磁粉檢測系學習第四章——磁粉檢測器材
閱讀：230發布時間：2022-2-7
磁粉檢測是用目視方法來觀察工件上面的缺陷顯示的。而缺陷是磁化后鐵磁性材料表面和近表面的漏磁場吸附磁粉來表現的。也就是說，檢測效果是用磁粉在漏磁場處的堆積形成的圖象來表示的。因此，對檢測過程中使用的磁粉、載液、磁懸液等檢測介質必須加以正確選擇。同時對介質施加的方法、觀察介質的條件也應該進行控制。磁粉檢測用的材料通常又叫做檢測介質，常用的介質包括磁粉、載液、水基磁懸液、油基磁懸液、反差增強劑等，在一些地方還用到硅橡膠液及其它特殊介質。其中，磁粉和載液是最重要的兩種介質。
磁粉
1、 磁粉介紹
磁粉是一種粉末狀的鐵磁性物質，有一定的大小、形狀、顏色和較高的磁性。它能夠反映出工件材料不連續的情況，并能清晰直觀地顯示出缺陷的大小和位置。磁粉質量的優劣直接影響檢測效果，應正確地選擇和使用磁粉，才能保證檢測工作的質量。磁粉檢測使用的磁粉有許多種類，按磁痕觀察方式，分為非熒光磁粉和熒光磁粉；按磁粉的施加方式，分為濕法用磁粉、干法用磁粉以及特種磁粉。
熒光磁粉
熒光磁粉是以磁性氧化鐵粉、工業純鐵粉、粉等為核心，外面包覆上一層熒光染料而制成的。熒光磁粉的光學性能遠勝于非熒光磁粉。因為在紫外光照射下，它能發出波長為510～550nm為人眼接受的最敏感的鮮明的黃綠色熒光，與工件表面顏色形成很高的對比度。由于熒光磁粉在紫外光激發下呈黃綠色熒光，色澤鮮明，容易觀察，可見度和對比度均好，適用于任何顏色的受檢表面。使用熒光磁粉，能提高檢驗速度，有效地降低漏檢率。但熒光磁粉一般只用于濕法。
非熒光磁粉
非熒光磁粉又叫彩色磁粉或著色磁粉，是一種在白光下能觀察到磁痕的磁粉，常見的顏色為黑色、紅褐色以及其它顏色。通常采用的是四氧化三鐵（Fe3O4）和γ三氧化二鐵（Fe2O3）的粉末。這兩種磁粉既適用于干法，也適用于濕法。以工業純鐵粉，或γ- Fe2O3或Fe3O4為原料，使用粘合劑使顏料或涂料包覆在粉末上制成的白色或其它顏色的非熒光磁粉，一般只用于干法。
特種磁粉
特種磁粉是指有特殊用途或用于特別環境的磁粉。如JCM系列空心球形磁粉，其采用與普通磁粉*不同的液化成形工藝制成，粉粒直徑為10~130μm。空心球形磁粉是鐵鉻鋁的氧化物，具有良好的移動性和分散性，能不斷跳躍著向漏磁場處聚集，探傷靈敏度高，高溫不氧化，在400℃下仍能使用，可在高溫條件下和高溫部件的焊接過程中進行磁粉探傷。空心球形磁粉只用于干法。另外在純鐵中添加鉻、鋁和硅制成的磁粉，也可用于300~400℃高溫焊縫的檢查。特種磁粉一般都是非熒光磁粉。
2、 磁粉性能
磁粉的性能主要由磁性、粒度、形狀、流動性、密度、識別度等組成。對于熒光磁粉，還包括磁粉與熒光染料包覆層的剝離度。
磁特性
磁粉被磁場吸引的能力叫磁粉的磁性，它直接影響缺陷處磁痕的形成。在磁粉檢測中，磁粉的磁性應當具有高的磁導率、極低的剩磁和矯頑力。具有上述性能的磁粉，才能保證在微弱磁場作用下被吸引，并能保證探傷中磁粉的移動性。如果矯頑力過高或剩磁過大，磁粉在強烈地磁化后會因磁粉剩磁間的吸引而聚集成大的磁粉團，形成工件表面背景對比度變差及粘附在磁懸液槽、管等處造成磁粉損失及阻塞管道油路等
粒度
磁粉顆粒的尺寸大小為粒度。粒度大小影響磁粉在磁懸液中懸浮性和缺陷處漏磁場對磁粉顆粒的吸附能力。選擇粒度時應考慮缺陷的性質、尺寸、埋藏深度及磁粉的施加方式。一般說來，檢驗暴露于工件表面的缺陷時,宜用粒度細的磁粉；檢驗表面下的缺陷宜用較粗的磁粉,因為粗磁粉的磁導率較細磁粉高。檢驗小缺陷宜用粒度細的磁粉,細磁粉可使缺陷的磁痕線條清晰,定位準確；檢驗大的缺陷要用較粗的磁粉,粗磁粉可跨接大的缺陷。通常,濕法用的磁粉粒度要求在1.5～40μm之間,干法用磁粉一般大于40μm,不超過150μm,空心球形磁粉粉粒直徑一般為10～130μm。探傷中根據情況使用不同粒度的混合磁粉,以保證磁粉的移動性和大小不同的缺陷顯示。
形狀
磁粉有各種各樣的形狀,如條形（長錐形）、橢圓形、球形或其它不規則形狀。一般說來,條狀的磁粉在漏磁場中易于磁化形成磁極，容易在缺陷處聚集。但條狀磁粉的自由移動性很差,與球狀顆粒的磁粉按一定比例混合施用。因為球形磁粉缺乏形成和保持磁極的傾向,移動性較好。當混合使用時,容易跨接漏磁場,形成明顯的磁痕。
流動性
磁粉在受檢工件表面流動時所受的阻力大小。因漏磁場強度小,為了能有效地檢測出缺陷，磁粉必須能在受檢工件表面自由地流動，稱為流動性。在濕法檢測中，是利用磁懸液的流動來帶動磁粉向漏磁場處流動；在干法檢測中，是利用微風吹動磁粉流向漏磁場處；利用交流電方向不斷變化而產生的磁場方向不斷變化，或單相半波整流電產生的磁場強烈脈動性來攪動磁粉，促使磁粉流動。
密度
密度大的磁粉難于被弱的磁場吸住，而且在磁懸液中的懸浮性差，沉淀速度快，降低了探傷的靈敏度。一般濕法用的氧化鐵磁粉密度約為4.5g/cm3, 空心球形磁粉密度約為0.7～2.3g/cm3。
識別度
識別度是指磁粉的光學性能，包括磁粉的顏色、熒光亮度和與工件表面顏色的對比度。對于非熒光磁粉，磁粉相對于工件的顏色對比越明顯越好.以有利于提高缺陷鑒別率。對于熒光磁粉,在紫外光下觀察時,工件表面呈暗紫色,只有微弱的可見光本底。而磁痕則呈黃綠色,能提供的對比度和亮度。 因此它適用于不帶熒光背景的任何顏色的工件。
載液
載液是用來分散磁粉的，又叫做磁粉分散劑。它的主要作用是讓磁粉均勻地分散懸浮在液體中，并能夠很好地在工件表面上分布。載液用于濕法檢驗，常用的有油基載液和水基載液兩種
油基載液
油基載液通常用輕質石油蒸餾物（如煤油等）制成。油基載液具有較好的磁粉分散性和防銹性，通常用于多次使用的磁懸液循環系統。如用于批量檢查制品的床式設備中。為了保證使用的安全和載液在試件表面的迅速分散，載液用油應當具有高閃點(一般應不低于94℃)、低粘度(在38℃時,運動粘度應不大于3.0 mm2/s；在使用溫度下應不大于5.0 mm2/s)和無臭味；對于熒光磁粉使用的載液，應無熒光、顆粒物小、總酸值低、無氣味、無毒性。
水基載液
用水做載液，可降低成本、無著火的危險，且水粘度小、來源廣。由于普通的水對鋼鐵的潤濕作用和對磁粉的分散作用較差，水載液中須添加潤濕劑，防銹劑和消泡劑等。任何一種干凈的水均可用來配制水磁懸液，但須按ISO 4316或等效標準測定水基載液的PH值，一般應控制在8～10之間。
磁懸液
磁懸液是磁粉與載液按一定比例的混合物，其主要分為水基磁懸液和油基磁懸液或有機磁懸液等。它的濃度、污染等技術指標直接影響了缺陷的顯示效果。磁懸液的濃度是指每升液體中的磁粉含量。磁懸液的濃度對缺陷顯示的靈敏度有很大的影響，濃度不同，其檢驗靈敏度也不相同。濃度太低，影響漏磁場對磁粉的吸附量，磁痕不清晰會使小缺陷漏檢。濃度太高，會使襯度變壞，在工件表面粘附過量的磁粉，干擾缺陷的顯示。磁懸液濃度的選用應根據磁粉的種類和受檢工件表面的狀態及檢驗靈敏度要求諸因素進行確定。在對磁懸液濃度進行選擇時：工件表面粗糙度較小，可選用載液粘度大些，濃度高些；對粗糙度的工件，可選用載液粘度小些，濃度低些；細牙螺紋工件，推薦采用熒光磁粉，磁懸液濃度0.5g/l；橡膠鑄型法，非熒光磁粉懸液濃度推薦為4-10g/l。
對磁懸液濃度的測定通常采用沉淀法測定磁懸液的沉淀濃度,來判定磁懸液的濃度是否足夠，滄州歐譜沉淀濃度是指使用中的磁懸液在特制的磁粉沉淀管中磁粉沉淀的固體物質與磁懸液的體積比。JB/T47013.4-2005中對磁懸液濃度要求如表1。
沉淀法
反差增強劑
反差增強劑是檢測使用的輔助材料。在檢查表面粗糙的焊縫及鑄鋼件等時，由于工件表面凹凸不平、顏色發黑等原因，缺陷磁痕與工件表面顏色對比度很低，缺陷難以檢出，易造成漏檢。為了提高缺陷磁痕與工件表面顏色的對比度，檢測前可在工件表面上先涂一層白色薄膜，厚度約為25～45 μm，干燥后再磁化工件，磁痕就會清晰可見。這一層白色薄膜就叫做反差增強劑。
標準試片和標準試塊
標準缺陷試片又叫做靈敏度試片。它是在低碳純鐵薄片上進行單面刻槽作為人工缺陷，制成的刻槽多數是在試片的深度方向為U形槽或近似U形，外形為圓、十字線、直線等。他主要用于：檢驗磁粉探傷設備，磁粉和磁懸液的綜合性能（系統靈敏度）；檢測被檢工件表面的磁場方向，有效磁化范圍和大致的有效磁場強度；考察所用的探傷工藝規程和操作方法是否妥當；當無法計算復雜工件的磁化規范時，將小而柔軟的試片貼在復雜工件的不同部位，可大致確定較理想的磁化規范。常用的標準試片如下表所示。
其中A型試片，適用于在較寬大或平整的被檢表面上使用；C型和D型試片，適用于在較窄小或彎曲的被檢表面上使用。高靈敏度的試片，用于驗證要求有較高檢測靈敏度的磁粉檢測綜合性能；低靈敏度的試片，用于驗證要求較低檢測靈敏度的磁粉檢測綜合性能。標準試片一般常用于連續法而不用于剩磁法。
標準試塊是按一定規格，在距表面不同深度處分布不同孔徑（或寬度）的人工孔（或槽）的長方形或圓柱形試件。用于檢驗磁粉探傷設備，磁粉和磁懸液的綜合性能（系統靈敏度）和考察所用的探傷實驗條件和操作方法是否恰當。常用的標準試塊有：B型試塊又叫直流環形標準試塊或Betz環，用于驗證磁化電流為直流電或三相全波整流電的磁粉檢測綜合性能；E型試塊用于驗證磁化電流為交流電或單相單波整流電的磁粉檢測的綜合性能；磁場指示器又稱八角試塊, 它的用途與A型試片基本相同,但比試片經久耐用,操作簡便；1型參考試塊為GB/T 15822標準推薦采用的試塊，也是歐洲一些國家廣泛采用的試塊。
同時還有在生產制造過程中由于某些原因形成的自然缺陷試塊，這類試塊檢驗的要求，因為它的材質、形狀都與被檢查的工件一致，最能代表工件的檢查情況。建議對固定的批量檢查的工件有目的地選取自然試塊。但自然試塊僅對專門產品有效，使用時應加以注意。另外有時為了檢查產品的方便，按照產品的形狀和檢查要求特別制作專用的試件（如在檢查有代表性產品的有關部位鑲嵌人工缺陷等），這種專用試塊只能在特殊規定場合下使用，一般只能對專用產品檢查進行綜合性能鑒定。
