李慎華

無(wú)損檢測(cè)（Non-destructive testing，NDT）是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱。無(wú)損檢測(cè)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，也在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平。

常用的無(wú)損檢測(cè)方法有渦流檢測(cè)(Eddy Current Testing，ET)、射線照相檢驗(yàn)(Radiographic Testing，RT)、超聲檢測(cè)(Ultrasonic Testing，UT)、磁粉檢測(cè)(Magnetic particle Testing，MT)和滲透檢測(cè)(Penetrant Testing，PT)和聲發(fā)射（Acoustic emission，AE）等。

磁粉檢測(cè)的適用性和局限性：

1）磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測(cè)出長(zhǎng)0.1mm、寬為微米級(jí)的裂紋），目視難以看出的不連續(xù)性。

2）磁粉檢測(cè)可對(duì)原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測(cè)，還可對(duì)板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測(cè)。

3）可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。

4）磁粉檢測(cè)不能檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測(cè)銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對(duì)于表面淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。

磁粉檢測(cè)（Magnetic ParticleTesting，MT）在滾動(dòng)軸承行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。磁粉檢測(cè)是利用物理學(xué)中磁現(xiàn)象檢測(cè)鐵磁性材料零件表面和近表面裂紋或其他缺陷的方法。鐵磁零件表面磁化時(shí)，若零件表層存在缺陷或材質(zhì)不均勻，將使磁感應(yīng)線改變方向，在強(qiáng)磁感應(yīng)作用下，通過(guò)磁通在缺陷部位的泄漏形成磁極，此時(shí)在被磁化的零件表面噴灑磁粉或磁懸液就可能會(huì)出現(xiàn)表征缺陷態(tài)勢(shì)的磁痕，從而判斷零件表層是否存在缺陷。原則上要求利用磁粉檢測(cè)裝置對(duì)被檢零件進(jìn)行磁化、噴灑磁粉、觀察、和退磁等4個(gè)方面的操作。但是在不要求退磁的場(chǎng)合，也可以不做退磁處理。根據(jù)被檢零件的形狀、尺寸、材質(zhì)、表面狀況、缺陷性質(zhì)（種類、大小、位置、方向），可以適當(dāng)調(diào)整檢測(cè)裝置的靈敏度，以便能進(jìn)行高效、安全的檢測(cè)。

磁粉檢測(cè)方法依據(jù)不同的分類方法有多種分類，見(jiàn)表1。

表1 磁粉檢測(cè)的分類

1、連續(xù)法和剩磁法

連續(xù)法是指被檢零件磁化時(shí)同時(shí)對(duì)其完成噴灑磁粉/磁懸液的過(guò)程。連續(xù)法通常是斷續(xù)性通電磁化，在施加磁粉/磁懸液的動(dòng)作結(jié)束后才能斷開(kāi)磁化場(chǎng)。此時(shí)應(yīng)對(duì)被檢工件表面流動(dòng)的分散介質(zhì)形成的尚未消失的磁痕加以關(guān)注。采用連續(xù)法檢測(cè)工件時(shí)應(yīng)設(shè)定完成噴灑磁粉/磁懸液過(guò)程所需的通電時(shí)間。交流電流磁化方式僅限于使用連續(xù)法，直流和脈動(dòng)電流磁化方式也可以使用連續(xù)法。連續(xù)法的磁化通電時(shí)間約為（1～3）s。

剩磁法是在完成被檢零件的磁化操作后切斷磁化場(chǎng)施加磁粉/磁懸液的方法。剩磁法的檢測(cè)效率較高，根據(jù)剩磁法的基理可以對(duì)單個(gè)或多個(gè)中、小型零件同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。值得注意的是，在施加磁粉/磁懸液之前，使零件的被檢面不要與其他強(qiáng)磁性體接觸。沖擊電流磁化方式僅限于剩磁法使用。直流、半波整流和全波整流磁化方式也可以使用剩磁法，在一般情況下，剩磁法的通電時(shí)間約為（1/4～1）s。

2、磁粉的種類

噴灑磁粉時(shí)，可按不同的觀察方法，分為熒光或非熒光磁粉法

熒光法是以熒光磁粉作為顯示材料，并要在暗室內(nèi)使用熒光磁粉探傷機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。在白光照度小于20 lx條件下，熒光與零件表面的本底可形成高達(dá)1000:1的比對(duì)系數(shù)，檢測(cè)靈敏度高，宜采用此方法檢測(cè)精密零件。在對(duì)熒光式磁粉探傷機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)使用紫外線照度計(jì)檢測(cè)發(fā)射的紫外線強(qiáng)度是否符合距離光鏡表面40 cm處紫外線照射強(qiáng)度應(yīng)大于1000μW/cm²的限定要求。

非熒光磁粉是以普通磁粉作為顯示材料并在自然光照下進(jìn)行檢測(cè)，不易受光照條件的影響，其使用范圍廣泛。

3、磁粉的分散介質(zhì)

噴灑磁粉時(shí)，可按不同的分散介質(zhì)，分為干式法和磁懸液法。

由于受環(huán)境條件的限制，干式法的使用范圍遠(yuǎn)小于磁懸液法。干式法是以所用磁粉和被檢零件表面充分干燥為前提條件的。操作過(guò)程中，在零件表面應(yīng)輕輕地吹拂并均勻散布適量的干磁粉，已噴灑的磁粉模態(tài)不應(yīng)散亂。為了易于形成磁痕模式，可使被檢零件的測(cè)試面輕微振動(dòng)或噴灑足夠量的磁粉后利用靜態(tài)氣流去除多余磁粉。

磁懸液法是以煤油、水等作為分散介質(zhì)，需要時(shí)可加入適量的防腐劑和界面活性劑。應(yīng)根據(jù)被檢零件的磁特性、形狀、尺寸、表面狀態(tài)、被預(yù)測(cè)缺陷的形狀、磁化方法和檢測(cè)環(huán)境等條件選擇磁粉和分散介質(zhì)的種類、磁懸液中磁粉的分散濃度（磁懸液濃度）和噴灑方法。由被檢測(cè)零件材質(zhì)的表面狀況和缺陷性質(zhì)決定磁粉必須保持適當(dāng)?shù)拇判浴⒘６?、濃度、分散性和色調(diào)，應(yīng)使磁懸液緩慢、均勻地噴灑到被檢零件的有效檢測(cè)區(qū)域以使缺陷部位吸附磁粉。 

磁懸液濃度應(yīng)由磁粉裝置攪拌槽內(nèi)磁懸液實(shí)際使用位置的單位容積（100 ml）所含磁粉沉淀容積（ml）表示，可使用梨形沉淀管進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量磁懸液濃度方法為：取100 ml在攪拌內(nèi)已經(jīng)攪拌均勻的磁懸液倒入垂直放置的梨形沉淀管內(nèi)，靜置45 min以上，此時(shí)測(cè)量管內(nèi)應(yīng)呈現(xiàn)明顯的分界線。規(guī)定熒光磁粉磁懸液濃度：（0.1～0.6）ml/100ml，非熒光磁粉磁懸液濃度：（1.2～3.0）ml/100ml。在檢測(cè)中間，要避免磁懸液阻塞現(xiàn)象。

4、磁化電流值與峰值的換算

零件進(jìn)行磁粉檢測(cè)時(shí)，要求零件表面上Z小磁通密度應(yīng)為1T，在相對(duì)磁導(dǎo)率高的低合金和低碳鋼上達(dá)到該磁通密度的切向磁場(chǎng)強(qiáng)度為2 kA/m。對(duì)于低磁導(dǎo)率鋼，需要更高的切向磁場(chǎng)強(qiáng)度，但如果磁化太強(qiáng)，可能會(huì)出現(xiàn)掩蓋相關(guān)顯示的虛假背景顯示。

當(dāng)磁化由隨時(shí)間變化的電流產(chǎn)生時(shí)，要求采用有效值，如果磁化設(shè)備上的電流表顯示的是平均電流時(shí)，其相應(yīng)的各種波形的有效值由表2給出。

表2 各種波形的有效值

（來(lái)源：軸承雜志社）

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