西 南 石 油 大 学 实 验 报 告

 

一、             实验目的

掌握磁粉探伤的原理，方法和设备

二、             基本原理

利用铁磁性材料被磁化后，缺陷处有磁通泄露到空气中，形成漏磁场。漏磁场具有不均匀的特性，能够吸附磁粉积聚到缺陷上，显示出缺陷的形状。

三、             实验装置

CEX—2000通用磁粉探伤仪 

CEX—2000通用磁粉探伤仪采用可控电子技术的新型携带式磁粉探伤仪。具有交流磁化、直流磁化和自动退磁功能。此仪器还可以配置磁轭式探伤器和多种附件。

四、             磁化方法

1、  纵向磁化

线圈法：利用电流通过线圈对工件进行磁化，用于轴类零件的周向缺陷。

磁轭法：把工件放在电磁铁或永久磁铁的两极之间进行磁化的方法，常用于焊缝探伤。

2、  周向磁化

直接通电法：工件夹在探伤机的两极之间，使电流通过夹头直接流过工件，对工件进行磁化。主要用于长型工件的探伤。

支杆法（触头法）：电流通过支杆对工件局部进行磁化，用于大型工件的局部探伤。

中心导体法：从空心管中穿过导体，使导体直接通电。用于空心工件的内表面探伤。

平行电缆法：用于角焊缝探伤。

五、             通电方式

连续法：工件在磁化时，同时施加磁悬液使缺陷显示。

剩磁法：利用工件磁化后的剩磁来检验其表面缺陷。

六、             电流类型及选用

交流电磁化法由于“集肤效应”，对于表面开口缺陷有较高的检测灵敏度且退磁方便。

对于近表面及埋藏缺陷，直流全波整流、半波整流磁化法有较高的检测灵敏度，但要有专门的退磁装置。

七、             实验步骤

本实验采用支杆法磁化

将八角试块表面清理干净，清理出金属光泽，Ra<12.5um；

将磁悬液摇匀，倒少许在八角试块上，抹匀；

拍照记录；

将电源插头插至仪器两边插座；

开启电源，电源指示灯亮；

选择磁化的电源和时间，调节电流大小旋钮，使电流值在450~800mA；

将支杆刺入工件接触，使支杆间距150~200mm之间；

按下磁化按钮；

轻微移动支杆，再次磁化；

等八角试块米字线清晰呈现是停止磁化；

拍照记录八角块现象；

关闭电源，清理实验现场；

八、             磁化效果

磁化前                                  磁化后

八角块中间米字型材料为铜，其余部分为碳钢。铜形成漏磁场，漏磁场具有不均匀的特性，能够吸附磁粉积聚到缺陷上，显示出缺陷的形状。

九、  实验心得

通过此次实验，我掌握了磁粉探伤的原理，方法和设备。对八角试块的磁化，形象的了解到支杆法磁化的方法的磁化效果，并且学习到了支杆法磁化的各个注意事项。

第二篇：无损检测——磁粉探伤资料总结

课外开放实验

项目结题验收报告

                　项目名称   磁粉探伤实验

          专业年级   过程装备与控制工程2008级                      

　　　　　学生姓名   胡刚   熊燕   杨旸   

              　指导教师   杨启明       谭  军  

                　完成时间   2011年 4月  24日    

                　

　　　　　

西南石油大学设备与实验室管理处制

         磁粉探伤资料

一、实验目的

1、了解磁粉探伤是一种广泛使用的无损检测方法；

2、了解磁粉探伤的基本原理；

3、掌握磁粉探伤的一般方法和检测步骤；

4、了解磁粉探伤设备。

二、实验原理

磁粉检测（MT〕的基本原理是建立在电磁学基本定律上的。磁粉探伤可以对铁磁性材料表面、近表面的不连续性（discontinuities）进行无损检验（NDE〕、无损探伤（NDI）和无损检测（NDT）。磁粉检测可用于成品和原材料检验，如铸件，钢坯，锻件，棒材等。磁粉探伤的成功应用的关键是：在被磁化物体中，不连续性的存在会破坏磁力线的分布，并形成结果显示出来。

一般来说，磁粉检测的操作三步。一是工件磁化，二是施加磁粉，三是解释磁痕显示。这些显示可能会指示不连续性的位置，即磁力线被破坏的地方。

磁粉检测的适用范围：该方法局限于能显著磁化的磁性材料及由其制作的工件表面与近表面缺陷。

漏磁场：被磁化物体内部的磁力线在缺陷或磁路截面发生突变的部位，离开或进入物体表面所形成的磁场，漏磁场的成因在于磁导率的突变。设想一被磁化的工件上存在缺陷，由于缺陷内物质的磁导率一般远低于铁磁性材料的磁导率，因而造成缺陷附近磁力线的弯曲和压缩。如果该缺陷位于工件的表面或近表面，则部分磁力线就会在缺陷处溢出工件表面进入空气，绕过缺陷后在折回工件，由此形成缺陷的漏磁场。

漏磁场与磁粉的相互作用：磁粉检测的基础是缺陷的漏磁场与外加磁粉的磁相互作用，及通过磁粉的聚集来显示被检工件表面上出现的漏磁场，在根据磁粉聚集形成的磁痕的形状和位置分析漏磁场的成因和评价缺陷。设在被检工件表面上有漏磁场存在。如果在漏磁场处撒上磁导率很高的磁粉，因为磁力线穿过磁粉比穿过空气更容易，所以磁粉会被该漏磁场吸附，被磁化的磁粉沿缺陷漏磁场的磁力线排列。在漏磁场力的作用下，磁粉向磁力线最密集处移动，最终被吸附在缺陷上。由于缺陷的漏磁场有被实际缺陷本身大数十倍的宽度，姑而磁粉被吸附后形成的磁痕能够放大缺陷。通过分析磁痕评价缺陷，即是磁粉检测的基本原理。

图1－1  漏磁检测原理

三、实验仪器

CEX-2000通用磁粉探伤仪。该仪器是采用可控硅电子技术的新型携带式磁粉探伤仪器，具有交流磁化、直流（半波）磁化和自动退磁功能，另外还能配置磁轭式探伤器和多种附件。

四、实验用品

 探头；磁膏；喷水壶；实验用工件；沙纸或打磨机；放大镜；手电筒及备用电池。

五、磁化方法

１、纵向磁化：

(1)线圈法：利用电流通过线圈对工件进行磁化，用于轴类零件的周向缺陷；

(2)磁轭法：把工件放在电磁铁或永久磁铁的两极之间进行磁化的方法，常用于焊缝探伤。

2、周向磁化：

(1)直接通电法：工件夹在探伤机的两极之间，使电流通过夹头直接流过工件，对工件进行磁化，主要用于长形工件（管、棒等）的探伤；

(2)支杆法（触头法）：电流通过支杆对工件局部进行磁化，用于大型工件的局部探伤；

(3)中心导体法：从空心管中穿过导体，使导体直接通电，用于空心工件的内表面探伤；

(4)平行电缆法：用于角焊缝探伤。

六、通电方式

1、连续法：工件在磁化时，同时施加磁悬液使缺陷显示的方法；

2、剩磁法：是利用工件磁化后的剩磁来检验其表面缺陷的探伤方法。

七、电流类型及其选用

1、交流电（AC）

在磁粉检测中，交流电作为磁化源有三个特点：

(1)电流反向产生“趋肤效应”，即在被检工件表面由感应引起磁场集中;

(2)剩磁场能通过退磁来消除;

(3)电流反向的脉冲效应激励施加在表面上的磁粉的分布。

2、半波直流电〔HWDC〕

由于半波直流电不产生趋肤效应，所有相对交流电而言，它产生的磁场能发现埋藏更深的不连续性。半波直流电也有脉冲效应，能激励施加在表面上的磁粉的分布。

3、单相全波直流电〔单相FWDC〕

它的特性与半波直流电近似，但它对深处不连续性更敏感。

4、三相全波直流电〔三相FWDC〕

一般民用电是220V～400V的三相交流电。三相全波直流电磁探设备对三相电全进行整流，并将其负半周反转成正向，以产生一个比较平缓的直流电来磁化。

与单相全波直流电相比，三相全波直流电的一个独特的优点是：电流以三相的形式从电源线上引出，减少能耗近50％。三相的设计使得可以加入快速断电器，这样对于纵向磁化的工件，可以增强其端面不连续性的磁痕的形成。

5、直流电〔DC〕

直流电磁化用于磁粉检测的最主要优点在于它能发现表层下的不连续性。电流在工件横截面这的均匀分布有利于检测到表层下的不连续性。最初，直流电是由蓄电池来提供的，但由于费用高且使用寿命短，而不再使用，取而代之的是用交流电产生的近似直流电。现在大多数的近似直流电是三相交流电经硅二极管整流而得的。

八、实验步骤

1、工件表面预处理：采用打磨机或砂纸清除掉工件表面的防锈漆，使待检工件表面平整光滑，以使探头能和工件表面良好接触；

2、将电源电缆的插头插入仪器电源插座，将电缆的单相头插入电网配电板；

3、磁膏充分溶化于适量水中，并搅拌均匀，形成磁性溶液，装入喷壶待用；

4、使探头和被检工件表面接触好，用喷水壶向两磁头间喷撒少许磁性溶液，按下充磁按纽，充磁指示灯亮，表示工件正在磁化；

5、沿工件表面拖动探头，重复上述方法，行进一段距离后，用放大镜在已检工件表面仔细检查，寻找是否有磁痕堆积，从而评判缺陷是否存在。

九、实验数据和实验现象

1、检测能显著磁化的磁性材料及由其制作的工件表面与近表面缺陷，如下图图2-1至图2-4所示：

   

图2－1 将磁性溶液均匀喷洒至工件表面         图2－2 通电对工件进行磁化

     

图2－3 换另一对角对工件进行磁化          图2－4 磁化后工件产生明显的磁痕堆积

2、检测不易磁化的磁性材料及由其制作的工件表面与近表面缺陷，如下图图2-5至图2-8所示：

          

图2－5  将磁性溶液均匀喷洒至工件焊缝处              图2－6  通电对工件进行磁化

     

    图2－7 换另一对角对工件进行磁化           图2－8磁化后工件焊缝处并未产生磁痕堆积

    

3、检测能显著磁化的磁性材料及由其制作的工件远表面缺陷，如下图图2-9至图2-10所示：

      

图2－9  通电对工件进行磁化                  图2－10 磁化后并未产生明显的磁痕堆积

七、实验结果分析

1、检测能显著磁化的磁性材料及由其制作的工件表面与近表面缺陷实验

图2－4反映出，用磁粉探伤仪检测能显著磁化的磁性材料及由其制作的工件表面与近表面缺陷时，在工件有缺陷的位置能够看到明显的磁粉堆积。

2、检测不易磁化的磁性材料及由其制作的工件表面与近表面缺陷实验

图2－8反映出，用磁粉探伤仪检测不易磁化的磁性材料及由其制作的工件表面与近表面缺陷时，在工件有缺陷的位置不能够看到明显的磁粉堆积。

3、检测能显著磁化的磁性材料及由其制作的工件远表面缺陷实验

图2－10反映出，用磁粉探伤仪检测能显著磁化的磁性材料及由其制作的工件远表面缺陷时，在工件有缺陷的位置不能够看到明显的磁粉堆积。

八、实验结论

磁粉探伤可检测出铁磁性材料中裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物等缺陷，具有很高的检测灵敏度，能直观的显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度，检查缺陷的重复性好。在管材、棒材、型材、焊接件、机加工件、锻件探伤中有广泛应用。

但由于实验室条件有限，本次开放实验未能取得预期效果，部分待测工件由于由非铁磁性材料制作，故未能达到探伤目的，同时也发现一些问题，如磁痕堆积不明显、跳弧等等。

九、实验总结

通过本次的实验：

1、了解了目前磁粉检测技术发展的状况(MT)、磁粉检测的工作原理；

2、了解了磁粉检测的试用范围、主要磁粉探伤仪的结构等；

3、除了在知识上有所收获外，学的更多的是如何发现问题、分析问题

解决问题的研究思想和理论与实践相结合的重要性；

4、在实验过程中要注意将磁粉溶液均匀地洒在被测试件上，同时，作用于两个探头的力不等，则易产生跳伏的现象。

十、改进建议

1、为使工件与触头接触紧密，可在工件与触头之间衬上接触板（铅垫或铜网），可在一定程度上减弱跳弧现象。

2、也可将线圈磁化法与触头法相结合，在形状复杂的工件或不易磁化的工件上绕上几匝线圈，在线圈中通电，分段连续磁化，达到探伤效果。

3、或在触头底端安装一段弹簧，从而使触头与工件接触时触头顶端位置可任意调整，使两者紧密接触，其三维模型如下图所示。