磁粉检测技术

磁粉检测技术（共11篇）

磁粉检测技术 篇1

磁粉检测技术属于无损检测技术中比较突出的一种, 能够在不造成压力管道损伤的前提下, 对铁磁性材料表面的缺陷进行检测, 及时发现铁磁性材料存在的问题并加以解决。在进行压力管道焊缝检测的时候, 之所以会选择磁粉检测技术也是因为它能够最大限度的确保检测结果的准确性和可靠性, 同时在检测的过程中又不会伤害到压力管道。

1 应用磁粉检测技术检测压力管道焊缝的必要性

随着科学技术的不断完善, 压力管道的构成也越来越复杂, 且压力管道外形存在一定的不规则特征。在压力管道制造过程中, 能够选择的无损检测技术其实有很多, 像超声波检测、射线检测、渗透检测等等, 但是其检测效率和灵敏度都不是非常高。总体来说, 还是磁粉检测技术对压力管道的检测效果最为可靠。在使用磁粉检测技术进行压力管道焊缝检测的时候, 需要注意两个方面的问题。

一方面, 操作人员要明确磁粉检测技术的基本程序, 结合实际工作经验对磁粉检测技术的基本程序进行规范。一般情况下, 规范后的程序主要包括以下阶段:预处理阶段→磁粉及磁悬浮施加阶段→磁化阶段→磁痕观察与记录→缺陷评级→退磁阶段→后处理阶段。另一方面, 在使用磁粉检测技术对压力管道焊缝进行无损检测的时候, 能够通过一些手段来提高压力管道表面检测的深度, 而且直接、脉冲电流磁粉探伤机的合理使用还能够有效提升压力管道焊缝的检测质量[1]。

2 磁粉检测技术的相关概述

2.1 磁粉检测技术的基本原理

磁粉检测技术的基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用, 也就是说, 当铁磁性材料磁化之后, 如果其表面存在着裂痕、气泡、夹渣等现象, 那么其周围的磁力线也会发生适当的畸变, 形成能够检测的漏磁场, 能够对铁磁性材料表面的磁粉进行吸附, 能够形成肉眼可见的磁痕, 这样操作人员就能够直观的看出在铁磁性材料上哪些位置是存在缺陷的。

2.2 磁粉检测技术的适用范围

磁粉检测技术主要用于检测铁磁性材料表面存在的缺陷, 所以, 像奥氏体不锈钢、钛和钛合金等非铁磁性材料就不能使用磁粉检测技术进行检测。而且, 磁粉检测技术能够很好的检测铁磁性材料表面的缺陷, 但是对于铁磁性材料中深层次的缺陷就不能很好的检测到[2]。

2.3 磁粉检测技术的优缺点

2.3.1 磁粉检测技术的优点

使用磁粉检测技术检测压力管道焊缝的时候, 能够直观的显示出存在缺陷的位置、大小和形状, 具有检测速度快、操作工艺简单、操作成本低、实际污染少的基本特征。不管是压力管道表面的缺陷, 还是任何细小的缺陷, 都能够通过磁粉检测技术及时的检测出来。

2.3.2 磁粉检测技术的缺点

磁粉检测技术只能用于检测铁磁性材料, 还不具备检测非铁磁性材料的功能。而且, 磁粉检测技术的检测大多针对压力管道的表面, 对于深层次的缺陷还是需要采用其他行之有效地方式进行检测。值得注意的是, 在使用磁粉检测技术进行压力管道焊缝检测的时候, 如果不能妥善的使用直接通电法和触头法, 就会造成工件表面受到电弧烧伤, 从而影响压力管道的质量[3]。

3 压力管道焊缝磁粉检测技术的应用要点

磁粉检测技术的核心是在整个磁场环境中, 利用铁磁性材料被磁化的反应, 在表面缺陷位置产生磁漏, 从而对其进行探伤处理。将铁磁性材料放置在N极和S极之间, 其周围就会产生磁力线。如果铁磁性材料表面的外观均匀一致, 那么磁力线会处于平行状态, 并且呈均匀分布。相反, 如果铁磁性材料表面存在一定的裂痕、气孔、夹渣等缺陷, 那么磁力线粒子穿越这部分区域的时候会发生明显的改变, 这样技术人员就能够通过观察到这种改变, 而确定压力管道存在缺陷的部位。

磁粉检测技术在压力管道焊缝检测中的应用主要表现在两个方面, 一方面是压力管道中磁轭法的应用, 另一方面是压力管道中交叉磁轭法的应用。在进行压力管道制造的过程中, 针对压力管道焊缝的无损检测是非常必要的, 能够为压力管道的质量提供基本保障, 使压力管道在各个领域中能够充分发挥作用。磁粉检测技术是压力管道焊缝无损检测技术中效果比较显著的一种, 经常会利用便携式磁轭探伤仪器来发挥磁粉检测技术的重要作用。这种便携式磁轭探伤仪器具有结构简单、重量较轻、方便携带、操作便捷等优势, 并且凭借这些优势在压力管道焊缝无损检测领域受到了高度的重视。另外, 在压力管道焊缝无损检测的过程中, 还会使用到交叉磁轭法[4]。

4 结束语

综上分析可知, 从现阶段我国无损检测技术的发展情况来看, 压力管道使用的环境条件比较恶劣, 在制造过程中也存在着诸多问题, 稍有不慎就会造成压力管道表面出现缺陷的现象, 不利于压力管道后期在各个领域中的应用效果。相关企业加强压力管道制造阶段的无损检测, 利用磁粉检测技术对压力管道焊缝进行检测, 确保压力管道质量的可靠性发展。

参考文献

[1]陈志华.焊缝埋藏缺陷漏磁场特征与检测信号分析方法研究[D].东北石油大学, 2014.

[2]卢政国, 任雅斌.制造过程中压力管道磁粉检测技术研究[J].中国高新技术企业, 2013, (29) :18-19.

[3]张海涛.天然气集输系统压力容器角焊缝裂纹检测技术研究[D].哈尔滨工业大学, 2012.

[4]程华云, 关卫和.高温压力管道在线检测技术[J].无损检测, 2010, (03) :184-188.

磁粉检测技术 篇2

根据受检制件的材质、结构、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位、和方向，选择适宜的无损检测方法。

常规无损检测方法有：

超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）；

射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）；

磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）；

渗透检验 Penetrant Testing（缩写 PT）；

射线和超声检测主要用于内部缺陷的检测；磁粉检测主要用于铁磁体材料制件的表面和近表面缺陷的检测；渗透检测主要用于非多孔性金属材料和非金属材料制件的表面开口缺陷的检测；铁磁性材料表面检测时，宜采用磁粉检测。涡流检测主要用于导电金属材料制件表面和近表面缺陷的检测。

当采用两种或两种以上的检测方法对构件的 同一部位进行检测时，应按各自的方法评定级别；采用同种检测方法按不同检测检测工艺进行检测时，如检测结果不一致，应危险大的评定级别为准。

（1）射线检测

射线检测就是利用射线（X射线、γ射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件时的射线由于强度不同，在感光胶片上的感光程度也不同，由此生成内部不连续的图像。

射线检测主要应用于金属、非金属及其工件的内部缺陷的检测，检测结果准确度高、可靠性好。胶片可长期保存，可追溯性好，易于判定缺陷的性质及所处的平面位置。

射线检测也有其不足之处，难于判定缺陷在材料、工件内部的埋藏深度；对于垂直于材料、工件表面的线性缺陷（如：垂直裂纹、穿透性气孔等）易漏判或误判；同时射线检测需严密保护措施，以防射线对人体造成伤害；检测设备复杂，成本高。

射线检测只适用于材料、工件的平面检测，对于异型件及T型焊缝、角焊缝等检测就无能为力了。

（2）超声波检测

超声波检测就是利用超声波在金属、非金属材料及其工件中传播时，材料（工件）的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料（工件）性能和结构变化的技术。

超声波检测和射线检测一样，主要用于检测材料（工件）的内部缺陷。检测灵敏度高、操作方便、检测速度快、成本低且对人体无伤害，但超声波检测无法判定缺陷的性质；检测结果无原始记录，可追溯性差。

超声波检测同样也具有着射线检测无法比拟的优势，它可对异型构件、角焊缝、T型焊缝等复杂构件的检测；同时，也可检测出缺陷在材料（工件）中的埋藏深度。

（3）磁粉检测

磁粉检测是利用漏磁和合适的检测介质发现材料（工件）表面和近表面的不连续性的。磁粉检测作为表面检测具有操作灵活、成本低的特点，但磁粉检测只能应用于铁磁性材料、工件（碳钢、普通合金钢等）的表面或近表面缺陷的检测，对于非磁性材料、工件（如：不锈钢、铜等）的缺陷就无法检测。

磁粉检测和超声波检测一样，检测结果无原始记录，可追溯性差，无法检测到材料、工件深度缺陷，但不受材料、工件形状的限制。

（4）渗透检验

渗透检验就是利用液体的毛细管作用，将渗透液渗入固体材料、工件表面开口缺陷处，再通过显像剂渗入的渗透液吸出到表面显示缺陷的存在的检测方法。

渗透检验操作简单、成本很低，检验过程耗时较长，只能检测到材料、工件的穿透性、表面开口缺陷，对仅存于内部的缺陷就无法检测。

（5）射线检测、超声波检测

射线检测、超声波检测是对材料、工件内部缺陷检测的主要手段，广泛应用于钢结构、锅炉、压力容器、铸造等行业。通过缺陷的性质、大小来判断缺陷的危害程度，同时判定缺陷的位置，以利于准确的修复。

磁粉检测、渗透检测作为表面缺陷和穿透性缺陷的检测，是对射线检测、超声波检测的有力补充。

TOFD 原理是当超声波遇到诸如裂纹等的缺陷时，将在缺陷尖端发生叠加到正常反射波上的 衍射波，探头探测到衍射波，可以判定缺陷的大小和深度。当超声波在存在缺陷的线性不连续处，如裂纹等处出现传播障碍时，在裂纹端点处除了正常反射 波以外，还要发生衍射现象。衍射能量在很大的角度范围内放射出并且假定此能量起源于裂纹末端。这与依赖于间断反射能量总和的常规超声波形成一个显著的对比。

根据TOFD的理论和特点,在检测后壁容器方面具有巨大的优势,在国内使用的初期阶段要充分发挥其有点,使用其他技术弥补其缺点,让TOFD技术更快的应用到检测中。(超声波检测的一种，目前无损检测研究部新发展的检测方向)1.不损坏试件材质和结构

无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、结构的前提下进行检测，所以实施无损检测后，产品的检查率可以达到100%。但是，并不是所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测，无损检测技术也有自身的局限性。某些试验只能采用破坏性试验，因此，在目前无损检测还不能代替破坏性检测。也就是说，对一个工件、材料、机器设备的评价，必须把无损检测的结果与破坏性试验的结果互相对比和配合，才能作出准确的评定。

2.正确选用最适当的无损检测方法

由于各种检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果可靠性，应根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向，选择合适的无损检测方法。

3.综合应用各种无损检测方法

任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，以保障承压设备安全运行。此外在无损检测的应用中，还应充分认识到，检测的目的不是片面追求过高要求的“高质量”，而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下，着重考虑其经济性。只有这样，无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。

4.宝冶钢结构检测实验室简介

工程技术公司的钢结构检测专业隶属宝冶建设，除“国家实验室认可（国家技术监督局认可委颁证）”、“宝钢工程质量监督站检测中心（原冶金部质量监督总站颁证）”共享资质、“上海市建设工程钢结构质量检测单位”和“上海宝钢冶金建设公司压力管道安装无损检测（GA、GB、GC）”等资质和资格，还单独具有“锅炉压力容器、压力管道、特种设备无损检测单位资格（国家质量监督检验检疫总局颁证）”、“无损检测专业承包壹级（建设部颁证）”并取得上海市环保局颁发的“辐射安全许可证证”，出具的检测报告数据科学、公正、准确，并可得到国际互认。

钢结构检测业务范围包括钢结构和特种设备的原材料、焊材、焊接件、紧固件、焊缝、螺栓球节点、涂料等材料和工程的全部规定的试验检测内容。

在提升单项检测技术的同时，注重发展和实现专业间的一体化，完善了成套的钢结构检测技术，包括钢结构力学性能检测（拉伸、弯曲、冲击、硬度）、钢结构紧固件力学性能检测（抗滑移系数、轴力）、钢结构金相检测分析（显微组织分析、显微硬度测试）、钢结构化学成分分析、钢结构无损检测、钢结构应力测试和监控、涂料检测等成套检测技术。

目前，配备的钢结构检测先进设备一应俱全，其中厚板检测用200t万能材料试验机，质量仲裁用的30t伺服式万能材料试验机，低温冲击试验机（-180℃）、数控式紧固件测试设备、美国进口的AA800原子吸收分析仪、俄罗斯引进的Se75γ射线探伤仪等设备均达到了上海市一流乃至国内领先水平。T、K、Y相贯焊缝节点超声波探伤技术、同位素Se75γ射线探伤在特种设备中的应用等特殊结构无损检测技术曾分别荣获上海市优秀发明选拨赛一、二等奖。

钢结构检测紧跟国际钢结构检测技术发展潮流，培养出一批高素质的钢结构检测专业技术人员，现拥有无损检测高级（Ⅲ）人员5名，中级（Ⅱ）人员28名，高级工程师12名，工程师16名，技师3名。

多年来，钢结构及特种承压设备检测专业队伍在冶金市场上，足迹遍布全国各大钢厂，特别是在宝钢一、二、三期，十五规划工程钢结构检测中积累了丰富的经验，除了以上还负责宝钢内全部压力容器、压力管道的在役检测，为了面向社会向更广阔的市场业务范围发展，我们足迹遍布全国，先后承接了上海磁悬浮列车、卢浦大桥、北京奥运工程——国家体育场（鸟巢）、央视大楼等重大工程钢结构检测以及天然气西气东输工程安徽芜湖三个标段的压力管道检测、宝钢化工压力容器、管道、反应塔等装置检测，另外我们还承接了上海高桥石化炼油装置的检测、上海焦化厂一氧化碳、乙烯等装置的管道检测，还承担了美国旧金山大桥辅桥钢结构工程等工程检测业务。

链轮磁粉检测可靠性的探讨 篇3

链轮是发动机配气机构的重要组成部分，扮演了一个“桥梁”的作用，将曲轴的动力通过链条传递给气门传动组。链轮由于本身结构特点，要求变形小，尺寸公差小，在压制成型、烧结和热处理过程中易产生变形开裂，尤其是齿部在热处理后更易产生肉眼无法直接发觉的细微裂纹，这些细微裂纹在拉力的作用下将会不断扩展直至齿部断裂，会缩短单品及整个链传动系统的使用寿命，并对车辆使用安全性造成隐患。

我公司的链轮为粉末冶金链轮，该类链轮具有良好的力学性能、尺寸精度和表面粗糙度。然而该类零件中的裂纹是非常致命的缺陷，供应商在生产过程中必须及时发现这一缺陷，避免不良部品流出。

供应商生产我公司的产品，采用以下的制造工序：

成型→烧结→齿部热处理→回火→裂纹检查→加工→防锈

由于是局部（仅齿部）的热处理工艺，易造成齿根部的应力集中，导致齿根部出现微裂纹，而这种微裂纹肉眼无法发觉。工序中的裂纹检查，主要是检查齿根部微裂纹缺陷。在成型、烧结工序中出现的裂纹缺陷一般都为肉眼可见，在齿部热处理工序前可被检查出来。

裂纹检查工序中供应商采用磁粉探伤技术，磁粉探伤是一种无损探伤技术，在锻造、焊接等领域的应用已经较为成熟。

由于我公司链轮的结构特点，必须保证在裂纹检查工序中，使用磁粉探伤可以将齿根部的缺陷发现，如果该检测方法失效，将造成不良品流出。

在实际的检查过程中出现以下现象：

链轮在磁化后，用手持式高斯计测量，部分齿尖部的磁感应强度达到了作业指导书的标准，但也出现部分齿尖部的磁感应强度未达到作业指导书的标准（在0.1 mT以下甚至0.0mT）。磁感应强度未达标准是否还可以检测出齿根部微裂纹？

本文就供应商采用磁粉探伤检测链轮齿根部微裂纹可靠性进行探讨。

1 理论分析

1.1 磁粉探伤基本原理

磁粉探伤是根据铁磁材料的性质发明的一种无损检测方法。铁磁性材料制成的零件经外加磁场磁化后，零件就有磁力线通过。如果零件本身没有缺陷，磁力线在其内部是均匀连续分布的。但是当零件内部存在缺陷时，如裂纹、夹杂、气孔等非铁磁性物质，其磁阻非常大，磁导率低，必将引起磁力线的分布发生变化。缺陷处的磁力线不能通过，将产生一定程度的弯曲。当缺陷位于或接近零件表面时，则磁力线不但在零件内部产生弯曲，而且还会穿过零件表面漏到空气中形成一个微小的局部磁场。这种由于介质磁导率的变化而使磁通泄漏到缺陷附近空气中所形成磁场，称作漏磁场，如图1所示。利用零件表面漏磁场吸附磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度，这就是磁粉探伤的原理。

1.2 圆周磁场理论分析

马蹄形磁铁如图2a所示，具有N极和S极。在磁铁外部，磁感应线从N极出发穿过空气进入S极，在磁铁内部，磁感应线从S极到N极闭合，它的两极能吸引铁磁性材料。

将上述磁铁弯曲，使两磁极靠的很近，如图2b所示，磁极间距变小，磁感应线离开磁极N，穿过空气又重新进入磁极S，产生漏磁场，漏磁场能强烈的吸附磁粉。

将磁铁两端再弯曲，使两极融合形成一圆环，如图2-c）所示，此时磁铁内既无磁极又不产生漏磁场，因而不能吸引铁磁性材料，但在磁铁内包容了一个圆周磁场或已被周向磁化。

如果已周向磁化的零件存在与磁感应线垂直的裂纹，则在裂纹两侧立即产生N极和S极，形成漏磁场，吸附磁粉形成磁痕，显示出裂纹缺陷，有裂纹处漏磁场分布及磁痕显示如图2d所示。

2 磁粉探伤过程

磁粉探伤的过程包括：磁化→施加磁粉→检查→脱磁

2.1 磁化

选择适当的磁化方法及磁化规范，然后利用磁粉探伤设备使零件带有磁性，产生漏磁场准备磁粉探伤。

2.2 施加磁粉

将磁粉（干法检验法）或磁悬液（湿法检验法）均匀地喷洒在零件表面上。

2.3 检查

对磁痕进行观察和分析，非荧光磁粉在明亮的光线下观察，荧光磁粉在柴外线灯照射下观察。

2.4 脱磁

使零件的剩磁为零的过程叫脱磁。

3 磁粉探伤方法

磁粉探伤可以分为干法磁粉探伤法和湿法磁粉探伤法。

1）干法是利用手筛将干燥的磁粉直接洒在工件上来显示缺陷磁痕的方法，在使用时，工人的劳动条件差，污染环境，喷洒不均匀容易造成漏检，所以应用较少。

2）湿法是利用液体作为载体把磁粉配制成磁悬液，然后喷洒在零件上来检验缺陷磁痕的方法，它克服了干粉法的不足，目前应用较广泛。

湿法又分为荧光湿法和非荧光湿法，按磁悬液又可细分为荧光水基、油基磁悬液和非荧光水基、油基磁悬液。

无论是荧光或非荧光磁悬液湿法磁粉探伤法，它主要是检验零件表面及近表面缺陷的一种检验方法。

4 实证分析

4.1 试验条件

检测方法：采用荧光水基湿法

零件：合格零件和齿根部裂纹样件

4.2 待解决问题

1）链轮在磁化后，部分齿尖部的磁感应强度没有达到作业指导书的标准，是否与零件装夹方向有关？

2）部分齿尖部的磁感应强度未达到标准（在0.1 mT以下甚至0.0 mT）是否可以检测出齿根部微裂纹？

4.3 试验过程

4.3.1 针对问题1

●如图3，分4个方向对合格零件装夹，采用中心导体法（芯棒法）磁化。

●如图4所示磁化时装夹状态，分2组磁化，第1组如图3所示A和B方向各4个,第2组如图3所示C和D方向各4个。

●如图5所示齿尖编号，磁化后用高斯计测定全部齿尖部磁感应强度。

4.3.2 针对问题2

●齿根部裂纹样件（在齿部热处理工序，未满足作业指导书标准所实际产生的不良品）。

●磁化后，测量磁感应强度，并用荧光水基湿法进行检查。

●脱磁后，用荧光水基湿法进行重复测试。

4.4 试验结果

4.4.1 针对问题1

从试验结果（见图6）看，零件形状、空隙度等特性会影响磁感应强度的测量数据。C符号附近的低磁感应强度与零件的空隙度有关，开口槽附近的低磁感应强度与零件形状有关。由于各零件齿尖部测量值趋势相同，故与零件装夹的方向无关，并且C符号附近的数值最低。

4.4.2 针对问题2

从试验结果（见图7）看，样件在磁化后，部分齿尖部的磁感应强度达到了作业指导书的标准，部分齿尖部的磁感应强度未达到标准（在0.1mT以下甚至0.0mT），也是可以通过磁粉探伤检测出齿根部的微裂纹。

从试验结果（见图8）看，样件脱磁后，重复测试，相同部位无法检测出微裂纹。

5 结论

综上所述，链轮在磁化后，部分齿尖部的磁感应强度没有达到作业指导书的标准，与零件装夹方向无关，是由零件形状、空隙度等特性影响的。部分齿尖部的磁感应强度未达到了作业指导书的标准，也是可以通过磁粉探伤将齿根部的微裂纹缺陷检查出，这是因为链轮在磁化后，在零件的内部产生磁场，如果齿根部出现微裂纹将产生漏磁场。

通过试验，验证了供应商采用磁粉探伤检测链轮齿根部微裂纹方法是完全可靠的。为避免齿根部微裂纹缺陷的产生，我公司要求供应商必须严格遵守齿部热处理工序作业指导书标准；为避免不良部品流出，我公司要求供应商对裂纹检查工序的人员、相关品保人员进行定期培训和考核。

表面裂纹荧光磁粉检测分析 篇4

1 对磁痕进行分析

在被检测工件接受检测之后首先要做的工作就是根据记录对磁痕进行分析, 磁痕分析所依据的原理主要是磁粉探伤原理。虽然磁痕的存在大部分都是由裂纹所导致的, 但是并不排除有其他原因也会导致磁痕的产生, 例如常见的有缺陷磁痕;非缺陷磁痕;伪磁痕等等, 故而在磁痕形成之后还要对磁痕进行准确的分析。

1.1 明确不同磁痕特征

在荧光磁粉检测过程中, 在磁力作用下所形成的磁痕具有很大的相似性, 所以分辨起来具有较大的困难, 如果不从特征入手很难精准区分。缺陷磁痕是一种线状磁痕同时磁痕本身也呈现细长状, 分布不规则并长短不一;非缺陷磁痕是一种直线状的磁痕, 相对于其他几种磁痕来说, 这种磁痕的位置相对比较固定;伪磁痕其形成原因是被检测工件的表面不光洁所导致的, 由于被检测工件上存在铁锈或者油污等, 在磁悬液经过时受到阻力而粘附上形成磁痕。

1.2 区分出真假磁痕

真假磁痕的区分是需要较多的检测经验的, 如果在区分过程中出现了失误就很有可能导致错误, 真假裂纹混淆, 这样就会导致合格的工件呗报废或者是报废的工件被应用, 很有可能导致事故的出现。对于这一问题最有效的解决方式就是对检测人员进行培训考核, 严格根据相关的标准进行, 以提高检测人员的工业技能。

2 磁痕影响因素

磁痕的形成并不是由单一因素形成的, 其是需要多种因素共同作用而形成的, 也正是因此, 在磁痕形成之后我们要对磁痕的种类和性质进行准确的判断, 那么通常而言, 磁痕的影响因素有哪些呢?我们一一来分析。

2.1 磁粉性质

磁粉性质主要包括磁粉颗粒大小、磁粉形状、磁粉磁性、磁粉密度等几项内容。

就磁粉颗粒大小而言, 如果要保证荧光磁粉的检测效果, 就要确保磁粉颗粒不要太大, 因为检测中的磁场是比较微弱的, 颗粒过大就很难被磁场所吸引, 但与此同时颗粒也不要过小, 如果过小磁粉会沾在无裂痕的工件表面, 会导致工件出现大面积亮区。最为标准的荧光磁粉检测方法所应用的磁粉颗粒在5μm~25μm, 而平均颗粒值应该控制在8μm~10μm左右。

磁粉形状对表面裂纹的检测效率有很大的影响, 从理论上来说, 进行荧光磁粉检测的最佳磁粉形状为条状, 因为在磁力的作用下, 这种形状的磁粉最易沿着磁力线进行排列, 其磁化性也较好, 对于磁痕的形成有很大的帮助。但是从实际操作上来看, 如果单纯采用条状磁粉会造成检测成本的增加, 灵敏性降低。所以在实际检测过程中所使用的磁粉是由球状颗粒磁粉和条状颗粒磁粉两种磁粉按比例配比而成的, 因为球状磁粉具有较强的流动性, 其能够缓解条状磁粉造成的结块现象, 尤其是在荧光磁粉的使用中更要注意条状磁粉的使用比例。

磁粉的磁性, 在荧光磁粉检测过程中, 对磁粉的要求并不是非常高, 一般只要起始磁响应, 所以要求其需要有较高的磁导率, 主要目的在于让磁粉发生响应, 形成磁痕。同时, 还要求磁粉具有低剩磁率、低矫顽力, 避免检测中衬底现象的出现。

磁粉密度, 荧光磁粉检测方法分为干法和湿法两种类型, 不同类型的检测方法其对磁粉密度的要求是不同的, 干法所用的磁粉密度要控制在8左右, 而湿法的磁粉密度则可以控制在4.5左右, 通过以往的经验得出, 磁粉的密度与裂纹检测的灵敏性呈反比例关系, 如果磁粉密度较大, 则裂纹的检测灵敏性就越小, 所以为了提高荧光磁粉检测效果, 要控制好磁粉的密度。

2.2 磁悬液浓度

磁悬液的浓度对于检测效果灵敏性也是有较大影响的, 只有磁悬液的浓度适中才能够在裂纹的表面产生正确的磁痕。如果浓度过高, 磁悬液就会不受磁力影响而沾到被检测工件表面, 造成存在裂纹的假象;而如果浓度过低, 经过表面裂纹的磁粉会减少, 其形成的磁痕就会不清晰, 为磁痕分析造成一定的困难, 所以在这样状况下我们要严格控制好磁悬液的浓度和密度, 以提高荧光磁粉检测效果。

2.3 磁化状态

在荧光磁粉检测过程中, 如果磁化的不够充分, 那么工件表面的细小裂纹就会很难发现, 而如果磁化过于强烈就会导致出现假磁痕。那么具体而言我们在检测过程中该如何掌握磁化状态呢?即将被检工件磁化到接近饱和的状态或者是完全饱和的状态, 这样就实现了工件的充分磁化, 检测的灵敏性就会相应的有所提高, 而确切的磁感受强度是需要根据具体情况进行计算和分析的, 但主要的参考因素为被检工件的直径和磁化的电流两项, 除此之外还应考虑被检工件的材料特征、尺寸特征、形状特征等等。对于磁化电流而言, 通常选用的都是交流电, 因为其能够保证在检测的过程中电量充足稳定, 同时交流电的很多特征都能够相应的提高荧光磁粉的检测灵敏性。

3 结论

本文主要对表面裂纹荧光磁粉检测方式进行了论述, 在论述中重点论述了磁痕的影响因素, 因为对一个工件的表面裂纹进行检测主要是利用磁粉在工件表面所形成的磁痕来判断的, 通过对这些影响因素性质特征的分析, 我们能够在检测过程中人为的控制某些因素, 以提高检测的灵敏性和质量。除此之外, 本文还对磁痕的特征;真假磁痕的分析等进行了简要论述, 主要目的在于清晰的区别磁痕, 避免浪费和安全事故的发生。

参考文献

[1]任志峰.磁粉检测法在球型储罐对接焊缝检测中的应用[J].佳木斯大学学报 (自然科学版) , 2010 (4) .

[2]凌永海.石化厂在用压力容器定期检验的磁粉检测[J].无损探伤, 2010 (4) .

磁粉检测技术 篇5

由于磁粉探伤的工作特点，操作人员不可能通过远离辐射源的方法来减少对人体的辐射。我们介绍过在磁粉探伤工作中的电磁辐射污染、常见的几种电磁辐射的危害，因此对于从事磁粉探伤工作的人员来说可以采取一些措施来防止电磁辐射的污染。

首先应当注意加强体育锻炼，增强自身抵抗力。同样能量的辐射，对不同的人产生的影响是不同的，抵抗力强的人其人体自我恢复能力要比抵抗力弱的人大很多。

多食用胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食物，加强机体抵抗电磁辐射的能力。

笔者的个人经验还包括睡眠时应该采取“头北脚南”的方向来顺应地磁场方向，有助于被扰乱的人体自身生物磁场的恢复。

在劳动生产安全方面，应当为磁粉探伤工作人员配备防电磁辐射的服装（内含有金属成分，可以对电磁辐射有一定阻挡作用）、电磁辐射防护眼镜等以有效防止电磁辐射。

对于从事磁粉探伤工作的人员应定期进行身体健康检查（在20世纪70年代，由于磁粉探伤机的通电夹头是铅板，大电流通电时有可能因为夹头与工件接触不良而发生“打火”（电弧），产生有毒害性的铅蒸汽，所以体检时只是通过验尿检查有没有因为吸入铅蒸汽导致的铅中毒，实际上电磁辐射污染可能造成的人体损伤方面并没有相应的检查项目），对于孕妇、装有心脏起搏器的人员应禁止其参与具体的磁粉探伤操作。

应当把从事磁粉探伤工作的人员列入“有害身体健康的职业”范畴，享受相应的劳动保护福利（例如保健津贴、工作时间、退休年限等）。

在安装运行磁粉探伤设备时，应当按照《电磁辐射环境保护管理办法》中的规定办理环境保护申报，应由环境监测部门或者自行使用测量仪器确认安全距离，采取设置有效屏蔽电磁辐射的防辐射屏，防辐射窗帘，防辐射玻璃，以及保证磁粉探伤设备的框架与外壳良好接地等措施，减少对磁粉探伤设备周围工作的非磁粉探伤人员（公众人员）造成的电磁辐射污染。

磁粉检测技术 篇6

关键词：高职教育 磁粉检测 课程改革

高等职业教育是以就业为导向，培养面向生产、建设、管理、服务第一线的高级技术应用型人才。高等职业学校培养出来的人才不同于普通高等教育培养的理论型、学科型人才，也不同于中等职业教育培养的单纯技能型人才。课程改革是高等职业教育改革的方向，是全面提高教学质量的根本保证之一。高职教育要实现高等职业教育人才培养目标，就必须采取一系列的课程改革措施。通过改革，建立一种全新的、以就业为导向的、理实一体化的、基于行动导向的高职课程体系。[1]《磁粉检测》为检测技术与应用专业的一门专业核心课程，为了提高教学质量，培养新世纪专业建设的技术人才，课程组在对专业兄弟院校进行教学现状调研的基础上，结合我院专业的具体情况，不断探索教学改革的思路，并在教学中逐步完善和提高。

1 课程现状

1.1 教学内容与教学体系比较陈旧 前几年，本人在《磁粉检测》课程课改方案中，已经提出了以学生就业为导向、以职业岗位群的需要为依据、以培养应用性人才为目标、以培养实践技能为主线、以理论教学内容为基础进行课程改革的方案。但是，与当前科技相比较，目前教学内容方面存在严重不足，理论知识讲解过多，应用技术讲解过少，操作环节严重不足。学生明显感觉，理论与实践结合不够紧密。根据高职教育的特点，课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行，同时，必须有基础性、实用性、时效性和新颖性。

1.2 教学方法和教学手段不足 在教学方法中对部分章节的教学已经采用了项目教学，情景教学，互动教学，教学做一体化等教法，但是，对于将这一课改理念贯穿于整门课程，却做得相对较少，课改形式化，走过场的现象比较普遍。同时，教学中采用了多媒体教学，改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式，能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其主动学习的积极性。但是，在很多情况下仅仅是把黑板的内容重复写在幻灯片上，学生不再认真做笔记，而更依赖于拷贝教师的教案，有时还会出现内容华而不实的现象。

1.3 实训室的建设 在高职加强实践性教学过程中，虽然建成了一批相应的校内实训基地、实训中心或实训室，但是这些实训场所的建设并没有很好“关照” “项目课程”的教学需求，与之相配套，所以到使用时“很不顺手”。校内实训场所也没有完成除了服务于学校教学外，还服务于校外培训，服务于社会考证所要求。如果在建设过程中不及时调整，将来势必造成重大的资源浪费。

1.4 课程考核方式 已经提出了课改的考核方案，将课程考核分为形成性考核和终结性考核。其中形成性考核占课程考核的70%，终结性考核占课程考核30%。但是在实际考核当中，将此方法实际应用的几乎为零。主要原因是，课程设立时，将理论课与实践训课分离成两个部分，分别考核。如何推广实用的考核方法，这也是课改课程的一个难点。

2 课程改革探索

2.1 课程培养目标的具体化、层次化 老的培养目标中提出具体的知识目标，能力目标与素质目标，核心是通过学习本课程，要求学生掌握基本原理、应用及方法，能对实际检测中问题进行分析。而在新的目标中按照不同的学习阶段，将培养目标分成两个级别，分别对应无损检测磁粉探伤初级和中级水平，具体内容见下表：

■

培养目标由原来的统一的标准转变成更具体的基础知识目标，专业知识目标与操作目标，学员在学习完基础理论知识后，通过基础实训达到1级水平，再通过综合实训及强化训练达到2级水平。通过确立层次化的培养目标，先易后难、循序渐进、细化标准，教师可以更有针对性的安排教学环节，而学员对岗位技能认识也更加深刻。

2.2 课程内容安排更有针对性 课程内容的安排要按照突出应用性、实践性的原则重组课程结构，通过“精简、融合、重组、增设”等途径，促进课程结构体系整体优化，更新教学内容，以增强学生社会适应性。[2]同时根据职业资格证书考试的特点，把相关证书考试的内容融进专业课教学之中，使学生既掌握加方专业课程的必备要求，又能够获得全国认可的职业资格证书。这种把教学内容与职业资格证书有效结合起来的教学模式，有力地提高学生的职业能力和竞争能力。将专业知识的内容分为以下三个层次（分别为A、B、C），具体见下表（以课程前三章为例进行展示）：

其中：了解（代号为C）——不要求深究其来源、依据、演绎过程，但要求知道或记忆其含义的内容。

理解（代号为B）——要求全面了解其细节、常用表现形式，并能准确把握其含义的内容。

掌握（代号为A）——能在各种需要综合分析、判断、计算的问题中正确运用的内容，以及需要熟悉其演绎或推理过程的内容。

其中“了解”部分约占10%，“理解”部分约占40%，“掌握”部分约占50%。

在课程内容的选择上强调以能力作为课程开发的中心，以能力为主线设计。所传授的知识是为能力的培养与提高服务的，以“必须、够用”为原则。

2.3 突出多元化的方法与手段 教学内容、课程类型决定教学方法，只有从教学内容和课程类型的特点出发进行教学方法改革，才能收到实效。要求教师根据课程特点采用不同的教学方法，鼓励教师对只要能达到教学效果优化、实现学生学习能力提高的创新性教学方法进行大胆尝试、创新。如何打破教材的章节限制，对实际的教学环节进行设计，见下表：

在模块中，体现对应的具体的训练项目，以项目为向导，创设教学情境与任务，使学生能更积极主动的进入到学习中去，使教学做一体化的效果更加完善。通过“项目教学法”的运用，达到能够解决实际工程项目知识储备的良好效果，通过工学结合，突出能力培养。

倡导和鼓励教师使用现代教学手段，用图文音像等方式向学生传递综合信息，演示教学内容，可以增强教学过程的直观性和可视性，丰富教学内容，提高学生学习的积极性。

2.4 拓展校内实训室功能，加强校外实训室的建设 校外实训基地与校内实践教学基地都是高职实践教学框架的重要组成部分，校内实训基地强调生产性、体现教学做一体，着重培养学生的动手能力，养成适应工作岗位的职业素质；校外实训基地结合就业岗位，使学生亲历职场，在校期间得到上岗能力训练。教学设施投入不足阻碍了实训教学方法改革。加强实训教学方法与手段的改革，学校应该加大经费投入，添置现代化教学设备，建立功能完善的校内、校外实训基地，为教改提供物资条件，但现有条件远不能满足学生实训的要求。校外实训基地是项目课实训系统的重要组成部分，是高职学生与职业岗位“零距离”接触、理论联系实际、培养职业素养的实践性学习与训练平台，还是开展教学改革、科学研究、就业指导、服务社会等工作的多功能场所。[3]

按照不同的建设需要，校外实训基地可以有不同的侧重内容，一般可区分为五个类型：①认识体验型，多以“考察”形式融入阶段课程，一般以参观为主，辅以讲解，以此积累感性认识，加强对理论知识的理解和掌握；②主题项目型，指在固定的岗位上相对独立地完成某一专题项目，以此达到实习实训和综合检验的目的，时间一般持续较长；③实际顶岗型，主要培养相应岗位的一般操作技能和基本职业素养，锻炼实际动手能力，岗位设置以助理设计师和助理项目经理为主，其仿真程度最强；④技能鉴定和就业型，主要是为了达到某项职业资格要求或取得某种技能证书，通过职业技能鉴定服务于将来就业，为“订单式”培养提供岗前培训；⑤联合开发型，实际上是以上四种类型的综合体现和更深层次合作，它是指学校和行业（企业）联合进行项目产学研发，特点是合作面广纵深，优势互补。

通过建立和完善校内、校外实训基地建设，逐步形成了实习实训内容与实际工作内容相结合的培养模式，确保学生拥有足够时间和高质量“真刀真枪”的实际动手训练，适应社会需求增强就业竞争。

2.5 课程考核改革 专业课推行“成果考核”或“以证代考”等考核方式，通过学习，让学生报名参加全国特种设备无损检测磁粉检测的证书考核，以考证成绩代替专业课成绩的评定，使考核标准与行业标准接轨，让学生毕业能实现零距离就业。

3 结束语

从多年的教学实践来看，磁粉检测课程取得了很好的效果，反映在后续课程学习上中学生有良好的专业基础知识和自主学习能力，培养了扎实的基本操作技能，技能考级通过率在95%以上，企业非常欢迎学生去单位就业，毕业生在工作岗位上有出色的表现。

参考文献：

[1]和万荣.浅述高等职业教育中的课程改革[J].出国与就业·就业教育，2011（10）.

[2]伍建桥.高职课程改革与课程模式的构建.中国教研院.

[3]李美英.关于高职项目课校外实训基地建设的探索与思考[J].纺织教育，2008（04）.

薄而短零件的磁粉检测 篇7

关键词：平板平行磁化法,零件,电流,磁粉检测

磁粉检测被广泛应用于航空、航天、航海、汽车和铁路等行业,它主要用于检测铁磁性材料,包括未加工的原材料,加工后的半成品、成品和在役或使用中的零部件的表面、近表面的缺陷。因为磁粉检测具有缺陷显现直观、检测灵敏度比较高、工艺简单、检测速度快和漏检率低等优点,所以,铁磁性材料大多都采用磁粉检测。但是,在实际检测中,有一些薄而短的铁磁性零件。采用磁粉检测时,由于零件形状无法直接磁化,因此,现引入平行磁化方法,借用平板导体放置零件,同时,通过导体通电时产生的磁场磁化零件,以达到磁粉检测的效果。

1平板平行磁化法

平板平行磁化是为了检查一些小薄工件,避免采用其他方法烧伤它。具体方法是:将小薄工件排列在铜板(或其他导电材料)上,利用铜板通电时产生的磁场进行磁化。但是,在应用平板平行磁化时,工件应紧贴在铜板上。为了强化受检区域的磁场,铜板背面可以嵌入一块厚的软铁。使用平行磁化方法时,应确定磁场的大小。一般情况下,需要用试块或试片来试验。

2对1元硬币进行试验

运用平行平板磁化法检测1元硬币时,将硬币放在铜板上,用夹头为铜板通电,通过铜板产生的磁场磁化硬币。具体的做法是:先对1个硬币进行试验,向铜板通2 000 A电流时,用高斯计测量被磁化的硬币的磁场值为35 GS,电流满足硬币的检验要求。现将5个硬币按长度方向依次递增的方式放在铜板上检测,得到表1中的数据。

由表1可知,随着硬币长度方向的增加,在电流不变的情况下,硬币上的磁场值基本无变化。这意味着,平板平行磁化时,通电电流值不会随着硬币长度方向的变化而变化。

现进行硬币厚度方向的试验,同样给铜板通2 000 A的电流,硬币磁化后的磁场值为35 GS,电流满足硬币的检验要求。现将5个硬币按厚度方向依次递增的方式放在铜板上检测,得到表2中的数据。

由表2可知,随着硬币厚度方向的增加,在电流不变的情况下,硬币上的磁场值基本无变化。这意味着,平板平行磁化时,通电电流值不随硬币厚度方向的变化而变化。

3对薄垫片进行试验

在检测过程中,因为薄垫片无法使用夹头法或穿棒法,所以,无法进行周向磁化。在实际检测中,可以运用平行平板磁化法检测,即将垫片放在铜板上,用夹头向铜板通电,通过铜板产生的磁场磁化垫片。此时,借用高斯计,当垫片磁场最小的地方的磁场达到30 GS以上时,即可避免缺陷漏检,实施检测。当电流在2 000 A时,为铜板通电,垫片上的磁场值为55 GS,电流满足垫片的检验要求。现将4个垫片依次按照长度方向和厚度方向递增的方式放在铜板上检测,得到表3、表4中的数据。

由表3可知,随着垫片长度方向的增加,在电流不变的情况下,垫片上的磁场值基本无变化。由表4可知,随着垫片厚度方向的增加,在电流不变的情况下,垫片上的磁场值基本无变化,即平板平行磁化时,通电电流值不会随着垫片长度、厚度的变化而变化。

4结论

由试验分析得知,平板平行磁化零件时,通电电流不随着零件长度和厚度的变化而变化。因此,在实际检测中,遇到这种薄而短的小零件时,无法采用夹头法或穿棒法磁化时,可以考虑用平板平行磁化方法来检测。电流值是由高斯计测量零件表面的磁场强度来确定,磁场强度达到30 GS以上即是该零件磁化需要的电流值。这样,既能解决薄而短零件磁粉检测时遇到的问题,还能做到不漏检。

参考文献

[1]叶代平,苏李广.磁粉检测[M].北京:机械工业出版社,2004.

[2]任吉林.电磁无损检测[M].北京:航空工业出版社,1989.

压力容器检验中磁粉检测的应用 篇8

1 磁粉检测的概述

1.1 原理

我们将磁粉检测又可以称之为磁粉检验或者磁粉探伤, 隶属于常规的五种无损检测的方法之一。该种检测办法的主要原理是将磁性材料磁化之后借助磁性物质在工件表面以及近表面形成的磁力线局部变化形成漏磁场, 因为工件的吸附作用能够对工件产生一定的吸附作用, 从而产生适当光照下清晰可见的磁痕, 进而明确显示出工件的不连续位置以及缺陷形状和受损的严重程度。对于铁磁性材料中存在的裂纹、发纹、白点、夹杂物以及折叠等缺陷能够清晰的检测出来, 是一种灵敏度极高的检测技术。

1.2 优点及局限性

磁粉检测的优缺点主要为以下几种:第一, 优越性, 磁粉检测能够直观的显示出工件中缺陷的位置以及形状和大小, 更能够准确显示出缺陷的基本性质, 具有较高的灵敏性, 能够检测出宽度仅为0.1um的表面裂纹;该种检测技术的应有范围极广, 不会受到工件大小和集合类型的限制, 所采用的工艺水平较为简单, 检测速度较快, 所需费用较为低廉;第二, 局限性, 磁粉检测法只能够应用于铁磁性材料的检测, 仅仅能够完成材料表面和近表面的缺陷检测, 受到磁化方向的限制作用较为明显, 当工件缺陷的基本方向和磁化方向基本一致或者夹角小于20°时, 往往不会发现缺陷的存在;当工件表面存在覆盖层时往往会对磁粉检测的最终结果产生较大影响。

2 磁粉检测方法在容器定检中的应用

2.1 磁轭法

该种检测办法的应用范围较为广泛, 所需设备较为简单, 实际操作简便, 磁轭法能够检测出焊缝中存在的所有缺陷, 但是对于同一位置的探伤必须进行两次互相垂直的检测, 并且将所有的焊缝划分成为若干个受检的分段, 在实际检测过程中受检段之间必须有一定的重叠量。但是该种办法检测效率较低, 若操作不当将会出现漏检现象。

2.2 交叉磁轭法

由于交叉磁轭法能够产生旋转的磁场, 所获得的探伤效率比较高, 灵敏性强, 操作简便, 能够一次性检测出工件中存在的各种缺陷, 但是对于角焊缝的检测却不适合, 因此该种办法在容器定检中得到了极为广泛的应用。然而, 该种办法需要380V的电压作为电源支撑, 因此在石化行业中的应用受到了极大地限制。

2.3 触头法

触头法属于单向磁化法, 对于电极之间的间距可以进行调节, 而由于探伤部位的差距和灵敏度需求的不同, 往往需要对电极间距和电流大小进行调节, 能够在角焊缝的检测中进行使用, 但是该种办法在进行检测时也需要对同一部位进行两次垂直探伤, 经过两次垂直探伤能够准确了解到工件焊接部位的实际情况。

2.4 线圈法

我们可以通过线圈法完成对管道圆周焊接部位的无损检测, 该种方法属于纵向磁化检测, 能够及时发现焊缝以及热影响区存在的纵向裂纹。对于压力容器的定检往往会采用磁轭法和交叉磁法两种形式, 由于这两种办法能够准确快速的反映出容器对于中存在的纵向和环向焊缝缺陷;而对于接管角焊缝来说, 借助交叉磁法并不能完成基本的检测工作, 而活动关节磁轭法则能够很好的完成这一检测任务, 但是当接管焊缝存在着一定的角度时则需要借助触头法和线圈法完成检测。

3 磁粉探伤在容器定检中应注意的几个问题

采用磁粉探伤时应当注意以下几点:第一, 保证交叉磁轭装置的磁极端面和检测面紧密贴合;第二, 借助磁轭连续法进行检测时应当对同一部位磁化两次以上;第三, 采用喷壶完成磁悬液的喷洒, , 在实际喷洒时应保证气压适合, 喷洒均匀;第四, 在进行检测时, 应当在磁化的同时进行观察, 保证工件表面的白光照强度大于100lx, 但是当受到其他条件限制时, 可以适当降低检测条件, 但是白光照强度不得低于500lx。

4 结语

综上所述, 由于磁粉检测技术具有高灵敏性和高效率以及低成本和缺陷显示直观的特性, 在实际的检测过程中能够首先发现缺陷目标, 因此在压力容器的定期检测中无损检测技术成为了最重要的检测办法, 当然还应当结合其他种类的检测手段, 进而提升检测质量, 与此同时, 还应当进行其他先进技术的学习, 从而有效提升所掌握的磁粉探伤水准。

参考文献

[1]TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程[S].2009:12-13.

[2]林立华.压力容器无损检测技术[J].通用机械, 2013, (05) :67-68.

磁粉探伤在压力容器检测中的应用 篇9

磁粉探伤方法非常简单, 成本较低、具有很高的检测灵敏度。且能直观的表现出缺陷的位置、大小和严重的程度。所以在压力容器检测中的应用越来越广泛。这篇文章将具体介绍磁粉探伤在压力容器检测中的运用。

一、磁粉探伤

磁粉探伤是技术是利用工件的漏磁场与磁粉的相互作用, 它利用了钢铁制品表面和近表面有裂纹等的缺陷和钢铁磁导率的差异, 因为磁化后这些材料不连续处的磁场将发生变化, 工件表面产生了漏磁场, 从而吸引磁粉形成磁粉堆积, 在适当的光照条件下, 显现出缺陷位置和缺陷位置的形状, 对这些磁粉的堆积加以观察, 最后就实现了磁粉探伤。

磁粉探伤种类有很多, 一般来说根据被探工件特点来选择。首先按工件磁化的方向, 可分为周向磁化、纵向磁化、复合磁化和旋转磁化。第二按磁化电流的不同可分为:直流磁化、半波直流磁化、和交流磁化。第三、按探伤所采用磁粉的配制, 分为干粉法和湿粉法。周向磁化中的常用方法有通电法、中心导体法等, 纵向磁化方法中有线圈法、交叉线圈法等。当然不同的使用方法有不同的特点, 要根据实际情况来定。

二、磁粉探伤的原理和优缺点

将待测物体置于强磁场中使之磁化, 假如物体表面或表面附近有缺陷存在, 缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉。因为它们是非铁磁性的, 对磁力线通过的阻力很大, 磁力线在这些缺陷附近会产生磁粉探伤。

磁粉探伤的优点是:能直观准确的了解缺陷处的具体的位置、形状、大小而且最根本的可以确定缺陷处的性质。有高度的灵敏性;不熟一些形状的限制, 检验速度非常快。他的设备和操作较简单, 更方便的是便于在现场对大型设备和工件进行探伤;检验费用低, 使用教广泛。但是他也有自己的缺点, 首先服务的对象比较局限, 仅适用于铁磁性材料;难以确定缺陷的深度;有的时候经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。

此外, 它还不能发现铸件内的部分导磁性差的材料, 且不能发现铸件内较深的缺陷。铸件、钢铁材被检表面必须要求光滑, 要打磨之后进行才比较准确。

三、磁粉探伤检测的步骤

第一步要预先清洗, 所有材料和试件的表面应无油脂及可能影响磁粉正常分布、的杂质。保证表面的光滑。第二步要缺陷探伤, 磁粉探伤应以确保准确的测出任意方面的有害缺陷。第三步要探伤方法的选择, 有湿法和干法、周向磁化、纵向磁化四种。第四步要退磁, 把零件放于直流电磁场中, 不断改变电流方向然后逐渐将电流降至零。第五步是要后清洗, 在检验并退磁以后, 应把试件上所有的磁粉清洗的干净;特别注意彻底清除空腔内的所有堵塞物。

四、磁粉探伤在压力容器中检测中的运用

因为压力容器材料大多为碳素钢或低合金钢, 剩磁比较小, 故压力容器磁粉探伤一般采用连续法, 就是在外加磁场磁化的同时, 将磁粉施加到工件上进行磁粉探伤。磁粉探伤方法很多, 但压力容器检测磁粉探伤主要针对的是焊缝, 所以常用的有以下几种。

1、磁轭法

当容器的设备简单, 操作比较方便, 活动关节磁轭就可以检测角焊缝时就适合用这种方法。在操作的过程中要有一定的重叠。但是这种方法效率比较低, 如果操作过程中不当可能造成危险。

2、交叉磁轭法

这是在压力容器检测中最广泛使用的一种方法, 他的探伤效率十分高, 灵敏度十分高。适用于比较长的焊缝, 对于教的焊缝则不适合使用。而且使用时需要的电压高。

3、线圈法

这种方法适用于管道周围和管脚接焊缝可以用绕电缆法探伤。在实际中的压力容器的检测中, 因为接管角焊缝, 比较复杂, 上述两者方法不能满足, 所以只能采用绕圈法。

五、磁粉探伤在压力容器检测中应注意的问题

虽然磁粉探伤得到了一定的推广, 但是操作不当会造成一定的危险, 所以我们还应该继续去完善, 不断解决危险存在的问题, 并及时解决。根据我们研究压力容易检测中, 因该注意以下问题.

1、检测前充分了解容器

主要是检查容易的缺陷, 要认真阅读使用资料, 了解他在特殊情况下会产生的状况。弄清容器的材料、焊接的方法, 及其使用的情况。在全面检查后才能进行磁粉检测。

2、检测面的处理要符合要求

一般来说, 容器的内部大多有锈和一些氧化皮。检测时要对焊缝及周围的宽度进行清理打磨, 保证表面的光滑。要露出金属光泽。如果表面不光滑会掩盖缺陷, 造成检测的不准确性。必须处理的符合要求, 保证磁粉探伤的结果不受一定的影响。

3、磁悬液的选择

现在磁粉探伤采用的湿法探伤主要有水悬液和油悬液。由于容器的不同, 我们选择不同的探伤方法。一些容器装的是油等物品, 在清理时不能完全清理干净, 这时就要油悬液, 如果使用水悬液, 检测时检测面会不全面, 会导致不能探伤。反之, 如果容器内较湿, 就应该选择水悬液。所以, 我们要根据不同的容器性质选择合适的磁悬液。

4、操作方法的正确性

操作方法必须正确, 要严格按照步骤来做, 不能省略其中的任意环节, 对容器的处理一定要精益求精, 不能省掉任一过程。还有就是, 在使用方法是一定要了解他是否符合容器的性质。

5、磁极的端面与工作表面

他们之间要保持一定的间隙, 但是这个间隙一定要适中。如果间隙过大, 将会产生较大的漏磁场。一般来说, 间隙保证在能走的情况下越小越有利。要保证测量的准确性。

6、其他方面

对于管座角焊缝应使用角接磁扼, 如果使用其他会造成接触不好, 可能会漏检;对管焊缝磁粉检测选用触头法。为了保证磁粉检测的质量, 必须对磁粉检测进行控制。根据具体的情况, 可以选用交流电、直流电或整流电。

摘要：随着现代工业的不断发展, 对工业产品的要求越来越高, 安全、可靠成为大家共同关注的问题, 由于无损坏的检测不破坏试件而且他的灵敏度高, 应用十分广泛。现在对压力容器的检测方法很多种。但是磁粉检测运用最为广泛。

关键词：磁粉探伤,压力容器,发展方向

参考文献

[1]潘荣宝, 压力容器磁粉探伤技术[J].无损检测, 1995[1]潘荣宝, 压力容器磁粉探伤技术[J].无损检测, 1995

磁粉检测技术 篇10

在现代的工业制造领域中，焊接是一种被广泛应用于的基础工艺方法，而焊缝的质量直接决定了未来工件的使用周期。因此检测工作者最急切关心的问题是如何准确可靠的对焊缝进行检测和评价。目前针对焊缝的常规检测方法中，磁粉检测凭借具有高灵敏度、检验速度快、成本低、工艺简单等诸多优点，在检测焊缝方面起着重要的作用[1]。但是现行使用中仍然采用人工目测进行焊缝的缺陷识别，容易导致工作人员的劳动强度大、漏检率高。为了提高检测结果的可靠性，减少人工评定差异。本文提出了一种焊缝裂纹缺陷的磁粉检测自动识别方法。

在实验室条件下，建立了焊缝的磁痕图像采集系统，应用现代图像处理技术开展了焊缝的磁痕图像复原、裂纹缺陷的筛选和识别的算法研究，理论上可以对焊缝的缺陷位置、数量和长度的可视化，实现焊缝缺陷的自动识别。

1 焊缝磁痕图像采集系统

焊缝的磁痕图像采集系统分别由交叉磁轭、磁悬液喷淋结构、照明和CCD相机构成。图像采集系统流程图，如图1所示。

在实验室的条件下，将试件放入焊缝的磁痕图像采集系统工作台中。焊缝上的缺陷方向常常无规律，为了防止磁化不完整而出现的漏检，我们采用交叉磁轭方法旋转磁场将工件表面的磁化[2]。由于磁场会在工件表面的缺陷处溢出，磁粉会在溢出磁场处形成缺陷状磁痕，所以设计了磁悬液喷淋结构，让缺陷的形态特征在试件上显现出来。通过高分辨率CCD摄像机、图像采集卡等将已经处理的试件摄影拍片，使其转换为数字图像在计算机上存储显示，以方便于更好的数据记录和后期的图像处理[3]。采集后的图片，如图2所示。

2 焊缝磁痕图像复原研究

图像复原是主要目的是改善图像的质量，尽可能提高与真实图像的逼近度。它的中心思想是分析图像退化的原因，根据相应的退化模型修复模糊图像，提高图像的清晰度。在实际检测时，由于工况复杂常常伴随采集系统与焊缝之间的抖动造成了图像模糊，而我们需要较为清晰的、质量高的缺陷图像[4]为后续的缺陷识别研究打下良好的基础。

本文针对焊缝的磁痕模糊图像，建立了图像匀速直线运动退化模型，通过系统的辨识方法对磁痕图像的运动模糊方向和尺度进行鉴别，估计出点扩散函数（点扩散函数的精确度直接影响着图像复原的效果）。然后根据图像退化的逆过程，采取Richardson-Luey迭代非线性恢复算法复原出与原始图像相近的图像，并且随着迭代次数的增多，磁痕图像能够获得相对较好的结果。焊缝的磁痕恢复图像，如图3所示。

3 焊缝的裂纹缺陷提取

形态学主要目的是研究图像形态的几何特征。它的基本思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的[5]。图像分割是按照一定的原则将一幅图像或景物分为若干个特定的、具有独特性质的部分或子集，依据图像亮度值的不连续性和相似性，将图像中感兴趣的目标提取出来。在本文中，首先要把采集到的裂纹磁痕图像进行图像预处理，然后采用类似形态学梯度运算，能够很好的保留裂纹缺陷基本的形状特性并除去不相干的结构。再利用阈值分割将缺陷与背景区分出来。

本文借鉴了灰度形态学梯度的思想，采用了类似形态学梯度的运算方法，能够把焊缝缺陷的形态特征完整的保留下来。经过形态学的梯度运算，得到运算结果，可以避免整幅图像因灰度不均造成的目标亮暗不均的问题。我们常常把裂纹缺陷作为局部亮灰度值像素聚集成的线条，因此选取合适的结构元素，可以很好的兼顾了裂纹形态特征。实现了将焊缝图片中与裂纹缺陷无关的部分进行消减或去除掉，如图4所示。

为便于分析，将灰度形态学梯度的核心运算记为F:

类似形态学梯度的核心运算记为F':

其中：f为缺陷预处理后的灰度图像；

b为选取的结构元素。

本文采用ostu自适应阈值算法，用于分割裂纹缺陷和背景，采用此方法提取的裂纹缺陷，计算简单，缺陷边缘具有一定的连续性，保存了更多的裂纹缺陷的原始细节，并且可以方便了后续的缺陷特征提取工作[6]，如图5所示。

4 焊缝的裂纹缺陷筛选

本文的裂纹缺陷筛选是根据缺陷的形态特征，提取出一组能够识别裂纹缺陷的特征参数。通过这组参数来对图像区域进行比对筛选，并最终得到裂纹缺陷图像。

观察工件表面图像，裂纹缺陷具有形状如下特点：

1）在局部范围内亮度较高，即灰度值较大；

2）呈细条状，长宽比较大；

3）一般不会表现为直线状，有一定的弯曲度；

4）平滑性较好，具有自然的连续性[7]。

判断一个连通域是否为裂纹缺陷，一般首先从形状做出判断，通过应用不同的特征参数对焊缝上的裂纹的形状特征进行描述区分。本文采用了裂纹的圆形度、长度、长宽比、平均宽度四个特征参数来描述裂纹的形状，统计图像中的所有连通域的这四组特征参数，将不符合裂纹特征的连通域定义为伪裂纹区域，应用这种方式将裂纹和伪裂纹进行区分并将伪裂纹进行清除，如图6所示。

将裂纹的圆形度、长宽比、平均宽度分别记为R、T、D:

式中，S为连通域的面积；

L为连通域的周长；

l为连通域长度；

a为连通域内像素点个数。

5 裂纹缺陷的识别研究

经过前期的图像预处理，图像分割和裂纹筛选等过程，完成了焊缝裂纹的缺陷提取。但在实验中发现，图像在缺陷提取中进行大量的数学运算必然存在信息的损失，并且在数字空间中进行的形态学变换运算与连续空间中的变换处理可能存在着某些图像边缘畸变现象，造成缺陷信息的损失。本文采用形态学修复的方法，先去除可能存在的噪声干扰，再利用区域生长的方法修复裂纹的边缘，使裂纹缺陷图像与焊缝裂纹原始样貌更为贴近，如图7所示。

最后将修复后的缺陷图像送入缺陷识别系统中，系统对焊缝的缺陷进行标记，并且在图像上对每个连通域用红色数字标注并显现出来。针对裂纹的缺陷特点，采用了8连通判别方法对图像中的连通域分配相应标号[8]，这种方法能将所有的缺陷用不同数标标记，并且能够记录下每条裂纹缺陷的所在位置信息，如图8所示。然后统计出每条裂纹相对长度，如表1所示，并进行在线记录存档。通过标记后的裂纹缺陷图像和相应信息表格使工作人员能够快速直观的识别裂纹缺陷、了解工件表面及近表面的缺陷状况，方便了数据的存储和记录，加快检测速度，提高工作效率。

本文研究的识别方法可以直接观测缺陷图像中裂纹形态，并对每条裂纹缺陷的状况和形态等的信息进行记录和存档，方便工作人员统计。

6 结论

本文针对焊缝裂纹缺陷尝试性开展了焊缝裂纹磁粉检测缺陷识别方法研究，得出了以下四个方面的结论：

1）建立了焊缝的磁痕图像采集系统，将焊缝上的磁痕转换为计算机识别的数字图像；

2）针对焊缝的磁痕模糊图像进行了复原研究，为后续的缺陷识别研究打下良好的基础；

3）提出了基于数学形态学的图像分割算法，采用类似形态学梯度的方法和ostu自适应阈值分割提取出焊缝上的裂纹缺陷。同时依据裂纹的缺陷形态特征，对焊缝裂纹缺陷图像进行了比对筛选；

4）采用了8连通判别方法对裂纹缺陷进行标记，记录下每条缺陷的所在位置信息，统计出每个连通域的长度等有效信息并进行在线记录存档。实现了焊缝裂纹缺陷的自动识别。

摘要：磁粉检测的评价依据是缺陷处形成的磁痕。目前的焊缝磁粉检测主要依靠人工目测,因此经常会出现漏检、误检等情况。提出了一种焊缝裂纹缺陷的磁粉检测识别方法。在实验室条件下,建立了焊缝的磁痕图像采集系统,应用现代图像处理技术,分别开展了焊缝的磁痕图像恢复、裂纹缺陷提取和缺陷的识别统计等方面研究,实现了焊缝裂纹缺陷的自动识别。

关键词：磁粉检测,焊缝,图像处理,裂纹提取,识别

参考文献

[1]刘宝君,汪洪九,曾琳.磁粉检测在压力容器检验中的运用特点分析[J].无损检测,2014,10(6):315-317.

[2]孙志勇.低温环境下球罐磁粉检测灵敏度的研究应用[J].石油化工设备,2009,S1:58-60.

[3]曹强.筒形零件内表面圆周方向缺陷的磁粉检测[J].无损检测,2015,07:85-88.

[4]贾宝华.运动模糊图像恢复算法的研究与实现[D].北方工业大学,2010.

[5]ALAKNANDA,ANAND R S,KUMAR P,et al.Flaw detection in radiographic weld images using morphological approach[J].NDT&E International,2006,39:29~33.

[6]L.Dragu,O.Csillik,C.Eisank et al.Automated parameterisation for multi-scale image segmentation on multiple layers[J].ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing,2014,88.

[7]李尧.系泊链全环磁粉自动检测装置设计[D].上海:上海交通大学,2010:2-10.

磁粉检测技术 篇11

压力容器的安全可靠性直接影响设备的安全运行, 从暴露的缺陷形式看, 压力容器部件多采用金属部件, 由于制造加工工艺及使用条件所决定, 其应力集中导致裂纹性缺陷, 大多萌生于部件的内外表面。《压力容器定期检验规则》第二十一条规定, 压力容器定期检验项目:以宏观检查壁厚测定, 表面检测安全附件检验为主, 必要时进行埋藏缺陷检测材料分析, 密封紧固件检验, 强度校核, 耐压试验、泄漏试验等项目铁磁性材料检测优先采用磁粉检测。

1 磁粉检测原理

磁粉检测是无损检测中的一种重要检测方法, 它的原理是被检材料被磁化后, 如果被检材料存在不连续或者缺陷, 在材料的表面就会出现漏磁声, 已知漏磁场能够吸附磁粉, 据此就可以发现漏磁场的存在, 也就实现了对压力容器的无损检测。

2 磁粉检测法优点及局限性

2.1 磁粉检测法的优点:

①缺陷的形状、位置、大小可以被直观的显示出来, 还能够大致确定其性质;②这种方法能够检测出最小长度为0.1mm宽度和微米级的裂纹, 具有很高的灵敏度;③没有受到试件大小和形状的制约;④该方法使用起来工艺简单, 污染少, 并且费用低廉, 检测速度快;⑤能够重复进行检测。

2.2 磁粉检测法的局限性:

①只能用于铁磁性材料;②只针对材料的表面和近表面的缺陷;③它会受到磁化方向的制约, 在缺陷方向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于200时, 是很难发现缺陷的;④它会受到几何形状的制约, 容易产生非相关显示;⑤如果工件表面有覆盖层, 可能会影响到磁粉的检测结果。

3 表面无损检测方法的比较

表面无损检测方法有很多种, 比如磁粉检测、渗透检测和涡流检测等, 但是这几种方法的原理和适用范围是不同的, 并且这几种方法都有自己的优点和局限性。因此无损检测人员在进行检测的时候, 必须先掌握这三种检测方法的优缺点, 然后根据被检测材料的实际情况, 最终选择出合理的检测方法。比如如果被检测材料是铁磁性材料, 且缺陷是在表面或近表面, 最好是选用磁粉检测方法, 但由于磁粉检测方法受到工件结构形状、材质等方面的制约, 不能采取该方法时, 可以选择用渗透检测或涡流检测。

4 磁粉检测方法的分类

磁化方法一般分为周向磁化、纵向磁化、和多向磁化。①周向磁化有通电法、中心导体法、偏置芯棒法、触头法等。用于发现与工件轴平行的纵向缺陷。②纵向磁化有线圈法、磁轭法、永久磁铁法。用于发现与工件相垂直的周向缺陷。③多向磁化有交叉磁轭法、交叉线圈法、直流磁轭与交流通电法等。因磁场的方向在工件上不断地变化着, 所以可发现工件是多个方向的缺陷。

5 实际检验中的应用

发现新产生的缺陷和监测原始缺陷在使用中的发展变化情况是磁粉检测在压力容器检测中的应用。而在用压力容器在制造和修理改造时存在的应力集中部位和长期工作在腐蚀介质环境下, 有可能发生应力腐蚀裂纹及承受交变载荷而产生的疲劳裂纹等危害性缺陷。在压力容器检测中, 主要是对焊缝及热影响区进行检测, 多采用交叉磁轭法和磁轭法。针对上述易产生危害性缺陷的压力容器, 在磁粉检测中应主要注意以下几方面。①对检测人员的要求:从事承压设备的原材料、零部件和焊接接头无损检测人员, 应该按照相关的规定要求得到相应的无损检测资格。无损检测人员取得的是什么等级的资格, 就只能是从事与该方法和等级相应的无损检测工作。表面磁粉检测虽然灵敏度高, 也并不是万能的, 能够把所有的缺陷都能检出来。如果操作不当, 反而会造成漏检, 给压力容器安全运行带来隐患, 同时, 检测人员的实践经验、操作技能和工作责任心都对检测结果有直接的影响。②制订检测工艺卡:检测前应根据受检工件的特点和通用工艺规程的要求, 编制工件的检测工艺卡。所有技术文件应齐全、正确, 并应是现行有效版次。经过技术负责人审核后进行实施。磁粉检测工艺卡对磁粉检测质量控制有着重要作用, 是“人、机、料、法、环”各项中不可缺失的重要环节。正确地编制磁粉检测工艺并在检测中过程中准确地实施, 是保证磁粉检测质量的重要因素。是一种针对特定检测对象实施检测的作业文件。③检测面的准备:因为磁粉检测用于容器对接接头的表面和近表面缺陷进行检测, 工件表面粗糙度、氧化皮、油污、铁锈等对磁粉检测灵敏度都有一定影响, 会增加磁粉的流动阻力, 影响缺陷处漏磁场对磁粉的吸附, 使检测灵敏度下降。所以工件表面状态对于磁粉的操作和检测灵敏度均有很大的影响。故磁粉检测前, 应清除表面的油污、铁锈、氧化皮、油漆等保护层, 露出本体金属光泽。④磁悬液选用与配制:磁粉分为荧光磁粉和非荧光磁粉, 常用的磁悬液有水磁悬液和油磁悬液两种, 不同的组合对待不同压力容器检测, 则灵敏度会有所差异。碳钢和低合金钢制压力容器的外表面检测和禁油场区, 宜选用非荧光水磁悬液。水悬液流动性好, 有利于磁粉迁移, 在充分润湿工件表面, 无水断表面情况下, 检测灵敏度较高。是在用压力容器检测常用的一种磁悬液。如果制造时采用高强度钢以及对裂纹敏感的材料, 或长期工作在腐蚀介质环璋下有可能发生应力腐蚀裂纹的容器, 它的内壁在进行检测时应采取荧光磁粉检测方法。因为在黑光照射下荧光磁粉会发生黄绿色荧光, 与工件表面颜色的对比度也高, 适用于任何颜色的受检表面, 容易观察, 因而检测灵敏度高。磁悬液浓度的配制对磁粉检测的灵敏度影响很大, 它的浓度太低或者太高都会直接的影响到磁粉检测的灵敏度, 导致缺陷漏检等, 所以正确选用和配制磁悬液, 是整个检测过程中的一个重要环节。⑤探伤操作方法与质量控制;任何探伤操作方法都是在以工件得到有效磁化的同时, 获得较好的磁痕显示为目的。用交叉磁轭法和磁轭法探伤要达到这个目的, 必须对磁轭的提升力、磁极与被检表面的接触间隙、磁轭在工件的行走速度、磁粉施加时机及被检表面可见度等要点进行全过程的质量控制。严格按照检测工艺卡要求进行操作。⑥磁痕显示与观察:磁粉探伤的判伤关键就在于分辨磁痕的成因。分析磁痕显示的形成原因及分类, 有时会把相关显示误判成非相关显示或伪显示, 就会出现漏检现象, 可能会造成很大的隐患。但是如果能够准确的进行磁痕分析就可以避免误判, 并且一旦磁痕形成就应该立即对磁痕进行观察。若磁粉不是荧光的, 必须在有光的地方进行检测, 并且被检表面的可见光照度不能小于1000lx;检测现场的可见光照度必须大于等于500lx。若磁粉是荧光的, 应该在暗黑区进行检测, 并且要求被检表面的黑光辐照度不能小于1000μW/cm2, 暗处可见光照度应小于等于20lx。

现阶段, 我国在磁粉检测的基本理论研究已经比较成熟, 相关技术也取得了较大的发展, 对无损检测人员的培训和资格鉴定也比较重视, 未来磁粉检测一定会得到广泛的应用。

总结评价磁粉检测三十年来的进展, 是为了从中获取宝贵的经验与教训以促进以后磁粉检测工作的开展, 未来磁粉检测技术的进步, 有助于我们每位磁粉从业者今后的贡献。

摘要：本文主要是从磁粉检测的原理、优缺点、分类, 以及与其他表面无损检测方法的比较等方面, 分析了磁粉检测在压力容器检验中的应用。

关键词：压力容器,无损检测,磁粉检测,应用

参考文献

[1]NDT全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材.磁粉检测.

[2]JB/T4730.1-6-2005, 承压设备无损检测[S].