磁粉检测的发展简史和现状_磁粉检测复习题答案
磁粉检测的发展简史和现状由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“磁粉检测复习题答案”。
1.1 磁粉检测的发展简史和现状 11.1 磁粉检测的发展简史
磁粉检测是利用磁现象来检测材料和工件中缺陷的方法。人们发现磁现象比电现象要 早，远在春秋战国时期，我国劳动人民就发现了磁石吸铁的现象，并用磁石制成了“司南 勺，，在此基础上制成的指南针是我国古代的伟大发明之一，最早应用于航海业。17世纪法国物理学家对磁力作了定量研究。19世纪初期，丹麦科学家奥斯特发现了电流周围也存在着磁场。与此同时，法国科学家毕奥、萨伐尔及安培，对电流周围磁场的分布进行了系统的研究，得出了一般规律。生长于英国的法拉第首创了磁感应线的概念。这些伟大的科学家在磁学史上树立了光辉的里程碑，也给磁粉检测的创立奠定了理论基础。
早在18世纪，人们就已开始从事磁通检漏试验。1868年，英国工程杂志首先发表了利 用罗盘仪和磁铁探查磁通以发现炮（枪）管上不连续性的报告。8年之后，Hering利用罗 盘仪和磁铁来检查钢轨的不连续性，获得了美国专利。
1918年，美国人Hoke发现，由磁性夹具夹持的硬钢块上磨削下来的金属粉末，会在 该钢块表面形成一定的花样，而此花样常与钢块表面裂纹的形态相一致，被认为是钢块被纵 向磁化而引起的，它促使了磁粉检测泫的发明。
1928年，de Forest为解决油井钻杆的断裂失效，研制出周向磁化法，还提出使用尺寸 和形状受控并具有磁性的磁粉的设想，经过不懈的努力，磁粉检测方法基本研制成功，并获 得了较可靠的检测结果。
1930年，de Fo．est和Doane将研制出的干磁粉成功应用于焊缝及各种工件的探伤。
1934年，生产磁粉探伤设备和材料的Magnaflux（美国磁通公司）创立，对磁粉检测 的应用和发展起了很大的推动作用。在此期间，首次用来演示磁粉检测技术的一台实验性的 固定式磁粉探伤装置问世。
磁粉检测技术早期被用于航空、航海、汽车和铁路等部门，用来检测发动机、车轮轴和 其他高应力部件的疲劳裂纹。20世纪30年代，固定式、移动式磁化设备和便携式磁轭相继 研制成功，并得到应用和推广，退磁问题也得到了解决。
1935年，油磁悬液在美国开始使用。
1936年，法国有人申请了在水磁悬液中添加润湿剂和防锈剂的专利。
1938年，《无损检测论文集>在德国出版，该书对磁粉检测的基本原理和装置进行了描述。
1940年，《磁通检验的原理》教科书在美国出版。
1941年，荧光磁粉投入使用。磁粉检测从理论到实践，已初步形成一种无损检测方法。
前苏联全苏航空研究院的瑞加德罗，为磁粉检测的发展做出了卓越的贡献。20世纪50 年代初期，他系统研究了各种因素对探伤灵敏度的影响，在大量试验的基础上，制定出了磁
化规范，得到了世界许多国家的认可。
1949年以前，我国仅有几台美国进口的蓄电池式直流探伤机，用于航空工件的维修检查。
解放后，北京航空材料研究院的郑文仪，始终致力于磁粉检测的研发工作，是我国磁粉
检测的奠基人。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，得到了很快的发展，并广泛应用于航空、航天、机械工业、兵器、船舶、电力、火车、汽
车、石油、化工等领域。近几十年来，在广大磁粉检测工作者和设备器材制造者的共同努力
下，磁粉检测已发展成为一种成熟的无损检测方法。1.1.2礅粉检测的现状
国外非常重视磁粉检测设备的开发，因为只有检测设备的进步，才能给磁粉检测带来成功的应用。目前国外磁粉检测设备从固定式、移动式到携带式，从半自动、全自动到专用设
备，从单向磁化到多向磁化，设备已实现了系列化和商品化。由于晶闸管等电子元器件被用
于磁粉检测设备，使设备小型化成为可能，并实现了电流的无级调节。计算机编程应用到磁
粉检测设备，使智能化设备大量涌现，这些设备可以预置磁化规范和合理的工艺参数，进行
荧光磁粉检测和自动化操作。国外还成功地运用电视光电探测器的荧光磁粉扫查系统和激光
飞点扫描系统，实现了磁粉检测观察阶段的自动化，将检测到的信息在微机或其他电子装置
中进行处理，鉴别可剔除的不连续性，并进行自动标记和分选，大大降低了检测的劳动
强度。
近年来，我国磁粉检测设备发展也很快，已实现了系列化。三相全波直流探伤超低频退
磁设备的性能已达到国外同类设备的水平。交流探伤机用于剩磁法检验时，我国率先加装断
电相位控制器，保证了剩磁稳定。断电相位控制器利用晶闸管技术，可以代替自耦变压器无
级调节磁化电流，也为我国磁粉检测设备的电子化和小型化奠定了基础。磁粉检测智能化设
备和自动化、半自动化设备已径生产应用，光电扫描图像识别的磁粉探伤机也已研制成功。
由于还存在相关与非相关显示有时难以分辨的问题，为此陈健生等人进一步研发了由多向复
合磁化技术、CCD光学检测技术与计算机图像处理技术相组合而成的集成检测设备，该设
备具有检测可靠、灵敏度高等特点，被成功应用于石化等行业，取得了很好的效果引导了我国荧光磁粉自动化探伤设备的新潮流，它的使用完全改变了传统磁粉检测“手脚并用眼睛
看”的局面。
磁粉检测的辅助设备，国外开发的很多，如与固定式探伤机配合使用的400 w冷光源
黑光灯和高强黑光灯。快速断电试验器的开发解决了直流磁化“快速断电效应”的测量问题。国产袖珍式磁强计XCJ型和JCZ型被用于快速测定剩磁，黑光灯的品种还有待开发。
国外有不同规格（包括黑光和白光）的光导纤维内窥镜，能满足孔内壁缺陷的检测要求，仪
器型号和生产厂家一般都纳入有关技术标准中。国内也已研制出光导纤维内窥镜，希望能够
在提高黑光辐照度后得到大力推广应用。
磁粉检测的器材方面，国外在标准试片和标准试块及测量剩磁用的磁强计等方面都形成了系列产品。如在配制磁悬液时应采用低黏度、高闪点的无臭味煤油做载液。国外除用A荧光磁粉外，还研制出了白光下发荧光的荧光磁粉。
我国研制的磁粉检测器材，如LPW-3号磁粉检验载液（无臭味煤油），性能已赶上国
外同类产品，可以替代国外进口产品而用于国外转包生产，在国内许多行业的磁粉检测中也
得到普遍使用。磁粉检测用B型和E型标准试块，性能和指标均优于国外同类产品，已被
国家质量技术监督检验检疫总局批准为“国家标准样品”，并被推广使用。ST80C照度计和
UV-A黑光辐照计性能完全满足检测要求。Mi型多功能标准试片与国外KS234试片等效。
我国研制的YC-2型荧光磁粉，灵敏度高，满足磁粉检测的要求，已大力推广使用。磁悬液
喷罐使用方便，尤其在特种设备礅粉检测中普遍应用。
在工艺方法方面，北京航空材料研究院的郑文仪发明的磁粉探伤一橡胶铸型法，为间断
检测小孔内壁早期疲劳裂纹的产生和扩展速率闯出了一条新路，还为记录缺陷磁痕提供了一
种可靠的方法，比国外应用了几十年的磁橡胶法优越得多。
磁粉检测的质量控制，是建立在对影响磁粉检测灵敏度和检测可靠性的诸因素逐个地加
以控制基础之上的。国外非常重视，不仅制定了具体的控制项目、校验周期和技术要求，还
设有质量监督检查机制，保证其贯彻执行，同时通过实践对质量控制技术要求进行持续改
进。如几年前美国标准要求工件表面白光照度不低于200英尺烛光(相当于2 100 lx)，现
已修正为100英尺烛光(相当于1 000 lx)；将磁化规范由直径每毫米30～48 A电流修正降
为12～32 A，等等。使磁粉检测标准的技术要求更加合理。
在我国，借鉴国外先进经验，磁粉检测的质量控制也日益受到重视，并能很好地贯彻执
行。但各行业、各单位的发展不平衡，表现在有些质量控制项目没有纳入标准，有的虽纳入
标准，但流于形式，这一点已引起业内人士的关注。JB/T 4730.4-2005《承压设备无损检
测》，第四部分：磁粉检测，已将质量控制项目纳入标准条文，由比可见其重要性。
现在，我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，已取得较大的进展。断裂和塑性力学
在无损检测领域的应用，为制定更合理的产品磁粉检测验收标准提供了依据。仲维畅研究的“磁偶极子”理论取得了丰硕的成果，为无损检测界所瞩目。磁粉检测方法日臻完善。对无
损检测人员的培训和资格鉴定空前重视，人员素质大大提高。我们相信，磁粉检测在特种设
备行业将得到更加广泛的应用和重视，为控制产品质量，防患于未然做出应有的贡献。1.2 漏磁场检测分类
铁磁性材料工件被磁化后，在不连续性处或磁路截面变化处，磁感应线离开和进入工件表
面而形成的磁场称为漏磁场。所谓不连续性，就是工件正常组织结构或外形的任何间断，这种
间断可能会也可能不会影响工件的使用性能。通常把影响工件使用性能的不连续性称为缺陷。
由于工件不连续性处的磁导率发生变化，磁感应线溢出工件表面形成磁极，并形成可检测的漏磁场。检测漏磁场的方法称为漏磁场检测，包括磁粉检测与检测元件检测。其区别是：
磁粉检测是利用铁磁性粉末——磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附磁粉形成的磁痕（磁粉聚集形成的图像）来显示不连续性的位置、大小、形状和严重程度。
检测元件检测是利用磁带、霍尔元件、磁敏二极管或感应线圈作为磁场的传感器，检测
不连续性处漏磁场的位置、大小和方向。
1．磁粉检测
磁粉检测(Magnetic Particle Testing，缩写符号为MT)，又称磁粉检验或磁粉探伤，属于无损检测五大常规方法之一。
┏━━━━┳━━━━━━━━━━━┳━━━━━┓ ┃
／I ┃
┃√
┃ ┃
／l ┃驴——√日L—
┃ ┣━━━━┫
┃
┃ ┃
┃
┃
┃ ┣━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
┃j
＼|
／
┃
一』
┃ ┣━━━━┻━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
V＼=，┃ 7
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
＼／＼—／
一
／
┃／一
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
一／
┃
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃，_《/
┃
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
＼／
┃
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
＼√
┃
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
＼—／
┃
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
┃
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
┃
┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━┫ ┃
┃
┃ ┗━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━┛
图1-1 不连续性处漏磁场分布
1一漏磁场2一裂纹3一近表面气iL 4-jOJffi5一内部气孔6-磁感应线7-1t+
由此可见，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)磁粉检测适用范围
1)适用于检测铁磁性材料(如16MnR，209，30CrMnSiA)工件表面和近表面尺寸很 小、间隙极窄（如可检测出长0.1 mm、宽为微米级的袈纹）和目视难以看出的缺陷。马氏
体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料(如ICr17Ni7)具有磁性，因而可以进行磁粉检测。不适 用于非磁性材料，比如奥氏体不锈钢材料(如ICr18Niq，OCr18Ni9Ti)和用奥氏体不锈钢 焊条焊接的焊缝，也不适用于检测铜、铝、镁、钛合金等非磁性材料。
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
伸方向与磁感应线方向夹角小于20。的缺陷。
3)适用于检测未加工的原材料（如钢坯）和加工的半成品、成品件及使用过的工件及
特种设备。
4)适用于检测管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件及焊接件。
(3)磁粉检测程序特种设备磁粉检测的七个程序是：1）预处理；2）磁化；3）施加 近下漏 和照处 面光陛 表的续 件适连 工合不 使在。，度 在粉程 存磁重 的的严 性面和 续表状 连件形 不工、于在小 由加大，施、后附置 化吸位 磁，的 被场性 件磁续 工漏连 料生不 材产出 性而示 磁变显 铁畸而
部从：h 臃蜗藏颜 测发磁1 检线的T 粉应见图 磁感可如，磁视布 Q的目分
面成场
表形磁
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)磁粉检测的优点及其局限性
磁粉检测的优点：
1)可检测出铁磁性材料表面和近表面（开口和不开口）的缺陷。
2)能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。
3)具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。
4)单个工件检测速度快，5)采用合适的磁化方法，和几何形状的限制。
6)缺陷检测重复性好。
7)可检测受腐蚀的表面。
磁粉检测的局限性：
1)只适用于铁磁性材料，磁性材料。
工艺简单，成本低廉，污染少。
几乎可以检测到工件表面的各个部位，基本上不受工件大小 不能检测奥氏体不锈钢材料和奥氏体不锈钢焊缝及其他非铁
2)只能检测表面和近表面缺陷。
3)检测时的灵敏度与磁化方向有很大关系，若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20。，缺陷就难以发现。另外，表面浅而宽的划伤、锻造皱折也不易发现。
4)受几何形状影响，易产生非相关显示。
5)若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有不良影响。用通电法和触头法磁化时，易产
生电弧，烧伤工件。因此，电接触部位的非导电覆盖层必须打磨掉。
6)部分磁化后具有较大剩磁的工件需进行退磁处理。
2．检测元件裣测
(1)录磁探伤法录磁探伤法又称磁录像法。是将具有很高矫顽力和剩磁的磁带紧贴在被检工件表面，对工件进行适当磁化，则在不连续性处产生的漏磁场就全部记录在磁带上，然后通过磁电转换器（又称磁头）将录制的漏磁场信息转换成电信号，显示在荧光屏上，或
使用自动记录器获得不连续性漏磁场的完整曲线或图像，从而确定不连续性的部位、性质和
大小。由于磁带在记录漏磁场时，能抑制不必要磁化场的干扰，所以在复放磁带时，有较高的灵敏度和良好的再现性。探伤结果也可长期保存。
录磁探伤法适用于焊接件和轧制件的探伤，可发现裂纹、夹杂和气孔等缺陷。
(2)感应线圈探伤法
根据电磁感应定律，当线圈与磁化的工件相对运动时，线圈产生的感应电动势为
E=-N警一NSv等
式中，N为线圈的匝数；s为面积；u为相对于工件运动的速度；z为线圈方向的矢量；
紫是缺陷漏磁通密度B的梯度在z方向的分量。
由此可以看出，检测线圈的电动势与线圈匝数、面积及其相对工件的运动速度有关，而
且还与不连续性漏磁通密度的梯度有关。
感应线圈法具有灵敏度高和尺寸小等特点，因而已成功地应用于多种无损检测仪器和磁
性测量仪器中，能有效地对钢管、钢棒和钢丝绳等进行探伤。
(3)磁敏元件探测法磁敏元件探测法是通过霍尔元件、磁敏二极管等磁电转换元件来
探测工件表面漏磁场的方法，探测的灵敏度与检查速度及工件大小无关，利用这种方法还可
以获得不连续性（包括缺陷）深度的信息。探测时应尽量缩小磁敏元件与工件表面之间的距离，并始终保持不变。
1)霍尔元件
霍尔元件的工作原理如图1-2所示，将一块通有电流J的N型半导体放置于磁场强度为H的磁场中，当电流沿垂直于磁场方向通过时，在垂直磁场和电流方向的半导体片的两侧将产生一个霍尔电位差UH，这种现象称为霍尔效应。证明，在磁场不太大时，霍尔电位差UH与电流强度J和磁感应强度B成正比，与板的厚度艿成反比，即
UH =RH等式中，RH称为霍尔系数。图1-2霍尔元件工作原理图
利用霍尔效应做成高斯计、毫特斯拉计测量磁场时，测量结构简单，能检测狭缝中的磁
场分布和测量极其微弱的磁场，并能直接显示磁场强度的大小和方向，因而已被广泛应用。
2)磁敏二极管磁敏二极管是一种新型的磁电转换元件，它的灵敏度比霍尔元件高几 百倍，所玖特别适合探测微小磁场变化。磁敏二极管相当于一个PN结的二极管，具有与普
通二极管相似的伏安特性曲线，磁感应强度在0.1 T以下时输出特性近似线性关系，即正向
磁敏电压与被测磁场成线性关系，可检测微弱磁场的大小和方向。用它不仅可以制成线路简
单的小量程毫特斯拉计、漏磁场测量仪，还可做成自动磁性检测设备。1.3 表面无损检测方法的比较
磁粉检测、渗透检测和涡流检测都属于表面无损检测方法，但其原理和适用范围区别很
大，并且有各自独特的优点和局限性。所以无损检测人员应熟练掌握这三种检测方法，并能
根据工件材料、状态和检测要求，选择合理的方法进行检测。如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，所以特种设备对
铁磁性材料工件表面和近表面缺陷的检测宜优先选择磁粉检测，确因工件结构形状等原因不
能使用磁粉检测时，方可使用渗透检测或涡流检测。
表面无损检测方法的比较见表I-I。
无损检测技术工作总结（MT）北方重工业集团公司：王海岭2002年8月30日无损检测技术工作总结本人于1987年7月毕业于内蒙古大学物理系，被分配到北方重工业集团公司（原内蒙古第二机械制......
工件磁粉探伤：原理，当工件被磁化后，如果表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷， 表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在 该处形成一漏磁场。施加磁粉后， 该处形成一漏磁场。施加磁......
行业标准《无损检测仪器 磁粉探伤机》（送审稿）编制说明长春试验机研究所有限公司行业标准《无损检测仪器 磁粉探伤机》（送审稿） 编制说明一、概况本行业标准是根据国家发改委200......
漏磁检测实验报告姓名：王焕友 学号：U201012465 班级：机械（中英）1001班一、实验目的1.通过实验了解漏磁探伤的基本原理； 2.掌握漏磁探伤仪器的功能和使用方法。 3.了解漏磁检测仪的......
内容提要：本文认为，现阶段中国农村政治的基本状况是：国家主导农村社会的格局没有发生根本性的变化，乡镇政权对农村社会的政治、经济和文化的发展起着决定性的作用，农村社会秩序处......
