淺談磁粉探傷檢測方法的發(fā)展

趙磊 叢林永

摘 要：我國近些年在磁粉探傷檢測基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)研究、設(shè)備與器材研制、標(biāo)準(zhǔn)化等工作上均取得了顯著成果，檢測技術(shù)在工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用中獲得充分應(yīng)用，磁粉探傷檢測方法也在不斷革新。本文首先介紹了磁粉探傷的相關(guān)內(nèi)容，包括磁粉探傷的基本內(nèi)涵和原理；接著重點闡述了目前磁粉探傷檢測方法，分別介紹了周向磁化檢測法和縱向磁化檢測法；最后分析了未來磁粉探傷技術(shù)發(fā)展的最終方向應(yīng)該是全自動熒光磁粉探傷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：磁粉探傷；方法；發(fā)展

1 磁粉探傷檢測概述

磁粉探傷檢測是對磁性材料表面或近表面的損傷進(jìn)行探測的一種無損檢測方法，通常檢測的零件為耐壓容器件、焊接件、返修件和半成品。隨著對檢測精度要求的提高，磁粉檢測設(shè)備也隨之不斷的發(fā)展，檢測靈敏度和可靠性都相應(yīng)的有了提升。國家的相關(guān)學(xué)者對磁粉探傷理論的研究也在不斷完善，加之國家對相關(guān)檢測人員的重視，共同促進(jìn)了我國磁粉探傷檢測技術(shù)的發(fā)展。磁粉探傷檢測是無損檢測中使用廣泛的一種方法，該方法的適用范圍廣泛，而且該方法可以檢測出缺陷產(chǎn)生的大體原因，如裂紋、夾渣、白點、氣孔、未焊接等缺陷，方便檢測人員及時做后續(xù)處理。

磁粉探傷原理是首先將被檢測材料通過磁粉探傷機(jī)磁化，然后材料表面吸附的磁粉會按照一定的規(guī)律排列，可以通過肉眼直接觀察，我們稱之為磁痕。磁痕如果出現(xiàn)畸變，則表示該處存在著缺陷，通過觀察可確定出缺陷的位置、形狀、大小，并能根據(jù)具體的磁痕規(guī)律判斷缺陷產(chǎn)生的原因。該方法檢測結(jié)果直觀，檢測靈敏度高，且適用于各種形狀的磁性工件的檢測，不足之處在于該方法僅限于檢測磁性材料，而且只能檢測工件表面的缺陷情況。

2 常用磁粉探傷檢測方法

2.1 周向磁化檢測

周向磁化檢測是指磁化產(chǎn)生的磁力線方向與磁化電流方向垂直，并垂直于工件縱向分布，磁場方向符合右手定則。這種磁化可檢測出與工件軸線基本平行的縱向存在的缺陷。周向磁化檢測時首先將試件按規(guī)定夾持在探傷機(jī)兩夾頭上，逐漸增大磁化電流，觀察磁粉探傷機(jī)周向磁化電流的指示值，應(yīng)能達(dá)到規(guī)定的電流值。利用相應(yīng)規(guī)格的電流互感器或分流器，將對應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)電流表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表接入磁粉探傷機(jī)磁化電流的輸出端。調(diào)整磁化電流，在磁粉探傷機(jī)的周向磁化電流指示表的30%、60%和100%三點記錄標(biāo)準(zhǔn)電流表的指示值，得到與磁粉探傷機(jī)電流表讀數(shù)相對應(yīng)的測量值，重復(fù)測量3次。并根據(jù)得到的數(shù)據(jù)及以上分析的測試信號在系統(tǒng)中的傳送過程來判斷發(fā)生故障的部分。

通常情況下，一個工件所有的工位在檢測時使用相同大小的電流進(jìn)行采樣，信號被傳到計算機(jī)以后程序員會根據(jù)工件的具體參數(shù)對所得信號進(jìn)行修正，這樣就可以使整個工件在同一個標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行比較。如果修正后出現(xiàn)大部分工位顯示不正常的現(xiàn)象，則可能是因為修正過程出現(xiàn)了偏差，需要對原始信號重新修正。另一方面，如果標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)與采樣表值出入較大，則采樣表可能出現(xiàn)不正常工作現(xiàn)象，需考慮更換采樣表后重新檢測。

2.2 縱向磁化檢測

縱向磁化檢測是指工件中產(chǎn)生的感應(yīng)磁場方向與工件軸線平行的磁化方法。該磁化法主要檢測工件表面或近表面的橫向缺陷，即與工件軸線方向相垂直或成某角度的缺陷?？v向磁化電流的檢測方法同周向磁化電流的檢測相同，但隨磁化線圈的形狀、放置位置等因素變化，原則上要求略高于周向磁化的磁場強(qiáng)度，以安匝數(shù)計。相對誤差計算方法同周向磁化電流的相對誤差計算方法相同。3 磁粉探傷檢測發(fā)展方向

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國已經(jīng)形成了由便攜式磁軛探傷裝置、移動式磁粉探傷裝置、固定式磁粉探傷機(jī)、專用及半自動化磁粉探傷機(jī)構(gòu)成的磁粉檢測設(shè)備系列，部分產(chǎn)品的性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國固定式磁粉探傷機(jī)的種類較多，如CJW交流型系列、CEW交直流型系列、CXW復(fù)合磁化型系列、CZQ直流探傷-超低頻退磁型系列以及CDG多功能型系列等，可滿足各種中小型零件的磁粉檢測需求。專用及半自動化磁粉探傷機(jī)發(fā)展迅速，數(shù)十個種類產(chǎn)品已面市，如螺栓磁粉探傷機(jī)、管端熒光磁粉探傷機(jī)、齒輪磁粉探傷機(jī)和軸頸磁粉探傷機(jī)等，滿足了特定工件大批量生產(chǎn)時的半自動化檢測需求。我國研制的高靈敏度熒光磁粉、油基載液以及缺陷顯示膜等具有國際先進(jìn)水平。自行研制的特斯拉計（CT，HT102及TYU-2000H）、JXC袖珍式磁強(qiáng)計、ST白光照度計、UV-A輻射照度計、磁粉性能測定裝置、標(biāo)準(zhǔn)試片（A，C，D型）和標(biāo)準(zhǔn)試塊（B，E型）等輔助器材的性能與國外同類產(chǎn)品的水平相當(dāng)。

磁粉探傷技術(shù)發(fā)展的最終方向應(yīng)該是全自動熒光磁粉探傷技術(shù)。該技術(shù)是在現(xiàn)代CCD攝像機(jī)和光學(xué)掃描等相關(guān)技術(shù)水平發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，該技術(shù)利用熒光磁粉成像實現(xiàn)全自動探測，代替了人眼觀察，從而可以減少人為過失造成的漏洞。該項技術(shù)研發(fā)的核心是圖像的采集和處理，如今還面臨著成像灰度不均、非平面工件成像、偽裂紋信號、紫外照明亮度隨時間衰減及熒光磁粉磁懸液濃度的一致性及均勻性、運動模糊、有效成像區(qū)域的選擇、算法的穩(wěn)定性以及實時性等問題。目前的研究的重點是在缺陷的識別和原因判斷方面，在未來的發(fā)展還有一段路要走。

4 結(jié)束語

幾十年來，特別是近30年來，我國磁粉、滲透檢測技術(shù)獲得了快速的發(fā)展，全自動熒光磁粉探傷技術(shù)也在研發(fā)當(dāng)中，總結(jié)過去，展望未來，有必要開展以下幾個方面的工作：

一是實現(xiàn)多種技術(shù)的融合，提高技術(shù)的能力。如采用超聲波振動-PT技術(shù)，增加滲透劑的滲透能力，提高PT檢測靈敏度和檢測速度；采用遙控機(jī)器人-PT技術(shù)，實行遠(yuǎn)距離PT檢測，完成核反應(yīng)系統(tǒng)等特殊條件的內(nèi)部表面檢測任務(wù)；采用MT/PT-內(nèi)窺鏡技術(shù)，完成深孔、腔內(nèi)壁檢測等。

二是充分利用數(shù)字化技術(shù)，進(jìn)一步提高自動化水平。

三是開展微缺陷檢測技術(shù)研究，提高檢測靈敏度。

高推重比航空發(fā)動機(jī)等高端產(chǎn)品對零件表面的質(zhì)量要求十分苛求，如要求發(fā)現(xiàn)陶瓷零件表面15μm的缺陷，飛機(jī)全壽命設(shè)計也要求發(fā)現(xiàn)盡可能小的萌生缺陷。因此，現(xiàn)階段所采用的磁粉與滲透劑已不能勝任如此微小缺陷的檢測工作，應(yīng)盡快開發(fā)納米級材料，并開展相應(yīng)的檢測技術(shù)研究。未來表面檢測技術(shù)水平的提高，有賴于新技術(shù)的突破。唯有創(chuàng)新，才能實現(xiàn)我國從無損檢測大國到無損檢測強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。