磁粉檢測原理及應(yīng)用

文/宋鵬 大連鑫盛建設(shè)工程檢測有限公司 遼寧大連 116039

從20世紀(jì)50年代初開始。我國先后引進(jìn)前蘇聯(lián)、歐美等國家的磁粉檢測技術(shù)，制定出了我國的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還研發(fā)了新工藝和新設(shè)備材料，使我國磁粉檢測從無到有，得到了快速發(fā)展。磁粉檢測已發(fā)展成為一種成熟的無損檢測方法。

磁粉檢測對鐵磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的檢測靈敏度，可發(fā)現(xiàn)微米級寬度的小缺陷，所以對于鐵磁性材料，為檢測表面或近表面缺陷，應(yīng)優(yōu)先采用磁粉檢測方法。

1、磁粉檢測的原理

鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，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，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，從而顯示不連續(xù)性的位置、大小和嚴(yán)重程度。磁粉檢測的基礎(chǔ)是不連續(xù)性處漏磁場與磁粉的磁相互作用。

2、磁粉檢測的適用范圍

2.1 適用于檢測鐵磁性材料，不適用非磁性材料。

2.2 適用于檢測工件表面和近表面的裂紋、白點(diǎn)、發(fā)紋、折疊、疏松、冷隔、氣孔和夾雜等缺陷，但不適用于檢測工件表面淺而寬的劃傷、針孔狀缺陷、埋藏較深的內(nèi)部缺陷和延伸方向與磁力線方向夾角30°的缺陷。

3、磁粉檢測的七個(gè)程序

1）預(yù)處理；2）磁化；3）施加磁粉或磁懸液；4）磁痕的觀察與記錄；5）缺陷評級；6）退磁；7）后處理。

4、對接焊縫試板磁粉檢測實(shí)際操作過程舉例（磁軛法）

4.1 用黑磁膏配置磁懸液，先按說明書向噴壺中加入一定數(shù)量的磁膏，再放入適量的水，然后充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

4.2 預(yù)處理，可采用砂輪打磨和有溶劑清洗的方法去除試件表面油污、鐵銹和氧化皮。將試件焊縫及熱影響區(qū)等受檢區(qū)域及相鄰至少25mm范圍內(nèi)均清理干凈，不能存在影響檢測的污染。

4.3 綜合性能鑒定，采用磁軛法對試件進(jìn)行磁化，提升力是否達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)后，將靈敏度試片放在磁化區(qū)域邊緣進(jìn)行磁化，同時(shí)施加磁懸液，檢查靈敏度試片的顯示情況，以此確定磁粉檢測的綜合性能指標(biāo)。

4.4 檢測實(shí)施，采用噴灑的方式施加磁懸液，保證磁懸液有一定的流動(dòng)性，注意噴灑操作不能掩蓋缺陷顯示。為了檢出各個(gè)方向的缺陷，必須在同一部位至少做兩次相互垂直的磁化。

4.5 磁痕的觀察與記錄，在白光下觀察，要保證試件表面的光照度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，采用規(guī)定的方法對缺陷進(jìn)行記錄。按標(biāo)準(zhǔn)要求對試件進(jìn)行評定和分級。

4.6 退磁和后處理，建筑類磁粉檢測一般不用退磁，檢測后殘留的磁粉要去除，保證檢測面對以后的使用沒有影響。

5、試片的選用原則

根據(jù)工件被檢表面的大小、形狀和有效磁場強(qiáng)度，選取合適的試片。被檢表面較大的可選用A型試片；被檢表面較小或彎曲的課選用C型試片或D型試片。對系統(tǒng)靈敏度要求較高的可選用高、中靈敏度試片；對系統(tǒng)靈敏度要求較低的可選用低、中靈敏度試片。

6、評級

6.1 缺陷顯示：線狀顯示為長度大于3倍寬度的顯示。非線性顯示為長度小于或等于3倍寬度的顯示。

6.2 驗(yàn)收等級

6.2.1 檢測表面的寬度應(yīng)包括焊縫金屬和每側(cè)各10mm距離的鄰近母材金屬。

6.2.2 對缺欠所規(guī)定的驗(yàn)收等級相當(dāng)于評定等級，不應(yīng)考慮低于該水平顯示，通常，可接受的顯示不做記錄。

6.2.3 當(dāng)所期望的較高檢測極限，因現(xiàn)有焊縫表面狀況而達(dá)不到工作要求時(shí)，可通過局部打磨來改善全部或局部的檢測表面等級。

備注：驗(yàn)收等級2和3可規(guī)定用一個(gè)后綴“X”，表示所檢測出的所有線狀顯示應(yīng)按1級進(jìn)行評定，但對于小于原驗(yàn)收等級所表示的顯示，其可探測性可能偏低。

6.2.4 群顯示相鄰且間距小于其中較小顯示主軸尺寸的顯示，應(yīng)作為單個(gè)的連續(xù)顯示評定。群顯示應(yīng)按應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)評定。

6.2.5 應(yīng)用規(guī)范不同有不同的等級劃分，NB/T47013.4-2015磁痕的分類處理與質(zhì)量分級里，長度小于0.5mm的磁痕不計(jì)，兩條或兩條以上缺陷在同一直線上且間距不大于2mm時(shí)，按一條磁痕處理，其長度為兩條磁痕之和再加間距。缺陷磁痕長軸方向與工件（軸類或管類）軸線或母線的夾角大于或等于30°時(shí)，按橫向缺陷處理：其他按縱向缺陷處理。不允許有任何裂紋顯示；緊固件和軸類零件不允許任何橫向缺陷顯示。

7、磁粉設(shè)備分類

按設(shè)備的可移動(dòng)性分為固定式、移動(dòng)式、攜帶式；按設(shè)備的組合方式分為一體型、分立型；磁化方向分為周向磁化、縱向磁化、多向磁化。每種方法都有它得優(yōu)缺點(diǎn)，作為檢測人員要選用正確的設(shè)備來檢測。

對于檢測磁粉，主要是熒光磁粉和非熒光磁粉，磁懸液的配方，還有反差增強(qiáng)劑的應(yīng)用。如用熒光磁粉，還要配備黑光燈，現(xiàn)在很多設(shè)備黑光燈與磁軛為一體，方便檢測。

檢測表面粗糙，凹凸不平，磁粉顏色與工件顏色對比度很低時(shí)，在施加磁懸液前，在表面先涂上一層白色薄膜（反差增強(qiáng)劑），干燥后再噴灑磁懸液檢測，其磁痕會清洗可見，但要熟練運(yùn)用，涂量適中。涂量太薄會被磁懸液沖淡變得模糊，更難以辨別缺陷，涂量過厚，使檢測靈敏度降低，不便清除處理。

結(jié)語：

對于現(xiàn)場檢測要有一定的經(jīng)驗(yàn)，判斷出偽缺陷和非相關(guān)顯示，正確按照每一檢測程序準(zhǔn)備及檢測，按適用的驗(yàn)收等級評級，編寫工藝規(guī)程和操作規(guī)程，才能成為一名優(yōu)秀的無損檢測人員。

參考文獻(xiàn)：

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[3]NB/T47013.4-2015承壓設(shè)備無損檢測第4部分：磁粉檢測[S].北京：國家能源局，2015.