關(guān)于磁粉檢測(cè)分析

李星優(yōu)　顏瓊　全勇　謝俊　高鵬飛　曹天嬋

摘 要：磁粉檢測(cè)做為五大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法之一，是對(duì)鋼鐵材料或工件表面裂紋進(jìn)行檢測(cè)的一種常用方法。由于其在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了很好的應(yīng)用效果，所以直今，表面裂紋熒光磁粉檢測(cè)方法還是被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。但是，磁粉檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性和靈敏性受到檢測(cè)環(huán)境、檢測(cè)設(shè)備、被檢測(cè)零件特質(zhì)等的影響較大，且僅能顯出缺陷的長(zhǎng)度和形狀，而難以確定其深度；對(duì)剩磁有影響的一些工件，經(jīng)磁粉探傷后還需要退磁和清洗。所以為了提高磁粉的檢測(cè)效果我們要對(duì)磁粉檢測(cè)進(jìn)行綜合性分析[1]。

關(guān)鍵詞：表面裂紋 磁粉檢測(cè) 檢測(cè)效果

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ584+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（a）-0096-01

磁粉檢測(cè)是利用磁現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)工件中缺陷的，它是漏磁檢測(cè)方法中最常用的一種，磁粉檢測(cè)技術(shù)早起被用于航空、航海、汽車(chē)和鐵路部門(mén)。用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)、車(chē)輪軸和其他高應(yīng)力不見(jiàn)的疲勞裂紋。我國(guó)近年來(lái)磁粉檢測(cè)技術(shù)發(fā)展很快，相關(guān)檢測(cè)設(shè)備已形成系列化。斷電相位控制器利用可控硅技術(shù)，不僅可以代替自耦變壓器無(wú)極調(diào)節(jié)赤化電流，同時(shí)也為我國(guó)磁粉檢測(cè)設(shè)備的電子化和小型化奠定了基礎(chǔ)。

1 磁粉檢測(cè)原理

鐵磁性材料工件被磁化后，由于工件上存在不連續(xù)性，則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，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。磁粉檢測(cè)定義磁粉檢測(cè)，漢稱(chēng)磁粉檢驗(yàn)或磁粉探傷屬于無(wú)損檢測(cè)五大常規(guī)方法之一。磁粉檢測(cè)有三個(gè)必須的基本步驟：第一，被檢測(cè)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(duì)任何磁粉的堆積必須加以觀察和解釋。

2 磁粉檢測(cè)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(guò)的工件都可用磁粉檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)缺陷。（2）管材、棒材、板材、型材和鍛鋼件及焊接部都可應(yīng)用磁粉檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢查缺陷。（3）被檢測(cè)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(cè)出長(zhǎng)0.1 mm、寬為微米級(jí)的裂紋和目測(cè)難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。（4）可用檢測(cè)馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼材料，但不適于檢測(cè)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(cè)銅、鋁、鎂、鈦合金等非磁性材料。

3 磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)和局限

3.1 磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

（1）對(duì)于鐵磁性材料，其表面和近表面的開(kāi)口和不開(kāi)口的缺陷都可以檢測(cè)出來(lái)。（2）具有很高的檢驗(yàn)靈敏度，能檢測(cè)出微米級(jí)寬度的缺陷。（3）直觀地顯現(xiàn)出缺陷的大小、位置、形狀和嚴(yán)重程度，并可大致確定缺陷性質(zhì)。（4）檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性好。（5）單個(gè)工件檢測(cè)速度快，工藝簡(jiǎn)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(cè)小孔內(nèi)壁早期疲勞的產(chǎn)生和擴(kuò)張速率。

3.2 磁粉檢測(cè)的局限性

（1）只能適用于檢測(cè)鐵磁性材料如碳鋼、合金結(jié)構(gòu)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(shí)，易產(chǎn)生打火燒傷。（3）難以對(duì)缺陷的深度進(jìn)行定量測(cè)量[2]。

4 磁痕分析

（1）明確不同磁痕特征在熒光磁粉檢測(cè)過(guò)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(lái)具有較大的困難，如果不從特征入手很難精準(zhǔn)區(qū)分。缺陷磁痕是一種線狀磁痕同時(shí)磁痕本身也呈現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)狀，分布不規(guī)則并長(zhǎng)短不一；非缺陷磁痕是一種直線狀的磁痕，相對(duì)于其他幾種磁痕來(lái)說(shuō)，這種磁痕的位置相對(duì)比較固定；偽磁痕其形成原因是被檢測(cè)工件的表面不光潔所導(dǎo)致的，由于被檢測(cè)工件上存在鐵銹或者油污等，在磁懸液經(jīng)過(guò)時(shí)受到阻力而粘附上形成磁痕。（2）區(qū)分出真假磁痕真假磁痕的區(qū)分是需要較多的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)的，如果在區(qū)分過(guò)程中出現(xiàn)了失誤就很有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤，真假裂紋混淆，這樣就會(huì)導(dǎo)致合格的工件唄報(bào)廢或者是報(bào)廢的工件被應(yīng)用，很有可能導(dǎo)致事故的出現(xiàn)。對(duì)于這一問(wèn)題最有效的解決方式就是對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行培訓(xùn)考核，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以提高檢測(cè)人員的工業(yè)技能[3]。

5 磁痕觀察與記錄

（1）磁痕觀察。磁痕的觀察和評(píng)定一般應(yīng)在磁痕形成后立即進(jìn)行。使用非熒光磁粉檢測(cè)，被檢工作表面應(yīng)有充足的自然光或日光燈照明，并應(yīng)避免強(qiáng)光和陰影。使用熒光磁粉檢測(cè)時(shí)使用黑光燈照明，應(yīng)在暗區(qū)內(nèi)進(jìn)行，被檢工作表面的黑廣福照度應(yīng)不小于1000 uW/cm2。（2）磁痕記錄。①照相。用照相攝影來(lái)記錄缺陷的磁痕時(shí)，應(yīng)盡可能把工件的全貌和實(shí)際尺寸拍攝下來(lái)，也可以拍攝工件的某一特征部位，同時(shí)把刻度尺拍攝進(jìn)去。如果使用黑色磁粉，最好先在工件表面涂一層反差增強(qiáng)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?yàn)橛^察磁痕要在暗區(qū)黑光下進(jìn)行，所以應(yīng)在照相機(jī)鏡頭上加裝濾光片，濾去散射的黑光，使其他可見(jiàn)光進(jìn)入盡鏡頭。②貼印。貼印是利用透明膠紙黏貼來(lái)復(fù)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(fù)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(zhǎng)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(yàn)收

（1）原材料缺陷；原材料缺陷是指鑄錠在結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)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(kuò)張成為疲勞源，產(chǎn)生新的缺陷。（2）熱加工缺陷；熱加工缺陷是指鋼材經(jīng)熱加工（如鍛造、軋制、鑄造、焊接和熱處理）后產(chǎn)生的缺陷，是原材料中的缺陷在加熱時(shí)擴(kuò)張或新產(chǎn)生的缺陷。

7 結(jié)論

在工業(yè)中，磁粉探傷可用來(lái)作最后的成品檢驗(yàn)，以保證工件在經(jīng)過(guò)各道加工工序（如焊接、金屬熱處理、磨削）后，在表面上不產(chǎn)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(yàn)，以發(fā)現(xiàn)原來(lái)就存在的表面缺陷。鐵道、航空等運(yùn)輸部門(mén)、冶煉、化工、動(dòng)力和各種機(jī)械制造廠等，在設(shè)備定期檢修時(shí)對(duì)重要的鋼制零部件也常采用磁粉探傷，以發(fā)現(xiàn)使用中所產(chǎn)生的疲勞裂紋等缺陷，防止設(shè)備在繼續(xù)使用中發(fā)生災(zāi)害性事故。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)磁粉探傷[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990，8.

[2] 劉國(guó)民.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.

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