磁力探傷原理

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1、磁力探傷磁力探傷是通過鐵磁性材料進(jìn)行磁化所產(chǎn)生的漏磁場，來發(fā)現(xiàn)其表面或近表面缺陷的無損檢測方法。磁力探傷包括磁粉法、磁敏探頭法和錄磁法。其中磁粉法是一種相對比較成熟的磁力檢驗(yàn)方法，至今已有50多年的發(fā)展歷史。并且由于其設(shè)備簡單，操作方便，檢驗(yàn)靈敏度較高，故得到廣泛應(yīng)用。第一節(jié)磁力探傷原理磁力探傷是根據(jù)鐵磁材料的性質(zhì)發(fā)明的一種無損檢測方法，金屬材料的焊縫缺陷探傷完全符合磁力探傷條件，所以，焊接生產(chǎn)中的無損檢測，磁力探傷是一種重要的方法。一、磁力探傷的基本原理鐵磁性材料制成的工件被磁化后,工件就有磁力線通過。如果工件本身沒有缺陷，磁力線

2、在其內(nèi)部是均勻連續(xù)分布的。但是，當(dāng)工件內(nèi)部存在缺陷時(shí)，如裂紋、夾雜、氣孔等非鐵磁性物質(zhì)，其磁阻非常大，磁導(dǎo)率低，必將引起磁力線的分布發(fā)生變化。缺陷處的磁力線不能通過，將產(chǎn)生一定程度的彎曲。當(dāng)缺陷位于或接近工件表面時(shí)，則磁力線不但在工件內(nèi)部產(chǎn)生彎曲，而且還會(huì)穿過工件表面漏到空氣中形成一個(gè)微小的局部磁場，如圖9-1所示。這種由于介質(zhì)磁導(dǎo)率的變化而使磁通泄漏到缺陷附近空氣中所形成的磁場，稱作漏磁場。通過一定的方法將漏磁場檢測出來，進(jìn)而確定缺陷的位置，包括缺陷的大小、形狀和深度等，這就是磁力探傷的原理。二、影響漏磁場強(qiáng)度的因素1.外加磁場強(qiáng)

3、度對鐵磁材料磁化時(shí)所施加的外加磁場強(qiáng)度高時(shí)，在材料中所產(chǎn)生在磁感應(yīng)強(qiáng)度也高，這樣，表面缺陷阻擋的磁力線也較多，形成的漏磁場強(qiáng)度也隨之增加。2.材料的磁導(dǎo)率材料磁導(dǎo)率高的工件易被磁化，在一定的外加磁場強(qiáng)度下，在材料中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度正比于材料的磁導(dǎo)率。在缺陷處形成的漏磁場強(qiáng)度隨著磁導(dǎo)率的增加而增加。3.缺陷的埋藏深度當(dāng)材料中的缺陷越接近表面，被彎曲逸出材料表面的磁力線越多。隨著缺陷埋藏深度的增加，被逸出表面的磁力線減少，到一定深度，在材料表面沒有磁力線逸出而僅僅改變了磁力線方向，所以缺陷的埋藏深度愈小，漏磁場強(qiáng)度也愈大。4.缺陷方向當(dāng)

4、缺陷長度方向和磁力線方向垂直時(shí)，磁力線彎曲嚴(yán)重，形成的漏磁場強(qiáng)度最大。隨著缺陷長度方向與磁力線夾角減小，漏磁場強(qiáng)度減小，如果缺陷長度方向平行于磁力線方向時(shí)，漏磁場強(qiáng)度最小。甚至在材料表面不能形成漏磁場。5.缺陷的磁導(dǎo)率如材料中的缺陷內(nèi)部含有鐵磁性材料（如Ni、Fe）的成分，即使缺陷在理想的方向和位置上時(shí)，也會(huì)在磁場的作用下被磁化。那么缺陷形不成漏磁場。缺陷的磁導(dǎo)率與材料的磁導(dǎo)率對漏磁場的影響正好相反，即缺陷的磁導(dǎo)率愈高，產(chǎn)生的漏磁場強(qiáng)度愈低。6.缺陷的大小和形狀缺陷在垂直磁力線方向上的尺寸愈大，阻擋的磁力線愈多。容易形成漏磁場且其強(qiáng)

5、度愈大。缺陷的形狀為圓形時(shí)如氣孔等，漏磁場強(qiáng)度小，當(dāng)缺陷為線形時(shí)，容易形成較大的漏磁場。第二節(jié)工件磁化方法及磁化規(guī)范的選擇在磁力探傷中，通過外加磁場使工件磁化的過程稱為工件的磁化。由于磁化方式的不同，工件的磁化也有不同的方法。一、工件磁化方法（一）直流電磁化法和交流電磁化法1．直流電磁化法工件被直流電磁化時(shí)，采用低電壓大電流的直流電源，使工件產(chǎn)生方向恒定的電磁場。由于這種磁化方式所獲得的磁力線能穿透工件表面一定深度，因此能發(fā)現(xiàn)近表面區(qū)較深的缺陷，故其探傷效果比較好，但退磁困難。2.交流電磁化法工件被交流電磁化時(shí)，采用低電壓大電流交流

6、電源。由于充磁電流采用頻率可變的交流電，所以供電比較方便，而且磁化電流的調(diào)整也比較容易。另外，發(fā)現(xiàn)表面缺陷的靈敏度比直流電磁化法要高，而且退磁也比較容易，應(yīng)用比較普遍。（二）直接通電磁化法和間接通電磁化法1．直接通電磁化法該方法是將工件直接通以電流，使工件周圍和內(nèi)部產(chǎn)生周向磁場。適合于檢測長條形如棒材或管材等工件。直接通電磁化法的設(shè)備比較簡單，方法也簡便。但由于對工件直接通以大電流，所以容易在電極處產(chǎn)生大量的熱量使工件局部過熱，導(dǎo)致工件材料的內(nèi)部組織發(fā)生變化，影響材料性能，在過熱的部位會(huì)把工件表面燒傷。2．間接通電磁化法間接通電磁化

7、就是工件利用探傷器等使自身產(chǎn)生磁場來完的，這樣可以避免直接通電磁化法產(chǎn)生的弊端。同時(shí)它可以通過改變線圈的匝數(shù)或磁化電流的大小來調(diào)整磁化磁場強(qiáng)度，所以應(yīng)用比較廣泛。（三）周向磁化法、縱向磁化法、復(fù)合磁化法和旋轉(zhuǎn)磁場磁化法1．周向磁化法周向磁化法又稱橫向磁化法。工件磁化后所產(chǎn)生的磁力線是在工件軸向垂直的平面內(nèi)而且沿著工件圓周表面分布，磁力線是相互平行的同心圓。常用來檢驗(yàn)工件上如縱焊縫等與軸線平行的缺陷。常用的周向磁化法有：直接通電周向磁化法、間接通電磁化法、磁錐法等。2．縱向磁化法工件磁化后產(chǎn)生的磁力線與工件的軸線平行。用來檢驗(yàn)與工件或

8、焊縫軸線垂直的缺陷。常用的磁化方法有：螺線管線圈法、磁軛磁化法等3．復(fù)合磁化法復(fù)合磁化法是一種采用直流電使磁軛產(chǎn)生縱向磁場，用交流電直接向工件通電產(chǎn)生周向磁場（磁軛中部嵌入一片不導(dǎo)電的絕緣片把磁軛分開），使工件得到由兩個(gè)互相垂直的磁力