磁粉检测技术应用及发展_1

磁粉检测技术

作者：徐满节

摘要：本文主要介绍了磁粉检测技术的特点、工作原理、检测方法以及磁粉检测在生产方面的应用，最后阐述了磁粉检测技术的发展趋势和前景。

关键词：磁粉检测技术 工作原理 检测方法 发展趋势

磁粉检测是利用导磁金属在磁场中被磁化，并通过显示介质来检测缺陷特性的一种方法。磁粉探测被广泛应用于探测铁磁材料的表面和近表面缺陷。当磁铁材料被强烈磁场磁化以后，如在材料表面或近表面存在于磁化方向垂直的缺陷，即会造成部分磁力线外溢，形成漏磁场。若在漏磁场施加磁粉或磁悬液，则漏磁场对磁粉产生吸引吸引力从而显示缺陷的痕迹。

作者单位：安徽建筑大学 土木工程学院 安全工程1班

1 磁粉检测技术的特点

磁粉检测对工件中表面或近表面的缺陷检测灵敏度最高，对裂纹、折叠、夹层和未焊透等缺陷较为灵敏，能直观地显示出缺陷的大小、位置、形状和严重程度，并可大致确定缺陷性质，检测结果的重复性好。一般来说，采用交流电磁化可以检测表面下2mm以内的缺陷，采用直流电磁化可以检测表面下6mm以内的缺陷。随着缺陷的埋藏深度的增加，其检测灵敏度迅速降低。因此，它被广泛用于磁性材料表面和近表面的缺陷。

对于非磁性材料，如有色金属、奥氏体不锈钢、非金属材料等不能采用磁粉检测方法。但当铁磁性材料上的非磁性图层厚度不超过50µm时对此分检测的灵敏度影响很小。虽然磁粉检测技术只适用于检测铁磁性材料及其合金，但由于钢是铁碳合金，它的磁性来自铁元素，加之钢和铁是工业的主要原料，因此磁粉检测适用范围还是比较广泛的。

2 磁粉检测的基本原理

磁粉检测是用于检测铁磁性材料(包括铁、镍、钻等)表面上或近表面的裂纹以及其它缺陷。磁粉检测对表面缺陷最灵敏，但对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加检测灵敏度迅速下降。磁粉检测的原理是，当工件被磁化后，如果表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形成一漏磁场。施加磁粉后，漏磁场将吸引磁粉，而形成缺陷显示。磁粉检测首先是对工件加外磁场进行磁化，外加磁场的获得一般有两种方法，一种是直接给被检工件通电流产生磁场，另一种是把工件放在螺旋管线圈磁场中，或是放在电磁铁产生的磁场中使工件磁化。工件被磁化后，在工件表面上均匀喷洒微颗粒的磁粉(磁粉平均粒度为5～10μm)，一般用四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉。 若工件没有缺陷则磁粉在表面均匀分布。如果存在缺陷，由于缺陷(如裂纹、气孔、非金属夹杂物等)内含有空气或非金属，其磁导率远小于工件，导致磁阻变化，工件表面或近表面缺陷处产生漏磁场。

1.1 磁粉检测的发展简史和现状

11.1 磁粉检测的发展简史

磁粉检测是利用磁现象来检测材料和工件中缺陷的方法。人们发现磁现象比电现象要

早，远在春秋战国时期，我国劳动人民就发现了磁石吸铁的现象，并用磁石制成了“司南

勺，，，在此基础上制成的指南针是我国古代的伟大发明之一，最早应用于航海业。17世纪法国物理学家对磁力作了定量研究。19世纪初期，丹麦科学家奥斯特发现了电流周围也存在着磁场。与此同时，法国科学家毕奥、萨伐尔及安培，对电流周围磁场的分布进行了系统的研究，得出了一般规律。生长于英国的法拉第首创了磁感应线的概念。这些伟大的科学家在磁学史上树立了光辉的里程碑，也给磁粉检测的创立奠定了理论基础。

早在18世纪，人们就已开始从事磁通检漏试验。1868年，英国工程杂志首先发表了利

用罗盘仪和磁铁探查磁通以发现炮（枪）管上不连续性的报告。8年之后，Hering利用罗

盘仪和磁铁来检查钢轨的不连续性，获得了美国专利。

1918年，美国人Hoke发现，由磁性夹具夹持的硬钢块上磨削下来的金属粉末，会在

该钢块表面形成一定的花样，而此花样常与钢块表面裂纹的形态相一致，被认为是钢块被纵

向磁化而引起的，它促使了磁粉检测泫的发明。

1928年，de Forest为解决油井钻杆的断裂失效，研制出周向磁化法，还提出使用尺寸

和形状受控并具有磁性的磁粉的设想，经过不懈的努力，磁粉检测方法基本研制成功，并获

得了较可靠的检测结果。

1930年，de Fo．est和Doane将研制出的干磁粉成功应用于焊缝及各种工件的探伤。

1934年，生产磁粉探伤设备和材料的Magnaflux（美国磁通公司）创立，对磁粉检测

的应用和发展起了很大的推动作用。在此期间，首次用来演示磁粉检测技术的一台实验性的

固定式磁粉探伤装置问世。

磁粉检测技术早期被用于航空、航海、汽车和铁路等部门，用来检测发动机、车轮轴和

科技论坛　·８７·　浅谈磁粉检测技术　周怀忠　（南充市特种设备监督检验所，四川南充６３７０００）　摘要：在现代化无损检测技术中，磁粉的检测技术是一项发展相对比较成熟的检测技术，因而被应用到了很多工程领域当中，本文　将从磁粉检测技术的基本原理展开讨论，并分析磁粉检测技术的有效适用范围，对磁粉检测技术的相关应用作出具体分析，提出在检测　技术应用过程中应当注意的有关事项，旨在能够促进磁粉检测技术的进一步发展，从而保证磁粉检测工作的有效实施。　关键词：磁粉检测；工作原理；特点方法；技术发展　磁粉检测，从字面意义上来看所检测的物质必须要具有一定的　磁性，而通过磁粉检测技术，可以实现磁性物质的检测工作，对物质　表面出现的问题都可以有效地检测出来。现代化的磁粉检测技术有　着非常高的技术精度，而且检测的速度很快，具有很多广泛性的应　用特点，通过磁粉检测技术的应用，大大提高了我国工业的生产效　率，促进了国民生产总值的进一步提高。　１磁粉检测技术的基本概述　１．１磁粉检测技术的工作原理　磁粉检测技术的工作原理主要是利用处于缺陷处的漏磁场和　磁粉之间的相互作用和联系。一些铁质磁性的材料一旦被磁化后，　连续性不均匀会导致部件表面的磁力线发生了变化，这种局部的变　化可以产生一定的漏磁场。这种漏磁场拥有一定的吸附力，可以将　在部件表面上的磁粉有效地进行吸附，然后可以形成能够在光照下　可见的磁痕，从而找到不连续性的准确位置和具体的情况ｌ１］。　１．２磁粉检测技术的有效范围　磁粉检测技术主要是针对于磁性材料表面上的缺陷问题。所以　对于那些不带有磁性特性的材质就不适用这种检测方法，比如说有　色金属和奥氏体不锈钢等不具有磁性特质的材料就不能通过这种　磁粉检测技术进行检测。就像马氏体不锈钢这种具有磁性的材质来　说就可以采用这种检测手段，与它具有同样特点的沉淀硬化不锈钢　也可以运用这种检测方法。磁性检测方法可以准确找到部件表面的　裂痕、缝隙、未焊透、夹杂、未熔合和气孔等缺陷，但是这种检测技术　也有一定的缺陷，很难找到部件表面的过浅或者是过深的凹陷问　题，再有就是部件表面夹角处的分层问题。　２磁粉检测技术的综合优势和不利之处　这种磁粉检测技术的应用已经得到了进一步的推广，受到了越　来越多的人的关注，在很大程度上主要是因为它具有多种方面的优　势，以下我们做具体地分析。　磁粉检测技术能够快速并且直观地找到部件出现问题和故障　的准确位置，缺陷的形状和大小范围，这样可以方便我们日后的处　理工作。只有进行了快速定位才能做到对症下药，进行合理处理和　安排。磁粉检测技术还可以检测出磁性材质表面问题，尤其是对未　焊透和裂痕等问题具有非常显著的效果，能够直接找到问题的关键　之处。现如今，我国大力提倡建立环保型社会，所以对于环境保护问　题非常重视。磁粉检测技术是一种节能环保型的绿色技术，它在一　定程度上可以减少对生态环境的损害，而且节约一定的能源和材　料。磁粉检测技术的操作非常简单，而且所需要的时间相对较短，应　用的成本较低，技术实施过程中所呈现的灵敏度很高，能够检测到　非常小的缺陷，这种缺陷可以扩展到纳米级的程度［２１。　磁粉检测技术不是只有优点而没有缺点的存在，上文中也有内　容涉及到了它的缺点。它的缺点也有不少但是主要的内容主要有几　下几点：第一，磁粉检测技术不能检测不具备磁性的非磁铁性材质。　磁粉检测技术应用的原理中已经明确指出必须针对磁性材质。第　二，磁粉检测技术这种检测方法不能检测部件表面较浅或者是较深　的凹陷问题。还有磁粉检测技术不能有效发现隐藏在部件表面夹角　深处的极小的缺陷。第三，有时候磁粉检测技术中触头法和直接通　电方法会产生电弧而烧伤一定的部件。所以我们不能对表面有很高　技术要求的部件进行检测，否则一旦出现烧伤情况无法承担相应的　责任。第四，无法根据对磁痕的分析数据就得出相应的结论或者直　接判断缺陷隐藏的深度。　３磁粉检测技术的实际具体操作方法　磁粉检测技术主要是将磁粉作为一种显示的介质，对需要进行　检测的部件进行观察与实践。我们人为地根据实际操作过程中所应　用到的磁粉介质类型进行划分，可以将检测的方法分为干法和湿　法。还可以依据工作中实际操作时间分为剩磁法和连续法。　磁粉检测技术中的湿法和干法应用一定的磁粉，将这种磁粉悬　浮在一定的介质上面。这种介质可以包括油、水或者是其他的液体　介质。在实际进行检测的过程中，将刚才提到的配置好悬浮液均匀　地分布在需要检测的部件表面，利用文中提到的漏磁场对于磁粉吸　引的作用和液体的流动性进行检测，进而得出缺陷的具体情况。我　们可以有效地了解到缺馅的具体大小和形状。在这种湿法的实际检　测过程中因为悬浮液具有一定的分散性，所以我们可以选用磁粉颗　粒较小的物质。干法是在不能采用湿法进行检测时而采用特制干粉　进行检测的方法。这种干粉检测方法主要用于大型的结构部件［３】。　磁粉检测技术中的连续法主要是借助于一定的外磁场作用力。基本　的方法还是依照上述所说的内容，将磁粉均匀分布在部件上进行检　查。剩磁法需要先将部件进行磁化，然后在部件上均匀分散悬液，静　止后再进行观察，故称为剩磁法。　４磁粉检测技术在实际应用中需要注意的事项　结合当前我国磁粉检测技术的实际应用情况来考虑，一些在黑　暗环境下进行的磁粉检测作业需要相关技术人员和下井作业人员　的密切配合，从而保障下井检测人员的人身安全。在磁粉检测中，还　常常面临着检测设备老化的问题，一些老旧的检测技术设备已经不　能适应当前工业生产的发展需求，如果有条件的话最好是要提高老　旧设备的更换速度，还要定期进行磁粉检测设备的维修和养护，使　设备能够在正常状态下运行工作。工作人员必须要认真负责，及时　发现检测技术中出现的折皱、重皮的现象，并且及时加以解决，不遗　留问题。总而言之，需要特别强调的就是在磁粉检测当中必须要保　证好检测人员的人身安全，在进行磁粉检测之前，一定要做好相应　的安全防范措施，避免检测设备发生断电、漏电的情况，避免安全事　故的发生。　结束语　综上所述，随着现代化科学技术的不断发展应用，磁粉检测技　术也需要不断更新发展理念，及时调整检测技术模式，使磁粉检测　技术能够符合国际发展需要，还要具备创新性的突破思维，扩大检　测技术的应用范围，并将磁粉检测技术同其他先进性技术相融合，　加强检测技术的无损性发展，从而提高检测质量，同时还要提高磁　粉检测工作过程中的安全性，保障检测人员的人身安全。　参考文献　［１】彭志珍，唐西明等．ＣＰＲ１０００压水堆核电厂磁粉检测替代渗透检测　的可行性探讨［Ｊ］．无损检测，２０１３，０８：７３—７５．　［２］吴碧华．浅谈磁粉检测在压力杀菌锅上的应用及注意事项［Ｊ］．化学　工程与装备，２０１４，０９：２１　１－２１２．　［３】刘宝君，汪洪九等．磁粉检测在压力容器检验中的运用特点分析［Ｊ】．　门窗，２０１４，１０：３１５．

磁粉检测技术及应用讲解

磁粉检测技术是一种常用的无损检测方法，通过利用磁粉材料对带有磁场的工件进行检测，可以有效地发现工件表面和近表面的裂纹、孔洞、疲劳裂纹等缺陷，是一种广泛应用于机械、航空航天、铁路等领域的非破坏性检测技术。

磁粉检测技术可以分为湿法和干法两种形式。湿法磁粉检测是指在待检测的零件表面涂覆磁性粉末，利用磁场在零件上产生漏磁线，通过漏磁线吸附磁粉粒子的形成缺陷磁粉图像，利用矩形振荡器或者电磁脉冲产生磁场，分析缺陷的位置和形状。干法磁粉检测是直接在待检测零件的磁场中散布磁粉，当磁粉在缺陷处形成磁极化方向相反的磁场线时，就可通过显像剂观察到产生的磁粉图像。

磁粉检测技术广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车制造、机械制造等行业的零部件和构件的检测过程中，特别是在制造工艺控制和产品质量保证等环节起到了重要的作用。以下是磁粉检测技术在不同行业的应用举例：

1.航空航天领域：磁粉检测技术被广泛应用于飞机发动机的叶片、涡轮盘、飞行器壳体等关键部件的缺陷检测。磁粉检测可以快速、有效地发现微小裂纹和疲劳裂纹等缺陷，确保飞机安全运行。

2.船舶制造领域：磁粉检测技术被用于船舶的船体、舵机、螺旋桨等关键部件的缺陷检测。磁粉检测可以检测出表面和近表面的缺陷，如裂纹、气孔等，确保船舶在使用过程中的结构完整性。

3.汽车制造领域：磁粉检测技术常用于汽车发动机缸体、曲轴等关键零部件的缺陷检测。磁粉检测可以及时发现这些零部件上的裂纹、孔洞等缺陷，并及时采取修复措施，以确保汽车的安全性和可靠性。

4.机械制造领域：磁粉检测技术在机械制造领域被广泛应用于各类机械构件的缺陷检测。磁粉检测可以发现轴承、齿轮、焊缝以及其他工件的裂纹、疲劳裂纹等缺陷，确保机械设备的使用寿命和可靠性。

总的来说，磁粉检测技术是一种广泛应用的非破坏性检测方法，可以有效地发现工件表面和近表面的裂纹、孔洞、疲劳裂纹等缺陷。它在航空航天、船舶制造、汽车制造、机械制造等行业起到了重要作用，确保了产品的质量和安全性。通过磁粉检测技术的应用，可以及时发现和修复缺陷，提高产品的可靠性和使用寿命。