MT探伤方法与应用.docx

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MT探伤方法与应用

MT探伤方法与应用

1磁粉探伤方法分类及选择

1.1磁粉探伤方法的分类：

1.1.1按施加磁粉的载体分两种：

干法（荧光、非荧光）、湿法（荧光、非荧光）。

1.1.2按施加磁粉的时机分两种：

连续法、剩磁法。

1.1.3按磁化方法分六种：

轴向通电法、触头法、线圈法、

磁轭法、中心导体法、交叉磁轭法。

1.2磁粉探伤方法的一般选择原则：

1.2.1连续法和剩磁法都可进行探伤时，优先选择连续法。

1.2.2对于湿法和干法，优先选择湿法。

，优先选用要根据工件的形状、尺寸、探伤操作的困难程度进行。

2磁粉探伤方法具体介绍

2.1连续法：

2.1.1概念：

在磁化的同时，施加磁粉或磁悬液。

2.1.2适用范围：

①形状复杂的工件；②剩磁Br（或矫顽力Hc）较低的工件；③检测灵敏度要求较高的工件；④表面覆盖层无法除掉（涂层厚度均匀不超过0.05mm）的工件。

；②磁化过程中施加磁悬液，磁化时间1S-3S；③磁化停止前完成施加操作并形成磁痕，时间至少1S；④至少反复磁化两次。

（2）具有最高的检测灵敏度。

（3）可用于多向磁化。

（4）交流磁化不受断电相位的影响。

（5）能发现近表面缺陷。

（6）可用于湿法和干法检验。

（1）效率低。

（2）易产生非相关显示。

（3）目视可达性差。

2.2剩磁法：

2.2.1概念：

停止磁化后，施加磁粉或磁悬液。

2.2.2适用范围：

①矫顽力Hc在1000A/m以上，并保持剩磁Br在0.8T以上的工件，一般如经过热处理的高碳钢和合金结构钢（淬火、回火、渗碳、渗氮、局部正火）；低碳钢、处于退火状态或热变形后的钢材都不能采用剩磁法；②成批的中小型零件进行磁粉检测时；③因工件几何形状限制连续法难以检验的部位。

；②磁化后检验完成前，任何磁性物体不得接触被检工件；③磁化时间一般控制在0.25-1S；④浇磁悬液2–3遍，或浸入磁悬液中10—20S，保证充分润湿；⑤交流磁化时，必须配备断电相位控制器。

（1）效率高。

（2）具有足够的检测灵敏度。

（3）缺陷显示重复性好，可靠性高。

（4）目视可达性好，可用湿剩磁法检测管子内表面的缺陷。

（5）易实现自动化检测。

（6）能评价连续法检测出的磁痕显示属于表面还是近表面缺陷显示。

（7）可避免螺纹根部、凹槽和尖角处磁粉过度堆积。

（2）不能用于多向磁化。

（3）交流剩磁法磁化受断电相位的影响，所以交流探伤设备应配备断电相位控制器，以确保工件磁化效果。

（4）检测缺陷的深度小，发现近表面缺陷灵敏度低。

（5）不适用于干法检验。

2.3干法：

2.3.1概念：

以空气为载体用干磁粉进行探伤。

2.3.2适用范围：

①粗糙表面的工件；②灵敏度要求不高的工件。

；②工件磁化后施加磁粉，并在观察和分析磁痕后再撤去磁场；③磁痕的观察、磁粉的施加、多余磁粉的除去同时进行；④干磁粉要薄而均匀覆盖工件表面；⑤多余磁粉的除去应有顺序地向一个方向吹除；⑥不适于剩磁法。

（1）检验大裂纹灵敏度高。

（2）用干法+单相半波整流电，检验工件近表面缺陷灵敏度高。

（3）适用于现场检验。

（1）检验微小缺陷的灵敏度不如湿法。

（2）磁粉不易回收。

（3）不适用于剩磁法检验。

2.4湿法：

2.4.1概念：

将磁粉悬浮在载液中进行磁粉探伤。

2.4.2适用范围：

①连续法和剩磁法；②灵敏度要求较高的工件，如特种设备的焊缝；③表面微小缺陷的检测。

，确认整个检测表面被磁悬液润湿；②不宜采用刷涂法施加磁悬液（可用喷、浇、浸等）；③检测面上的磁悬液的流速不能过快；④水悬液时，应进行水断试验。

，检验工件表面微小缺陷灵敏度高。

（2）可用于剩磁法检验和连续法检验。

（3）与固定式设备配合使用，操作方便，检测效率高，磁悬液可回收。

2.5橡胶铸型法（MT-RC法）：

2.5.1概念：

对缺陷磁痕采用室温硫化硅橡胶加固化剂形成的橡胶铸型进行复制，对复制在橡胶铸型上的磁痕进行分析。

2.5.2适用范围：

①剩磁法；②跟踪检测缺陷的发展变化；③复制缺陷磁痕的橡胶铸型可永久保存；④灵敏度高。

2.6磁橡胶法（MRI法）：

将磁粉弥散于室温硫化硅橡胶中，加入固化剂后倒入受检部位，在缺陷漏磁场的作用下，磁粉在橡胶液内迁移和排列，待橡胶固化后，即可获得含有缺陷磁痕的橡胶铸型。

该法适于水下，但检测灵敏度低。

3磁化规范

3.1磁化规范的概念：

磁粉探伤时所选择的磁场强度值（或磁化电流值）。

3.2选择磁化规范应考滤的因素：

①根据工件的材料、热处理状态和磁特性（确定采用连续法还是剩磁法及应相的规范）；②根据工件的尺寸、形状、表面状态和欲检出缺陷的种类、位置、形状、大小（确定磁化方法、电流种类、有效检测范围及响应的磁化规范）。

3.3确定磁化规范（磁场强度值）的方法：

①用公式计算，如磁化电流表征的磁场强度（通电法、线圈法）；

②用磁场强度计测量工件表面的磁场强度，如连续法时应达2400—4800A/m，剩磁法时应达14400A/m；

③用标准试片（块）确定磁场强度是否合适，用于形状复杂的工件或难以计算磁化电流（磁场强度），根据试片上的显示痕迹而定；

④利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度，再磁特性曲线上，剩磁法要磁化到基本饱和，连续法要磁化到出现最到相对磁导率所需的磁场强度，一般连续法所要求的磁场强度是剩磁法的1/3（周向磁化）。

3.4磁化规范的种类：

多少种磁化方法，就有多少种磁化规范

磁化方法不同，磁化规范就不同。

根据被检缺陷走向，选用不同的磁化方向。

磁化方向：

包括周向磁化、纵向磁化、复合磁化。

（根据磁力线方向或磁场方向划分）。

根据磁化方向，具体的磁化方法则可分为六种：

轴向通电法（周向）、中心导体法（周向）、触头法（支杆法）（周向）、线圈法（纵向）、磁轭法（纵向）、交叉磁轭法（复合）

3.5轴向通电法和中心导体法的磁化电流值：

检测方法

磁化电流计算公式

交流电

直流电、整流电

连续法

I=（8~15）D

I=（12~32）D

剩磁法

I=（25~45）D

I=（25~45）D

注：

D为工件横截面上最大尺寸，mm。

说明：

中心导体法检测内、外表面纵向缺陷、端面的径向缺陷。

外表面检测时应尽量使用直流电或整流。

⑴轴向通电法：

概念：

属周向磁化，工件夹在探伤机两电极之间，电流沿轴向通过工件，工件内部及周围建立闭合的周向磁场。

适用范围：

①棒材（圆形或方形）、管材；②检测外表面的纵向缺陷（或与电流平行方向的缺陷）或夹角小于45º的缺陷。

操作要点：

①注意工件与电极之间接触良好，最好有较大的导电接触面，必要时在电极上安装接触垫；②对空心类工件（如管材）无法检测内表面缺陷。

⑵中心导体法：

概念：

属周向磁化利用导电材料（如铜棒）作芯棒，穿过带孔的工件（如钢管），让电流从芯棒中通过，从而产生周向磁场磁化工件。

适用范围：

①带通孔的工件；②检测带孔工件的内表面或外表面的纵向缺陷（或与电流平行方向的缺陷）（或夹角小于45º的缺陷）以及端面的径向缺陷。

操作要点：

①芯棒置中心时可获得比较均匀的磁化场；②内壁灵敏度高于外壁灵敏度；③可将数个工件一起穿在芯棒上一次磁化；④外表面检测时应尽量使用直流电或整流电；⑤芯棒中心放置如电流不能满足要求时可偏心放置，这时芯棒应靠近内壁，导体与内壁接触时应采取绝缘措施，每次有效检测区长度约为4倍芯棒直径，且应有一定的重叠区，重叠区长度应不小于有效检测区的10%（0.4d），计算磁化电流时“D”值取芯棒直径加两倍工件壁厚。

⑶偏置芯棒法：

芯棒中心放置如电流不能满足要求时可偏心放置，这时芯棒应靠近内壁，导体与内壁接触时应采取绝缘措施，每次有效检测区长度约为4倍芯棒直径，且应有一定的重叠区，重叠区长度应不小于有效检测区的10%（0.4d），计算磁化电流时“D”值取芯棒直径加两倍工件壁厚。

3.6触头法的磁化电流值：

工件厚度T，mm

电流值I，A

T＜19

（3.5~4.5）倍触头间距

T≥19

（4~5）倍触头间距

注：

采用触头法时，电极间距应控制在75mm～200mm之间。

磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距，通电时间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。

两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠区。

检测时磁化电流应根据标准试片实测结果来校正。

3.7线圈法的磁化电流值：

几点说明

⑴ 线圈法又分为：

低填充、高填充、中填充。

⑵线圈法的有效磁化区是从线圈端部向外延伸到150mm的范围内。

超过150mm以外区域，磁化强度应采用标准试片确定。

⑶对于长径比（L/D）小于2的工件，若要使用线圈法时，可利用磁极加长块来提高长径比的有效值或采用标准试片实测来决定电流值。

对于长径比（L/D）大于等于15的工件，公式中（L/D）取15。

⑷当被检工件太长时，应进行分段磁化，且应有一定的重叠区。

重叠区应不小于分段检测长度的10%。

检测时，磁化电流应根据标准试片实测结果来确定。

⑸对于空心工件时，此时工件直径D应由有效直径Deff代替。

①对于圆筒形工件：

Deff=[（Do）2-（Di）2]1/2Do——圆筒外直径，mm；

Di——圆筒内直径，mm。

②对于非圆筒形工件：

Deff=2[（At-Ah）/π]1/2

式中：

At——零件总的横截面积，mm2；

Ah——零件中空部分的横截面积，mm2。

3.7.1低充填因数线圈法。

当线圈的横截面积大于或等于被检工件横截面积（包括中空部分）的10倍时，使用下述公式（误差10%）：

v偏心放置时，线圈的磁化电流按下式计算磁化电流：

v正中放置时，线圈的磁化电流按下式计算磁化电流：

以上各式中：

I——施加在线圈上的磁化电流，A；

N——线圈匝数；

L——工件长度，mm；

D——工件直径或横截面上最大尺寸，mm；

R——线圈半径，mm。

3.7.2高充填因数线圈法。

用固定线圈或电缆缠绕进行检测，若此时线圈的截面积小于或等于2倍工件截面积（包括中空部分），磁化时，可按下式计算磁化电流（误差10%）：

3.7.3中充填因数线圈法。

当线圈截面积大于2倍而小于10倍被检工件截面积时（包括中空部分），磁化时可按下式计算磁化电流（误差10%）：

式中：

（NI）h——高充填因数线圈计算的NI值。

（NI）l——低充填因数线圈计算的NI值。

Y——线圈的横截面积与工件横截面积之比。

3.8磁轭法（包括交叉磁轭）的磁化电流：

其磁化电流应根据标准试片实测结果来选择；如果采用固定式磁轭磁化工件时，应根据标准试片实测结果来校验灵敏度是否满足要求。

磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠

4退磁

4.1概念：

退磁是去除工件中剩磁、使工件材料磁畴重新恢复到磁化前那种杂乱无章状态的过程。

探伤退磁就是将剩磁减小到不影响使用或下道工序加工的操作。

4.1原理：

将工件置于磁场强度足以克服材料矫顽力HC的交变磁场中，产生磁滞回线，当交变磁场的幅值渐渐递减时，磁滞回线的轨迹也越来越小，工件中的剩磁Br也越来越小接近于零。

（如图可看出，退磁时电流与磁场的方向和大小的变化必须“换向衰减同时进行”。

）

4.3退磁方法：

常用的有交流退磁和直流退磁。

另外，还有高温退磁，工件加热到居里点以上，这是一种最有效的退磁方法。

4.4必须进行退磁的几种情况：

①当检测需要多次磁化时，如上一次磁化将会给下一次磁化带来不良影响； 

②工件的剩磁会对以