磁粉檢測的可靠性

劉金龍

摘 要：介紹表面缺陷探傷原理，對影響磁粉檢測可靠性的因素進行分析，為提高磁粉檢測檢測質(zhì)量，操作過程中需要綜合考慮這些因素，以便于使零件表面缺陷磁化形成的磁痕能清晰地顯示出來且能被準(zhǔn)確地予以判斷，提高表面缺陷檢測的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：磁粉檢測 裂紋

1、 前言

目前為止，磁粉檢測仍然被認(rèn)為是表面裂紋檢測最靈敏的方法之一，尤其是在表面不平或表面不規(guī)則性與裂紋相比大得多的情況下，磁粉檢測通常被考慮為表面裂紋檢測最好的方法。在檢測過程中，影響磁粉檢測可靠性的因素很多，本文就各種因素逐個進行分析，以便提高表面缺陷的磁粉檢測質(zhì)量。

2、 影響磁粉檢測可靠性的因素

2.1外加磁場強度的影響

缺陷的漏磁場大小與零件的磁化程度有關(guān)，一般來說，外加磁場強度一定要大于產(chǎn)生最大磁導(dǎo)率μm對應(yīng)的磁場強度Hμm，從而使磁導(dǎo)率減小，磁阻增大，漏磁場增大，檢測的可靠性增大。當(dāng)鐵磁性零件的磁感應(yīng)強度達到飽和值的80%左右時，漏磁場會迅速增大，保證磁粉檢測的靈敏度和可靠性。

2.2漏磁場的影響

吸附磁痕能力的大小同漏磁場的大小息息相關(guān)。由于真實的缺陷具有復(fù)雜的幾何形狀，準(zhǔn)確計算漏磁場的大小是難以實現(xiàn)的，測量又受到客觀條件的限制，因此，對影響漏磁場的因素只能定性地加以討論。

2.2.1位置及形狀的影響

2.2.1.1缺陷埋藏深度的影響

缺陷埋藏深度對漏磁場會產(chǎn)生很大的影響。同樣的缺陷，位于零件表面時，產(chǎn)生的漏磁場大；位于零件近表面時，產(chǎn)生的漏磁場顯著變??；位于零件深處時，則幾乎沒有漏磁場漏出零件表面。因此，隨著缺陷遠離零件表面距離的增加，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.1.2缺陷方向的影響

當(dāng)缺陷與零件表面垂直時，漏磁場最大；與零件表面平行時，則幾乎不產(chǎn)生漏磁場；當(dāng)缺陷與零件表面由垂直逐漸傾斜成某一角度而最終變?yōu)槠叫袝r，漏磁場也由最大下降為接近零，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.2零件表面覆蓋層的影響

零件表面覆蓋層愈厚，漏磁場愈小，磁粉檢測可靠性愈小。

2.2.3材料及熱處理狀態(tài)的影響

2.2.3.1晶體結(jié)構(gòu)的影響

鐵素體和馬氏體具有鐵磁性，滲碳體呈弱磁性，珠光體時鐵素體和滲碳體的混合物，具有一定的磁性，奧氏體不呈現(xiàn)磁性，因此，隨著材料鐵磁性的逐漸減少，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.2硬度的影響

材料硬度增大，矯頑力增大，漏磁場也增大；矯頑力減小，硬度減小，漏磁場也減小，因此，隨著材料硬度的逐漸減小，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.3含碳量的影響

隨著材料含碳量的逐漸增大，矯頑力幾乎呈線性增大，最大磁導(dǎo)率μm則隨著材料含碳量的逐漸增大而下降，漏磁場也增大；隨著材料含碳量的逐漸減小，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.4熱處理的影響

材料退火與正火狀態(tài)時，其磁性差別不是很大，而回火與淬火狀態(tài)的差別較大，淬火可以提高材料的矯頑力和剩磁，使漏磁場增大，但淬火后隨著回火溫度的升高，材料變軟，矯頑力降低，漏磁場也減小，磁粉檢測的可靠性逐漸降低。

2.2.3.5合金元素的影響

隨著合金元素的加入，材料硬度增大，矯頑力增大，漏磁場也增大，磁粉檢測的可靠性變好。

2.2.3.6冷加工的影響

隨著壓縮變形的增加，矯頑力增大，漏磁場也增大，磁粉檢測的可靠性變好。

2.3磁粉的影響

磁粉作為顯示缺陷的手段，其質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響檢測結(jié)果。磁粉應(yīng)具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力及低剩磁，磁粉粒度應(yīng)適中。理想的磁粉應(yīng)由一定比例的條形、球形和其它形狀的磁粉混合使用。

2.4磁懸液濃度

磁懸液應(yīng)保持一定的磁粉量，最佳濃度為0.15—0.35ml/100ml，這樣能保證具有足夠的磁粉流過零件的缺陷部位，同時也能保證清洗的襯底。濃度過低，則零件表面缺陷部位的磁粉量偏少，磁痕顯示不清晰；濃度過高，則零件的表面缺陷部位的襯底過濃，磁痕顯示也不明顯。

2.5零件表面的狀況

零件的表面粗糙、凹凸不平或者有油污、銹蝕、毛刺等贓物，均會影響磁粉的移動，降低缺陷漏磁場對磁粉顆粒的吸附，同時也可能造成假磁痕太多，影響檢測靈敏度。

2.6磁化規(guī)范的影響

對零件的磁化規(guī)范是否合理，直接影響到表面缺陷檢測的靈敏度。如果磁化不充分，零件表面的細小缺陷（如磨削裂紋、疲勞裂紋）不能清晰地顯示出來；磁化過強，則可能出現(xiàn)大面積的亮區(qū)和假象。在檢測時，將零件磁化到飽和或者近飽和狀態(tài)，使零件達到充分磁化，可以得到較高的靈敏度。

2.7檢驗員對可靠性的影響

磁粉檢測作為特種工藝，人員不可避免地發(fā)揮重要的作用。檢驗員在零件預(yù)驗收過程中，必須要確保零件表面無油污、氧化皮、刀痕、銹蝕、毛刺等干擾物，否則在評定缺陷時產(chǎn)生干擾。在檢測過程中，如發(fā)現(xiàn)可疑的磁痕顯示，無法判斷是否是由缺陷造成，此時，檢驗員必須要對零件進行退磁，重新磁痕、施加磁懸液，觀察可疑顯示是否再次出現(xiàn)，如果出現(xiàn)，則說明由缺陷引起，不出現(xiàn)則說明由假顯示造成。必要時，檢驗員還要使用剩磁法進行驗證，以及在白光下進行目視驗證。

3、 解決措施

由以上分析可知，要提高磁粉檢測的可靠性，需要做好以下幾點：

1）選擇性能良好的磁粉；

2）每班對磁懸液濃度、污染情況進行測定，控制好系統(tǒng)靈敏度；

3）合理安排磁粉檢測工序，一般安排在焊接、磨削等機加工之后，表面處理之前；

4）嚴(yán)格磁化規(guī)范，對于檢測低磁導(dǎo)率材料的零件，必須使用嚴(yán)格規(guī)范；

5）加強檢驗員培訓(xùn)，既要提高人員的技能水平，又要提高人員的責(zé)任心。

參考文獻

1.國防科技工業(yè)無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證培訓(xùn)教材編審委員會編.磁粉檢測：第1版.北京：機械工業(yè)出版社，2007