磁粉检测原理及应用

宋鹏

【摘要】磁粉检测的基础是不连续性处漏磁场与磁粉的磁相互作用，对铁磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的检测灵敏度，已发展成为一种成熟的无损检测方法。本文对接焊缝试板磁粉检测实际操作过程举例，更方便读者深刻的了解磁粉检测。

【关键词】磁粉检测；检测程序；试片；验收等级

从20世纪50年代初开始。我国先后引进前苏联、欧美等国家的磁粉检测技术，制定出了我国的标准规范，还研发了新工艺和新设备材料，使我国磁粉检测从无到有，得到了快速发展。磁粉检测已发展成为一种成熟的无损检测方法。

磁粉检测对铁磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的检测灵敏度，可发现微米级宽度的小缺陷，所以对于铁磁性材料，为检测表面或近表面缺陷，应优先采用磁粉检测方法。

1、磁粉检测的原理

铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示不连续性的位置、大小和严重程度。磁粉检测的基础是不连续性处漏磁场与磁粉的磁相互作用。

2、磁粉检测的适用范围

2.1 适用于检测铁磁性材料，不适用非磁性材料。

2.2 适用于检测工件表面和近表面的裂纹、白点、发纹、折叠、疏松、冷隔、气孔和夹杂等缺陷，但不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁力线方向夹角30°的缺陷。

3、磁粉检测的七个程序

1）预处理；2）磁化；3）施加磁粉或磁悬液；4）磁痕的观察与记录；5）缺陷评级；6）退磁；7）后处理。

4、对接焊缝试板磁粉检测实际操作过程举例（磁轭法）

4.1用黑磁膏配置磁悬液，先按说明书向喷壶中加入一定数量的磁膏，再放入适量的水，然后充分搅拌均匀。

4.2预处理，可采用砂轮打磨和有溶剂清洗的方法去除试件表面油污、铁锈和氧化皮。将试件焊缝及热影响区等受检区域及相邻至少25mm范围内均清理干净，不能存在影响检测的污染。

4.3综合性能鉴定，采用磁轭法对试件进行磁化，提升力是否达标，达标后，将灵敏度试片放在磁化区域边缘进行磁化，同时施加磁悬液，检查灵敏度试片的显示情况，以此确定磁粉检测的综合性能指标。

4.4检测实施，采用喷洒的方式施加磁悬液，保证磁悬液有一定的流动性，注意喷洒操作不能掩盖缺陷显示。为了检出各个方向的缺陷，必须在同一部位至少做两次相互垂直的磁化。

4.5磁痕的观察与记录，在白光下观察，要保证试件表面的光照度达到标准要求，采用规定的方法对缺陷进行记录。按标准要求对试件进行评定和分级。

4.6退磁和后处理，建筑类磁粉检测一般不用退磁，检测后残留的磁粉要去除，保证检测面对以后的使用没有影响。

5、试片的选用原则

根据工件被检表面的大小、形状和有效磁场强度，选取合适的试片。被检表面较大的可选用A型试片；被检表面较小或弯曲的课选用C型试片或D型试片。对系统灵敏度要求较高的可选用高、中灵敏度试片；对系统灵敏度要求较低的可选用低、中灵敏度试片。

6、评级

6.1缺陷显示：线状显示为长度大于3倍宽度的显示。非线性显示为长度小于或等于3倍宽度的显示。

6.2验收等级

6.2.1检测表面的宽度应包括焊缝金属和每侧各10mm距离的邻近母材金属。

6.2.2对缺欠所规定的验收等级相当于评定等级，不应考虑低于该水平显示，通常，可接受的显示不做记录。

6.2.3当所期望的较高检测极限，因现有焊缝表面状况而达不到工作要求时，可通过局部打磨来改善全部或局部的检测表面等级。

备注：验收等级2和3可规定用一个后缀“X”，表示所检测出的所有线状显示应按1级进行评定，但对于小于原验收等级所表示的显示，其可探测性可能偏低。

6.2.4 群显示相邻且间距小于其中较小显示主轴尺寸的显示，应作为单个的连续显示评定。群显示应按应用标准评定。

6.2.5 应用规范不同有不同的等级划分，NB/T47013.4-2015磁痕的分类处理与质量分级里，长度小于0.5mm的磁痕不计，两条或两条以上缺陷在同一直线上且间距不大于2mm时，按一条磁痕处理，其长度为两条磁痕之和再加间距。缺陷磁痕长轴方向与工件（轴类或管类）轴线或母线的夹角大于或等于30°时，按横向缺陷处理：其他按纵向缺陷处理。不允许有任何裂纹显示；紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。

7、磁粉设备分类

按设备的可移动性分为固定式、移动式、携带式；按设备的组合方式分为一体型、分立型；磁化方向分为周向磁化、纵向磁化、多向磁化。每种方法都有它得优缺点，作为检测人员要选用正确的设备来检测。

对于检测磁粉，主要是荧光磁粉和非荧光磁粉，磁悬液的配方，还有反差增强剂的应用。如用荧光磁粉，还要配备黑光灯，现在很多设备黑光灯与磁轭为一体，方便检测。

检测表面粗糙，凹凸不平，磁粉颜色与工件颜色对比度很低时，在施加磁悬液前，在表面先涂上一层白色薄膜（反差增强剂），干燥后再喷洒磁悬液检测，其磁痕会清洗可见，但要熟练运用，涂量适中。涂量太薄会被磁悬液冲淡变得模糊，更难以辨别缺陷，涂量过厚，使检测灵敏度降低，不便清除处理。

结语：

对于现场检测要有一定的经验，判断出伪缺陷和非相关显示，正确按照每一检测程序准备及检测，按适用的验收等级评级，编写工艺规程和操作规程，才能成为一名优秀的无损检测人员。

参考文献：

[1]GB/T26951-2011焊縫无损检测磁粉检测[S].北京：中国标准出版社，2011.

[2]GB/T26952-2011焊缝无损检测焊缝磁粉检测验收等级[S].北京：中国标准出版社，2011.

[3]NB/T47013.4-2015承压设备无损检测第4部分：磁粉检测[S].北京：国家能源局，2015.