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1、蒋 仕 良全国特种设备无损检测考委会考委 （RT、UT、MT、PT、AE五项高级资格）天津石化公司机械研究所 高级工程师TEL：022-638026721MT探伤伤方法与应应 用2MT探伤伤方法与应应用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。3MT探伤伤方法与应应用 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
2、先 选择连续法。 1.2.2 对于湿法和干法，优先选择湿法。 1.2.3对于按磁化方法分类的六种探伤方法，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。4MT探伤伤方法与应应用 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：形状复杂的工件； 剩磁Br (或矫 顽力Hc)较低的工件； 检测灵敏度要求较高的工 件； 表面覆盖层无法除掉（涂层厚度均匀不超过 0.05mm）的工件。 2.1.3操作要点：先用磁悬液润湿工件表面；磁化 过程中施加磁悬液，磁化时间1S-3S； 磁化停止 前完成施加操作并形成磁痕，时间至少1
3、S； 至少 反复磁化两次。5MT探伤伤方法与应应用2.1.4优点：1)适用于任何铁磁性材料。 (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。 2.1.5局限性：(1)效率低。 (2)易产生非相关显示。(3)目视可达性差。 6MT探伤伤方法与应应用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： 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
4、态或热变形后的钢材都不能采用剩磁法；成批的中小型零件 进行磁粉检测时； 因工件几何形状限制连续法难以检验的 部位。 2.2.3操作要点：磁化结束后施加磁悬液；磁化后检验完成前 ，任何磁性物体不得接触被检工件；磁化时间一般控制在 0.25-1S； 浇磁悬液2 3遍，或浸入磁悬液中1020S，保 证充分润湿；交流磁化时，必须配备断电相位控制器。7MT探伤伤方法与应应用 2.2.4优点： (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
5、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。 2.2.5局限性：(1)只适用于剩磁和矫顽力达到要求的材料。 (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。 8MT探伤伤方法与应应用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： 粗糙表面的工件；灵敏度要求不高的工件 。 2.3.3操作要点：工件表面和磁粉均完全干燥；工件磁化后 施加磁粉，并在观察和分析磁痕后再撤去磁场；磁痕的观 察、磁粉
6、的施加、多余磁粉的除去同时进行；干磁粉要薄 而均匀覆盖工件表面；多余磁粉的除去应有顺序地向一个 方向吹除； 不适于剩磁法。 2.3.4优点：(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。 9MT探伤伤方法与应应用2.3.5局限性：(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： 连续法和剩磁法；灵敏度要求较高的工件， 如特种设备的焊缝；表面微小缺陷的检测。 2.4.3操作要点：磁化前，确认整个检测表面被磁悬液
7、润湿； 不宜采用刷涂法施加磁悬液（可用喷、浇、浸等）；检测面 上的磁悬液的流速不能过快；水悬液时，应进行水断试验。102.4.4优点：(1)用湿法+交流电，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。2.4.5局限性：(1)检验大裂纹和近表面缺陷的灵敏度不如干法。 11MT探伤伤方法与应应用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： 剩磁法；跟踪检测缺陷的发展变化；复制 缺陷
8、磁痕的橡胶铸型可永久保存； 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。12MT探伤伤方法与应应用 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： 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）； 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
9、的 磁化规范）。 3.3 确定磁化规范（磁场强度值）的方法： 用公式计算，如磁化电流表征的磁场强度（通电法 、线圈法）；13MT探伤伤方法与应应用用磁场强度计测量工件表面的磁场强度，如连续法 时应达24004800A/m，剩磁法时应达14400 A/m ； 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； 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）。14MT探伤伤方法与应应用3
10、.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）15MT探伤伤方法与应应用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=（815）DI=（1232）D 剩磁法I=（2545）DI=（2545）D 注：D为工件横
11、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。 16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：棒材（圆形或方形）、管材；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45的缺陷。 操作要点：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；对空心类工件（如管材） 无法检测内表面缺陷。MT探伤伤方法与应应用17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
12、棒中通过，从而产生周向磁场磁化 工件。适用范围：带通孔的工件；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45的缺 陷）以及端面的径向缺陷。操作要点：芯棒置中心时可获得比较均匀的磁化场；内壁灵敏度高 于外壁灵敏度； 可将数个工件一起穿在芯棒上一次磁化； 外表面检测时 应尽量使用直流电或整流电；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 。 18MT探伤
13、伤方法与应应用偏置芯棒法：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 T19（3.54.5）倍触头间距 T 19（45）倍触头间距19MT探伤伤方法与应应用注：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
14、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。 20MT探伤伤方法与应应用3.7 线圈法的磁化电流值： 几点说明 线圈法又分为：低填充、高填充、中填充。 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。 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。 21MT探伤伤方法与应应用当被检工件太长时，应进行分段磁化，且应 有一定的重叠区。
15、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。 对于空心工件时，此时工件直径D应由有效直 径Deff代替。 对于圆筒形工件： Deff=（Do）2-（Di）21/2 Do圆筒外直径，mm； Di圆筒内直径，mm。22MT探伤伤方法与应应用对于非圆筒形工件：Deff=2（At-Ah）/ 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。 23MT探伤伤方法与应应用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
16、式计算磁化电流 ： 24MT探伤伤方法与应应用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。25MT探伤伤方法与应应用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%） ： 26MT探伤伤方法与应应用 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
