磁粉檢測（MT）的原理和特點

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磁粉檢測（Magnetic ParticleTesting），業內人士簡稱MT，是工業無損檢測（Nondestructive Testing）的一種成熟的無損檢測方法，在航空航天、兵器、船舶、火車、汽車、石油、化工、鍋爐壓力容器、壓力管道等各個領域都得到廣泛應用。

磁粉檢測主要的應用是探測鐵磁性工件表面和近表面的宏觀幾何缺陷，例如表面氣孔、裂紋等。

按照不同特徵，可將磁粉檢測分為多種不同的方法：

（1）按施加磁粉的時間分為：連續法和剩磁法。

a）連續法：磁化工件的同時，施加磁粉。

b）剩磁法：先磁化工件，停止磁化後利用工件的剩磁，然後再施加磁粉。

（2）按顯示材料，分為熒光法（Fluorescent）和非熒光法（Non-Fluorescent）。

a）熒光法：採用熒光磁粉，在黑光燈下觀察磁痕。

b）非熒光法：採用普通黑色磁粉或者紅色磁粉，在正常光照條件下觀察磁痕。

（3）按磁粉的載體，分為溼法和幹法。

a）溼法：磁粉的載體為液體（油或水）。

b）幹法：直接以乾粉的形式噴塗在工件上，只有特殊情況下才會採用這種方法。

舉個例子，一般壓力容器焊縫的磁粉檢測會採用：溼法+非熒光法+連續法，這意味著我們將在正常的光照條件下，把黑色或者紅色的磁粉分散在以水或者油的載體（即磁懸液），然後磁化焊縫的同時施加磁懸液，一邊磁化一邊觀察是否有磁痕形成。

下面就是典型的溼法+非熒光法+連續法的磁粉檢測，工藝為：交叉磁軛機磁化，配合黑色磁粉。

磁粉檢測裂紋缺陷示意圖，球罐的環形對接焊縫，磁痕粗大明顯。

下圖為一條對接焊縫管，圖片來源於網路，磁痕沒有上圖那麼明顯，大家還能找到磁痕嗎？

磁粉檢測原理

磁粉檢測，本質上是利用材料磁性變化。

當鐵磁性工件被磁化時，若工件材質是連續、均勻的，則工件中的磁感應線將基本被約束在工件內，幾乎沒有磁感應線從被檢表面穿出或進入工件，被檢表面不會形成明顯的洩漏磁場。如下圖所示：

無洩漏磁場

但當工件的表面存在著切割磁力線的不連續性時，由於不連續性部位的磁導率低，磁阻很大，磁感應線將會改變途徑。

大部分改變途徑的磁通將優先從磁阻較低的不連續性底部的工件內透過，當工件磁感應強度比較大，工件不連續性處底部難以接受更多的磁通，或不連續性部位的尺寸較大時，部分磁通就會從不連續性部位逸出工件，越過不連續性上方然後再進入工件，這種磁通的洩漏同時會使不連續性兩側部位產生了磁極化，形成所謂的漏磁場。如下圖所示：

存在洩磁場

磁粉檢測基本原理：當工件被磁化後，若工件表面及近表面存在不連續性（如裂紋），就會在不連續性部位的表面形成洩漏磁場（即漏磁場），透過漏磁場吸附、聚集檢測過程施加的磁粉，最終形成磁痕，便可提供缺陷的位置、形狀、大小的顯示。

磁粉檢測特點

1、適用範圍

磁粉檢測可用於板材、型材、管材、鍛造毛坯等原材料和半成品的檢查，也可用於鍛鋼件、焊接件、鑄鋼件加工製造過程工序間檢查和最終加工檢查，還可用於重要裝置機械、壓力容器、石油儲罐等工業設施在役檢查等。

2、磁粉檢測的優點

a）能直觀顯示缺陷的形狀、位置、大小和嚴重程度，並可大致確定缺陷的性質。

b）具有高靈敏度，磁粉在缺陷上聚集形成的磁痕有放大作用，可檢出缺陷的最小寬度約0。1μm ，能發現深度約10μm的微裂紋。

c）適應性好，幾乎不受試件大小和形狀的限制，綜合採用多種磁化方法，可檢測工件上的各個方向的缺陷。

d）檢測速度快，工藝簡單，操作方便，效率高，成本低。

3、磁粉檢測的侷限

a）只能用於檢測鐵磁性材料，如碳鋼、合金結構鋼等，不能用於檢測非鐵磁性材料，如鎂、鋁、銅、鈦及奧氏體不鏽鋼等。

b）只能用來檢測表面和近表面缺陷，不能檢測埋藏較深的缺陷，可檢測的皮下缺陷的埋藏深度一般不超過1~2mm。

c）難於定量確定缺陷埋藏的深度和缺陷自身的高度。

d）通常採用目視法檢查缺陷，磁痕的判斷和解釋需要有技術經驗和素質。

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