磁粉检测实验指导书

实验一磁粉检测系统现场教学一、实验目的通过现场教学，熟悉磁粉检测系统组成及基本工作原理，以及设备的正确使用方法。

二、实验设备及附件CT-3000 交直流磁粉探伤机，CT-800退磁机，紫外灯和辐照计，磁强计，试块和试片，磁粉等。

三、实验原理及步骤1．磁粉检测原理：铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性因素的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。

2、磁粉检测材料与设备1）CT-3000 交直流磁粉探伤机CT-3000是根据磁化原理设计，按照JB/T8290－1998磁粉探伤机标准要求制造。

适用于机械、汽车、航空和铁道等行业轴类、齿轮类、盘套类等铁磁性材料表面和近表面的无损检测。

能发现裂纹、夹渣等极细微的缺陷。

对工件中表面的缺陷检测灵敏度最高，可检测宽度仅为0.1μm的表面裂纹。

设备以小型工业可编程序控制器（PLC）和人机界面（PT）为核心，对系统各个动作进行控制。

可自动单周操作，也可手动单步操作。

设备对工件可进行周向磁化（采用直接通电法）、纵向磁化（采用线圈和磁轭感应法两种）和复合磁化（采用周向和纵向同时磁化法）。

磁化电流采用交流电和直流电（整流电）两种。

交流电源采用大功率可控硅在高压侧调压，利用隔离变压器以低电压大电流方式输出；整流电源采用三相交流变压器将三相交流电转换为低电压大电流，然后再用12只大功率可控硅组成整流、调压及极性变换电路，输出整流电。

磁化电流控制采用集成触发电路和PLC控制大功率可控硅导通角来实现。

交直流磁化电流均连续可调，交流具有断电相位控制功能，三相全波整流电具有快速断电功能。

设备输出交流和直流电压均低于36V安全隔离电压。

主要技术指标：磁化方式：周向磁化、纵向磁化和复合磁化三种。

磁化电源三相四线 380V 50Hz 200A, 能够提供3000A交、直流磁化电流。

磁化电流切换方式采用手动刀开关切换，移动面板指示灯显示。

三相全波整流电：磁化电流：0～3000A连续可调，电流可预选，数字显示，显示及跟踪误差均≤±5%。

磁化时间：0.5 ～ 20秒可调（磁化时间数字显示），精度0.1秒。

快速断电特性：用快速断电试验器试验磁化结束时亮。

自动衰减式超低频退磁：电流3000A ～ 0，连续可调，电流可预选，电流由预选值自动衰减到零。

退磁电流频率：1～5档可调。

退磁效果：退磁后工件表面上剩磁Br ≤ 0.2mT(2 GS)。

探伤灵敏度：2500A直流显示标准试块5孔。

交流电：磁化电流：0～3000A连续可调，带断电相位控制功能。

自动衰减式退磁：电流3000A ～ 0，连续可调。

退磁效果：退磁后工件表面上剩磁Br ≤ 0.2mT(2 GS)。

探伤灵敏度：利用交流标准试块应能清晰显示一个孔；A型2号试片磁痕能清晰显示。

纵向磁化线圈磁化线圈：线圈内径φ350mm，宽100mm，匝数8 ，工作电流3000A。

纵向磁化磁势(安匝数)：0～24000AT可调。

中心磁场强度≥300 Gs。

磁化线圈移动速度：电动控制，速度84mm/s。

纵向磁轭磁化两端有电极板，能提供纵向磁轭磁化。

磁轭线圈：匝数8 ，工作电流3000A。

纵向磁化磁势(安匝数)：0～24000AT可调。

夹持装置：电极板直径φ200mm，配浸锡铜网板。

电极夹头可360o连续、电动旋转。

两极间距：0～1000mm可电动调。

工件夹紧方式：可对零件进行电动/气动夹紧方式，无卡滞现象。

具体操作方法：1、接通电源：合上总开关，将钥匙开关转到开的位置，按下电源“启动”按钮，“启动”按钮内指示灯亮，表明设备电源已经接通。

2、选择合适电流：设备有交流电和直流电（整流电）两种。

在控制柜面板上可以通过钥匙开关选择电流种类。

单击触摸屏电流框，弹出输入小键盘，在键盘上输入电流值，并按“Ent”键，即可输入预先设定的电流值。

当磁化或退磁时，可以看到数字电流表指示实际电流大小。

3、磁化：设备对工件可进行周向磁化（采用直接通电法）、纵向磁化（采用线圈和磁轭感应法两种）和复合磁化（采用周向和纵向同时磁化法）。

选择合适磁化方式：在探伤机左侧刀开关为周向交流和直流磁化方式选择开关，开关向上扳即为周向交流磁化。

开关向下扳即为周向直流磁化。

在探伤机右侧刀开关为纵向磁化方式选择开关，开关向上扳即为线圈磁化。

开关向下扳即为磁轭磁化。

4、退磁：在零件完成连续法检测后，可立即进行退磁操作。

剩磁法时可通过退磁机退磁比较方便。

5、测量剩磁：退磁后用磁强计测量试块表面的最大磁场强度，零件任何部分剩磁不得超过3GS。

如果高于3GS，重新进行上一退磁步骤，直到达到要求为止。

2）CT-800退磁机CT-800采用大型线圈和断电相位控制装置组合而成，具有交流磁化和退磁功能。

交流磁化：将工件置于移动小车内，再将小车置于线圈中心，启动磁化功能即可。

磁化时调节电位器，观察电流表，选择适当磁场强度，磁场强度约为电流值的5倍。

退磁采用远离和衰减法结合方式。

即先远离法：将工件置于移动小车内，再将小车置于线圈中心启动退磁功能，人工拉动小车远离线圈，直到退磁机尾部的行程开关；后衰减法：小车运行到尾部使行程开关动作，退磁机自动转为衰减法退磁，直到退磁结束。

退磁的工作时间一般在7秒左右。

主要技术指标：电源三相四线 380V 50Hz 65A。

退磁机的中心磁场强度≥300 Gs。

退磁机可对零件进行磁化，为保证剩磁稳定，设备内配备断电相位控制器。

退磁机线圈内径：350×350×300。

退磁机上的行车及轨道最大载重50Kg。

可对零件进行远离、衰减退磁两种，剩磁Br ≤ 0.2mT(2 GS)。

具体磁化和退磁操作方法：1、接通电源：合上总开关，将钥匙开关转到开的位置，按下电源“启动”按钮，“启动”按钮内指示灯亮，表明设备电源已经接通。

2、选择合适磁化电流：按下“磁化”按钮，调节电位器，观察电流表指示，确定合适磁化电流（中心磁场强度约为电流值的5倍，如300GS时电流值约为60A，注意最大电流为65A）。

3、磁化：选择合适磁化电流后，先把零件放入小车，然后将小车推到线圈内，用右手按住零件，防止零件在磁化过程中移动，用左手按下“磁化”按钮，设备自动对零件进行线圈纵向磁化，可进行剩磁法检测。

4、退磁：选择合适退磁电流后（确定退磁电流方法同磁化电流确定），先把零件放入小车，然后将小车推到线圈内，用右手按住零件，防止零件在退磁过程中移动，用左手按下“退磁”按钮，同时右手按住零件拉动小车向尾部前行，直到尾部触动行程开关为止。

行程开关启动后，退磁电流自动衰减至关断，完成退磁操作。

测量剩磁：退磁后用磁强计测量试块表面的最大磁场强度，零件任何部分剩磁不得超过3GS。

如果高于3GS，重新进行上一退磁步骤，直到达到要求为止。

3）主要附件A型试片：试块和试片是磁粉检测必备的测试工具。

它可以用来检查和评定磁粉检测系统性能。

检测中，定期用试块和试片来检查探伤设备、磁粉、磁悬浓的检测系统综合使用性能，以及操作方法是否恰当。

磁粉检测中常用的试块和试片有:A型试片、C型试片和B型试块以及磁场指示器等。

A 型试片通用名称的分数中：分子表示槽深，分母表示板厚，尺寸单位为μm。

直流标准环形试块(Betz 环)：这种试块是美国ASME 标准提出的，又称Betz 环。

我国标准中也已采用。

它是用碳工具钢制成，试块上钻有 1.8 mm的通孔，第一个孔的中心距环边缘的距离为1.8 mm，然后每孔递增1.8 mm，直到第12 个孔。

Betz 环使用时，用铜棒为中心导体，芯杆法磁化，通以直流电，用连续法检测。

观察试块外缘清晰显示的孔数，该试块仅适用于直流电或整流电磁化法。

山东济宁模具厂B型试块20号钢符合JB/T 6066-1992。

交流标准试块一块：交流标准环形试块是一个组合件，它由：钢环、胶木衬套和铜棒组成。

钢环上有3个φ1的通孔，孔中心距铜棒中心的距离分别为：23.5 mm、23mm、22.5mm。

山东济宁模具厂E型试块10号钢紫铜胶木符合JB/T 6066-1992。

使用时，将铜棒装夹在探伤机两电极间，通电磁化，观察试块外缘磁痕显示。

当磁化电流为750A（交流有效值）时，至少有两个孔的磁痕清晰可见。

否则，综合灵敏度不够。

磁强计：无锡市捷成检测设备制造有限公司JCZ-10磁强仪快速测量铁磁性材料残余剩磁量，测量范围0—10GS。

紫外线辐照计：北京师范大学光电仪器厂UV-A紫外辐照计(单通道)该仪器适用于光化学、高分子材料老化、探伤、紫外光源、植物栽培、大规模集成电路光刻等领域的紫外辐照度测量工作。

主要性能指标：* 波长范围及峰值波长：UV－365探头：λ：(320～400)nm；λP＝365nm* 辐照度测量范围： (0.1～199.9×103)μW/cm2* 紫外带外区杂光：UV365：小于0.02％* 准确度：±10％* 角度响应特性：符合国家二级光照度计标准* 响应时间：1秒* 使用环境：温度(0～40)℃；湿度＜85％RH* 尺寸和重量：180mm×80mm×36mm；0.2kg* 电源： 6F22型9V积层电池一只紫外线灯：手提式紫外线灯：无锡市捷成检测设备制造有限公司Z-125W-A型紫外线灯具有携带方便，A型为国产灯泡，B型为进口灯泡，有电压指示随时可观察，广泛用于荧光磁粉荧光渗透探伤等。

大面积紫外线灯：射阳普迪美无损检测器材厂UV-400型400W带冷却风扇的大面积照射高强度紫外灯,是渗透检测、荧光探伤首选设备。

灯的输出波长320－400nm，中心波长为365nm；紫外辐照度在380mm处照射面积为61x25cm，中心强度能达到65000 uw/cm2（标准通常规定为800－1000uw/cm2）。

磁粉：磁粉是显示介质，由工业纯铁粉、羰基铁粉或磁性氧化铁粉(Fe2O3)或四氧化三铁粉(Fe3O4)组成。

通常有黑磁粉和荧光磁粉两种。

将磁粉混合在液体中形成的悬浮液简称磁悬液。

用来悬浮磁粉的液体叫分散剂，又称载液。

载液可以是水或油。

磁悬液中磁粉与载液是按一定比例进行混合。

四、实验报告1、什么是漏磁场和磁痕？磁粉检测时，如何识别缺陷？2、说明CT-3000 交直流磁粉探伤机磁化电流种类及应用？2、说明CT-3000 交直流磁粉探伤机磁化方式种类及应用？3、说明CT-800退磁机的退磁原理？4、说明磁粉检测试片和试块的作用？5、如何使用紫外线灯？6、说明磁粉的种类和作用？实验二 磁粉检测综合性能实验一、实验目的1、掌握用E 型交流环形试件进行综合性能试验的方法。

2、掌握用B 型直流环形试件进行综合性能试验的方法。