磁粉檢測(cè)的起源
關(guān)于磁粉檢測(cè)技術(shù)的起源有很多的說法。
其中一個(gè)說法是在1868年，S.H.Saxby偶然拿著一個(gè)磁羅盤經(jīng)過一根磁化槍管的周圍發(fā)現(xiàn)了槍管上存在的裂縫，不過歷史并沒告訴人們這根有裂縫的槍管最后是被修復(fù)了還是直接被丟棄了。
大多數(shù)記錄中將磁性的潛在應(yīng)用最早作為一項(xiàng)無損檢測(cè)技術(shù)的還是1919年4月，W.E. Hoke為自己研發(fā)的一個(gè)精密量塊申請(qǐng)了一項(xiàng)國(guó)家專利。
人們普遍認(rèn)為當(dāng)量塊表面被精密磨削時(shí)，小金屬屑會(huì)在由于磨削過程而產(chǎn)生的微小裂縫處聚集。
但是，關(guān)于磁粉檢測(cè)技術(shù)的起源，大多數(shù)人公認(rèn)的則是該技術(shù)真正起源于美國(guó)，是在F.B.Doane，Carl Betz和Taber de Forest三人的共同努力下發(fā)展起來的。
磁粉檢測(cè)技術(shù)的早期應(yīng)用主要包括檢測(cè)一些鐵路零部件、金屬鑄件及一些鐵磁材料等。
磁粉檢測(cè)的工作原理
談到磁粉檢測(cè)技術(shù)的原理，簡(jiǎn)單來說就是：利用合適的磁化力對(duì)待檢測(cè)制件進(jìn)行磁化，然后在制件表面待檢測(cè)區(qū)域施加鐵磁粉（干粉或者懸浮液形式）。
磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場(chǎng)將發(fā)生崎變，形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場(chǎng)，從而吸引磁粉形成一種跡象指示--磁粉堆積（磁痕），在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，然后根據(jù)材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些缺陷的尺寸、形狀及其分布等因素進(jìn)行分析對(duì)比。
磁粉檢測(cè)方法尤其適用于檢測(cè)材料的線狀缺陷，例如裂縫、非金屬夾雜物、未焊透部分以及一些其他可能會(huì)導(dǎo)致磁漏現(xiàn)象的缺陷。
該方法主要用來檢測(cè)鐵磁性材料表面或者近表面上的不連續(xù)處。
由于磁場(chǎng)發(fā)出的磁通線是定向的，因此必須考慮到這些磁通線與不連續(xù)處的方向問題。
一般來說，最大響應(yīng)通常發(fā)生在不連續(xù)處與磁通線方向呈90度時(shí)。
盡管這些對(duì)于讀者來說都是一些基本知識(shí)，但這些基本知識(shí)以及一些基本操作都需要經(jīng)常重復(fù)，因?yàn)楹芏嗳瞬捎眠@種相對(duì)簡(jiǎn)單的無損檢測(cè)方法時(shí)仍然會(huì)犯一些錯(cuò)誤。
（圖片僅為配圖）
磁粉檢測(cè)的設(shè)備器材
磁粉檢測(cè)技術(shù)中所用到的設(shè)備器材大致可以分為三類：
便攜設(shè)備：永磁體、交流磁軛、直流觸頭；
固定設(shè)備：臥式濕法體系；
配件：去磁器盒、線圈、磁粉、曝光表等。
磁粉檢測(cè)的基本程序
實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)的必要前提是需要先了解以下內(nèi)容：
1.檢測(cè)要求——規(guī)范、說明以及合同要求；
2.檢查待檢測(cè)的材料，包括材料的種類、形狀、尺寸及數(shù)量等；
3.事先了解可用的儀器設(shè)備和配件；
4.操作人員的從業(yè)資格。
第二步，應(yīng)嚴(yán)格遵循程序進(jìn)行檢測(cè)；這應(yīng)當(dāng)是一種完整的、獨(dú)立的、按部就班的、包括所有要求的程序，利用該程序有助于得到有意義的、可靠的，并且前后一致的測(cè)試結(jié)果。
為了得到有意義的數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)材料的磁粉檢測(cè)應(yīng)包括以下幾個(gè)步驟：
1.對(duì)材料表面情況進(jìn)行評(píng)估
雖然這一步并不像在滲透試驗(yàn)中那樣重要，但是實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，了解表面粗糙處也是非常重要的，因?yàn)檫@些部位有可能會(huì)引起檢測(cè)時(shí)的混淆而被視為表面不連續(xù)處。因此，最好是在檢測(cè)之前解決材料的表面問題。
2.采用適當(dāng)?shù)那鍧嵎椒▽?duì)材料的表面進(jìn)行清潔，去除表面上所有會(huì)干擾磁粉分布的表面雜質(zhì)。
3.利用有關(guān)技術(shù)對(duì)待檢測(cè)樣品進(jìn)行磁化處理。
4.評(píng)估磁化處理效果。
5.在最初的測(cè)試中，利用磁通線以大約90度方向?qū)悠愤M(jìn)行檢測(cè)。
需要注意的是：在某些情況下，如果殘余磁場(chǎng)高于使用磁場(chǎng)時(shí)，有必要在90度方向檢測(cè)前對(duì)樣品進(jìn)行消磁處理。
6.評(píng)估檢測(cè)結(jié)果。
7.按要求完成檢測(cè)報(bào)告。
8.對(duì)樣品進(jìn)行徹底清洗，如果有必要，在樣品表面涂上一層防銹涂料。
磁粉檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)
當(dāng)將磁粉檢測(cè)技術(shù)用于某些特定領(lǐng)域時(shí)，需要綜合考慮到很多關(guān)鍵技術(shù)的選擇。
1.連續(xù)法VS剩磁法
連續(xù)法（在施加磁粉的時(shí)候電流流動(dòng)）會(huì)在檢測(cè)樣品的表面產(chǎn)生最強(qiáng)的磁性，因此在表面不連續(xù)處會(huì)產(chǎn)生最大的磁漏，有助于產(chǎn)生更明顯的磁痕。
剩磁法的適用范圍就有所局限，僅僅適用于檢測(cè)那些具有高保磁性的材料。
2.濕法VS干法
一般來說，濕法（以懸浮液為分散媒介，磁懸液）主要適用于固定式設(shè)備，例如臥式濕法體系，并且首選用來檢測(cè)光滑的表面。這些磁粉也可以裝在密封罐中，供便攜式設(shè)備使用。
干法磁粉主要用于交流磁軛法、直流觸頭法。
3.可見磁粉VS熒光磁粉
到目前為止，檢測(cè)最敏感的為熒光磁粉。雖然一直以來，使用帶有顏色的干粉可以使之與檢測(cè)表面形成鮮明的對(duì)比，但是當(dāng)利用熒光性磁粉，在黑光燈照射下觀察檢測(cè)表面時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)背景一般為黑色或暗紫色，熒光磁粉的強(qiáng)烈光芒與黑色或暗紫色背景的鮮明對(duì)照使得磁痕更為明顯，觀察也更為輕松。
4.交流VS直流
人們普遍認(rèn)為利用直流電對(duì)樣品進(jìn)行磁化能夠檢測(cè)樣品次表面上的不連續(xù)性。雖然這是真的，但這只是一般性的理解，磁粉檢測(cè)技術(shù)應(yīng)當(dāng)被視作為一種在適宜的條件下能夠檢測(cè)出材料表面及較淺次表面不連續(xù)性的無損檢測(cè)技術(shù)。至于次表面多深處的不連續(xù)性能夠被可靠有效的檢測(cè)出來則取決于很多因素，主要有不連續(xù)處的取向、大小、形狀、垂直距離以及待檢測(cè)材料的磁性等。而且，使用直流電，在檢測(cè)樣品與沒有妥善維護(hù)的磁化設(shè)備良好接觸的地方就一直存有電弧燒傷的可能性。
常見誤區(qū)與濫用
雖然磁粉檢測(cè)技術(shù)一直被視為一種相對(duì)簡(jiǎn)單的無損檢測(cè)技術(shù)，但是仍然存在很多錯(cuò)誤的程序操作及快捷操作，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不可靠，主要包括以下幾個(gè)方面：
1.連續(xù)法：這種方法要求對(duì)測(cè)試材料施加電流（磁化力）的同時(shí)在材料表面鋪上磁粉；某些情況下，當(dāng)施加電流結(jié)束后再鋪上磁粉會(huì)導(dǎo)致剩余磁場(chǎng)更弱，尤其當(dāng)材料具有較低的保磁性時(shí)，這個(gè)問題就越發(fā)突出。
2.兩個(gè)方向：如上所述，必須要在至少兩個(gè)相反的90度方向上施加磁場(chǎng)，以確保準(zhǔn)確檢測(cè)出材料的不連續(xù)性。之前有僅在一個(gè)方向上施加磁場(chǎng)的案例，這樣并不能保證材料表面的所有不連續(xù)處都能夠被檢測(cè)出來。
3.改善背景：為提高磁痕與測(cè)試表面的鮮明對(duì)比，一個(gè)有效的方法就是在施加磁粉之前在材料表面涂上一種快速干燥的白色背景漆。雖然這樣能夠提高磁痕的可見度，但有人認(rèn)為這是浪費(fèi)時(shí)間的附加步驟，但總的看來，這點(diǎn)額外的時(shí)間以及輕微的白色漆成本對(duì)于能夠取得的效果而言都是值得的。
4.術(shù)語：在磁粉檢測(cè)技術(shù)，甚至可以說是在無損檢測(cè)技術(shù)中，最讓人困惑的一點(diǎn)就是一些類似“缺陷”等術(shù)語的不恰當(dāng)使用。
“indication（跡象）”普遍接受的定義為：利用無損檢測(cè)技術(shù)而得出的一種響應(yīng)或者是響應(yīng)的證據(jù)，仍需要進(jìn)一步的評(píng)估以確定這種響應(yīng)的完整意義。
“不連續(xù)”通常被定義為缺點(diǎn)、不完美以及其它的不屬于材料的正常結(jié)構(gòu)等。
正確使用這些術(shù)語是非常重要的。
幾種常見的參考標(biāo)準(zhǔn)：
ASTM E709：磁粉檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)指南；
ASTM E1444：磁粉檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)慣例；
A275-15：鋼鍛件磁粉檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)慣例；
ASTM A966/A966M-15：磁粉檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)慣例。
磁粉檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.對(duì)于材料表面及近表面上的不連續(xù)性檢測(cè)結(jié)果非?？煽?，靈敏度高；
2.檢測(cè)設(shè)備易于攜帶且能夠?qū)嵭凶詣?dòng)化；
3.跡象顯示（磁痕）直接體現(xiàn)在檢測(cè)材料表面上；
4.能夠通過在材料表面涂上涂層（如油漆）的方法進(jìn)行更加明顯的觀察；
5.相比于滲透測(cè)試，不需要過多的表面處理工作；
6.與其他無損檢測(cè)技術(shù)相比，所使用的設(shè)備器材相對(duì)便宜；
7.相對(duì)其他無損檢測(cè)技術(shù)，更加易于操作使用，且需要的培訓(xùn)量最少。
磁粉檢測(cè)技術(shù)的局限性
1.需要在至少兩個(gè)相反方向上檢測(cè)；
2.某些金屬，如鋁、鎂，以及大多數(shù)的不銹鋼不能利用該方法進(jìn)行檢測(cè)；
3.只能用來檢測(cè)材料表面和近表面缺陷，不能檢測(cè)埋藏較深的缺陷；
4.可能需要退磁步驟；
5.根據(jù)測(cè)試樣品的尺寸、數(shù)量、結(jié)構(gòu)等因素，可能會(huì)花費(fèi)一定時(shí)間；
6.通常采用目視法檢查缺陷，磁痕的判斷和解釋需要有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等。
總結(jié)
總之，磁粉檢測(cè)是一種非常有效的無損檢測(cè)技術(shù)，主要用于檢測(cè)材料的表面及近表面上的不連續(xù)處。
檢測(cè)快速，成本較低，靈敏度高，結(jié)果可靠，廣泛用于各種新建筑及服役建筑等材料結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方面。
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