不同部位缺陷的檢測靈敏度也不一致。如用交叉磁軛檢測時，磁軛的移動速度、磁極與工件間隙的大小、工件表面的平整度、缺陷相對磁極的位置都會對檢測靈敏度造成不同程度的影響。

（二）工件表面狀況

工件的表而粗糙度、氧化皮、油污、鐵銹等對磁粉的檢測靈敏度都有一定影響，工件表面較粗糙或存在氧化皮、鐵銹時，會增加磁粉的流動阻力，影響缺陷處漏磁場對磁粉的吸附，使檢測靈敏度下降。工件表面的凹坑和油污處會出現(xiàn)磁粉聚集，引起非相關(guān)顯示。工件表面的油漆和鍍層會削弱缺陷漏磁場對磁粉的吸附作用，使檢測靈敏度降低。

（三）磁化電流類型

因為不同的磁化電流具有不同的滲入性和脈動性，所以根據(jù)不同情況進行選取。用交流電磁化時，由于交流電具有趨膚效應(yīng)，其滲入性很小，對于表面缺陷有較高的靈敏度，但對近表面的檢測靈敏度大大降低；另外由于交流電方向在不斷的變化，使交流電產(chǎn)生的磁場方向也不斷變化，這種方向變化可攪動磁粉，具有很好的脈動性，有助于磁粉的遷移，從而提高磁粉檢測的靈敏度。在生產(chǎn)和生活中使用最為廣泛，在現(xiàn)場易于找到交流電源，因此在壓力容器檢驗時常用交流電作為磁化電流。

（四）漏磁場強度

影響漏磁場強度的主要因素有以下四個方面。第一，外加磁場強度。缺陷的漏磁場大小與工件磁化程度有關(guān)，外加磁場大小和方向直接影響磁感應(yīng)強度的變化。當(dāng)鐵磁性材料的磁感應(yīng)強度達到飽和值的80%左右時，漏磁場便會迅速增大。因此，磁粉檢測應(yīng)使用既能檢測出所有的有害缺陷，又能區(qū)分磁痕顯示的最小磁場強度進行檢驗。第二，工件材質(zhì)及狀態(tài)。工件材質(zhì)對檢測靈敏度影響主要表現(xiàn)在工件磁特性對靈敏度的影響上。工件的磁特性包括工件的磁導(dǎo)率μ，剩磁Br和矯頑力Hc。工件本身的晶粒大小、含碳量的多少、熱處理及冷加工都會對其磁特性產(chǎn)生影響。第三，缺陷的埋藏深度。同樣的缺陷，位于工件表面時，產(chǎn)生的漏磁場大，靈敏度高；位于工件的近表面時，產(chǎn)生的漏磁場將顯著減小，檢測靈敏度降低；若位于工件表面很深的位置，則工件表面幾乎沒有漏磁場存在，缺陷就無法檢出。第四，缺陷的方向、性質(zhì)和形狀。當(dāng)缺陷的方向與磁場方向垂直時，漏磁場最大，吸附的磁粉最多，靈敏度最高。隨著夾角由90°減小，靈敏度下降；若缺陷的方向與磁場方向平行或夾角小于30°，幾乎不產(chǎn)生漏磁場，不能檢出缺陷。

（五）磁粉的性能

磁粉作為顯示缺陷的手段，其質(zhì)量優(yōu)劣和選擇是否恰當(dāng)將直接影響檢測結(jié)果。磁粉檢測的靈敏度與磁粉本身的性能如磁特性、粒度、流動性、密度和識別度有關(guān)，高磁導(dǎo)率的磁粉容易被缺陷產(chǎn)生的微小漏磁場磁化和吸附，形成的磁痕顯示線條清晰，對細小缺陷的檢測靈敏度高。粒度較粗的磁粉，在空氣中容易分散開，也容易搭接跨過大缺陷，磁導(dǎo)率又較細磁粉高，因而搭接起來容易磁化和形成磁痕顯示，對大裂紋檢測靈敏度高。條形磁粉容易磁化并形成磁極，單流動性不好，球形磁粉有良好的流動性，但由于退磁場的影響不容易被磁場磁化，所以磁粉應(yīng)具有高磁導(dǎo)率，低矯頑力及低剩磁，磁粉粒度應(yīng)適中，理想的磁粉應(yīng)由一定比例的條形、球形和其它形狀的磁粉混合在一起使用。

（六）磁懸液的類型和濃度

常用的磁懸液有水磁懸液和油磁懸液兩種類型，兩種磁懸液的粘度值不同，其流動性也不一致，導(dǎo)致檢測靈敏度有所差異。油磁懸液在溫度較低時粘度值較高，導(dǎo)致流動性變差和靈敏度下降，因此磁粉檢測標(biāo)準一般斗規(guī)定某一溫度范圍內(nèi)油載液的最大粘度值，以保證油磁懸液的流動性和檢測靈敏度。為提高檢測靈敏度度，要求磁懸液能充分潤濕工件表面，水磁懸液要形成無水?dāng)啾砻妫员闶勾艖乙耗芫鶆蚍植荚诠ぜ砻嫔希乐谷毕萋z。磁懸液濃度太低影響漏磁場對磁粉的吸附量，磁痕不清晰，導(dǎo)致缺陷漏檢，濃度太高，會在工件表面滯留很多磁粉，形成過度背景，甚至?xí)谏w相關(guān)顯示。

（七）工藝操作

工藝操作主要有清理工件表面、磁化工件、施加磁粉或磁懸液、觀察分析等，不管是哪一步操作不當(dāng)，都會影響檢測。工件表面清理不干凈，不但會增大磁粉的流動阻力，影響缺陷磁痕的形成，而且會產(chǎn)生非相關(guān)顯示，影響對缺陷的判別。磁化工件是磁粉檢測中的關(guān)鍵工序，對檢測靈敏度影響很大，磁化規(guī)范的選擇、磁化時間、磁化操作與施加磁粉與磁懸液的協(xié)調(diào)性都會影響到檢測靈敏度。

三、磁粉檢測的實際應(yīng)用

在實際的應(yīng)用中，磁粉檢測的靈敏度并非越高越好。若磁粉檢測的靈敏度過高，一些允許的微小缺陷磁痕顯示出來，使得檢測面出現(xiàn)過多磁痕堆積，增加了判斷難度。這樣就會導(dǎo)致產(chǎn)品的拒收率提高進而導(dǎo)致產(chǎn)品的浪費。因此磁粉檢測的靈敏度應(yīng)依據(jù)被測工件的具體情況，以及工件的主要功能和使用范圍等，在確保工件質(zhì)量標(biāo)準的前提下，將缺陷檢出靈敏度控制在一個合理的范圍之內(nèi)。

【參考文獻】

[1]魏鋒，壽比南等.壓力容器檢驗及無損檢測[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[2]宋志哲.磁粉檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007