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什么是磁粉探伤、基本原理及发展历史是？

2016-04-23 10:32阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5309329287

磁粉探伤介绍
磁粉探伤（MPI）是用于缺陷检测一个非破坏性的无损检测方法。 MPI是快速和相对容易的应用，并且因为它是一些其他无损检测方法的一部分的表面处理不是关键。 这些特点使最广泛使用的非破坏性测试方法的MPI之一。
MPI使用磁场和小的磁性颗粒（ieiron申报）来检测组件的缺陷。 从探伤观点来看，唯一的要求是被检查的部件必须由铁磁材料如铁，镍，钴，或某些它们的合金。 铁磁材料是可磁化到一定程度，使该检查是有效的材料。
该方法被用来检查各种产品形式，包括铸件，锻件和焊件。 许多不同的行业使用磁粉探伤用于确定组件的健身换使用。 使用磁粉探伤行业的一些例子是结构性钢铁，汽车，石化，发电和航空航天等行业。 水下检查就是磁粉检验可用于测试的项目，如海上结构和水下管道的另一个领域。
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基本原理
在理论上，磁粉探伤（MPI）是一个相对简单的概念。 它可以被看作是两个无损检测方法的组合：漏磁检测和视觉检测。 MagField1考虑条形磁铁的情况下。 它在和磁体周围产生磁场。 这种力量退出的磁力线或进入磁铁的任何地方被称为极。 在那里的磁力线离开磁铁的磁极称为北极并且其中的力的线进入磁体被称为南极一个极点。
当条形磁铁在其长度的中心被打破，对每一块的每个端部磁极的两个完整条形磁铁将导致。 如果磁铁只是破获，但不是在两个完全打破，南北极将形成在裂纹的每个边缘。 磁场退出北极和南极重新进入。 磁场展开时，它遇到了裂缝产生的微小气隙，因为空气不能每单位体积尽可能多的磁场支持的磁铁。 当字段展开，它出现泄漏出来的物质，并因此被称为漏磁场。
如果铁颗粒上的裂化磁体洒，粒子将被吸引到与簇不仅在磁体的端部的杆，而且在在裂纹的边缘的极点。 粒子的该簇是看到比实际裂纹更容易，这是对于磁粉检验的依据。
Mag1.gif
在磁粉检验的第一步是磁化即要被检查的元件。 如果上或在表面附近的任何缺陷的存在，缺陷将创建的漏磁场。该组件被磁化后，铁颗粒，无论是在干的或湿的悬浮形式，施加到磁化部的表面上。 颗粒将被吸引和簇在漏磁场，从而形成一个可见的指示，该检查器可检测
磁粉探伤发展历史
磁性是物质的吸引其他物质自身的能力。 古希腊人最早发现在他们命名磁铁矿这种现象。 稍后贝格曼，贝克勒尔和法拉第发现包括液体和气体的所有内容被磁性影响，但只有少数回应一个显着的程度。
已知最早的使用磁性的检查对象发生了，早在1868年炮桶被磁化桶，然后滑动沿筒体的长度磁罗盘检查缺陷。这些早期的检查人员能够通过监测罗盘的指针定位在桶缺陷。 这是无损检测的一种形式，但这个词是不常用的，直到第一次世界大战后的一段时间
OldTester在1920年初，威廉霍克意识到磁性粒子（着色金属屑）可与磁性用作定位缺陷的一种手段。 霍克发现，在一个磁化材料的表面或表面下的缺陷引起的磁场扭曲与延伸超出部分。 这一发现被提请他注意在加工车间。 他注意到从硬钢部件的金属磨削（而被接地用磁力吸盘保持）形成在对应于在表面的裂缝的部分的面的图案。 施加细铁磁粉末的部件造成粉末超过缺陷积聚并形成一个可视指示。 该图像显示了设备工程有限公司东街，英国（ECO）取得了1928年Electyro磁钢测试装置（MPI）。
在1930年代早期，磁粉探伤被迅速取代石油和鳕鱼的方法（液体渗透检验的早期形式）作为首选的铁路行业的方法来检查蒸汽机锅炉，车轮，车轴，和轨道。 今天，在MPI检查方法被广泛用于检查在大量的各种制造材料和部件的缺陷。 MPI是用来检查材料如钢丝棒料为接缝和前制造的部件的过程中投入加工时间等缺陷。 关键汽车零部件进行检查，查验加工后的缺陷，以确保有缺陷的部件没有投入使用。 MPI用于检查已在服务一段时间一些高度加载的部件。 例如，每当发动机，传动系统或另一个系统经历的检修的高性能赛车许多组件被检查。 MPI也被用来评估对桥梁结构焊接，储罐，以及其他安全关键结构的完整性。


物理
磁性
磁铁是在工作场所和家庭很常见的物品。 磁铁的使用范围从持有冰箱图片在电动机的转矩造成。 大多数人都熟悉的磁体的一般特性，但与磁场的来源不太熟悉。 磁的传统观念中心周围的磁场，什么是知道作为一个偶极子。术语“ 磁场 ”简单地描述的空间体积，其中存在着体积内的能量的变化。 这种变化在能量可以检测和测量。 其中，磁场可以在退出或进入的材料被检测的位置称为磁极。 从来没有在隔离被检测磁极但总是成对出现，故名偶极子。 因此， 偶极是具有一端和另一第二，相等但相反，磁极的磁极的对象。
磁棒可以考虑在一端北极和南极另一偶极子。 磁场可以测量离开偶极在北极和南极返回磁铁。 如果一个磁体在两个切割，两个磁体或偶极创建出一。 偶极子的这个切片和创造可以继续原子水平。 因此，磁性的根源在于所有物质...原子的基本构建块。


磁性的来源
atom所有的物质都是由原子组成，原子和组成的质子，中子和电子。 质子和中子位于原子核和电子在围绕原子核恒定运动。 电子带负电荷，并产生一个磁场，因为他们通过空间移动。 每当电荷是在运动的磁场产生的。 该场的强度被称为磁矩 。
这可能是很难想象在亚原子尺度，但考虑流过导体的电流。 当电子（电流）被流过导体，该导体周围产生磁场的形式。 磁场可以使用罗盘来检测。 磁场将放置在罗盘针，这是一个偶极子的另一例子的力。
由于所有的物质是由原子，所有材料在通过磁场某种方式受到影响。 然而，并非所有材料反应相同的方式。 这将探索更多在下一节。


抗磁，顺磁和铁磁材料
当材料被放置在磁场中，该材料的电子的磁力将受到影响。 此效应被称为磁感应的法拉第定律。 然而，物料可以非常不同的反应的外部磁场的存在。 此反应是依赖于许多因素，如材料的原子和分子结构，且与原子关联的净磁场。 与原子相关的磁矩有三个来源。 这些电子的运动，在起因于外部磁场的运动的变化，并且电子的自旋。
在大多数的原子，是成对出现的电子。 电子在相反方向的一对自旋。 所以，当电子被配对在一起，其相对自旋引起它们的磁场彼此抵消。 因此，没有净磁场存在。 交替，用一些不成对电子的材料将具有净磁场，并将反应更到外部场。 大多数材料可以被分类为抗磁性，顺磁性或铁磁性的。

抗磁性材料有微弱的，消极的易感性磁场。 抗磁材料被稍微通过磁场排斥和当外部磁场被除去的材料不保留的磁特性。 在抗磁性材料所有的电子配对所以每个原子没有永久的净磁矩。 抗磁特性从电子路径的外部磁场的影响下，重新调整引起的。 周期表中的大多数元素，包括铜，银和金，是反磁性。
顺磁性材料具有小的，积极的易感性磁场。 这些材料稍微被磁场吸引并当外部磁场被除去的材料不保留的磁特性。 顺磁性质是由于某些未配对电子的存在，并且从所引起的外部磁场的电子路径的调整。 顺磁材料包括镁，钼，锂和钽。
铁磁材料具有大的正的易感性的外部磁场。 它们表现出强烈的吸引力磁场，并能够外场已被删除后，保留其磁特性。 铁磁材料具有一些未配对电子，以便它们的原子具有净磁矩。 他们得到他们的强磁性能由于磁畴的存在。 在这些领域，使域内的磁力强大的大量原子中的精彩瞬间（10月12日至10月15日）被平行排列。 当铁磁材料处于非磁化状态下，域几乎随机地组织和用于部分作为一个整体的净磁场为零。 当施加磁化力，域成为对准于部分内产生强磁场。 铁，镍和钴是铁磁材料的例子。 用这些材料的组件所使用的磁性粒子的方法通常检查。
磁性区域
铁磁材料得到磁特性不仅是因为它们的原子携带磁矩而且由于材料是由被称为磁畴小区域。 在每个域中，所有原子偶极子在一个优选方向连接在一起。 这种对准发展为将材料从熔融状态凝固过程中发展其晶体结构。 磁畴可使用磁力显微镜（MFM）和如下所示可以构成一个结构域的图像进行检测。
magdomains
磁力显微镜（MFM）的图像表示在一块热处理碳钢的磁畴。

在凝固过程中，使该域中的磁力在一个方向上是强一个兆或更多原子的时刻对准平行。 铁磁材料所述，因为它们获得在每个畴的饱和磁化强度没有被施加的外部磁场也可以通过“自发磁化”特征。 即使畴磁饱和，散装材料可能不会显示磁性的任何迹象，因为结构域开发自己和随机相对于彼此定向。
当材料中的磁畴被对准铁磁材料被磁化。 这可以通过将材料在强外部磁场或通过使电流通过该材料来完成。 一些或所有的结构域都可以成为对齐。 越结构域对齐，在该材料中的强磁场。 当所有的结构域的排列，该材料被认为是磁饱和。 当一种材料的磁饱和，外部磁化力没有额外的量将导致在磁化的其内部水平的增加。
UnMagDomains
MagDomains
非磁化材料
磁性物质

磁场特性
磁场和周围条形磁铁
如先前所讨论的，一个磁场的空间中的体积内的能量的变化。 周围条形磁铁的磁场可以在下面的磁象中可以看出。 一个磁强可以通过将一张纸通过磁铁和洒铁屑的文件被创建。 颗粒赞同的由磁铁产生的磁力线。 磁力线表示，其中磁场离开材料在一极，在沿磁铁的长度另一极重新进入材料。 应当指出的是，磁力线在三维空间存在，但在图像中的两个维度仅看到。
Magnetograph1
它可以在磁象仪可以看出，有磁极所有沿磁体的长度，但该磁极集中在磁体的端部。 其中出口磁极集中的区域被称为磁体的北极和在那里的入口极被集中称为磁铁的南极的区域。
在马蹄和环形磁体和周围磁场
magpart3a磁铁来，在各种形状的和更常见的一种是马蹄形（U）的磁铁。 马蹄形磁铁具有南北两极就像一个条形磁铁，但磁铁从南极到北极就像在磁棒弯曲，使两极处在同一平面上。力流的磁力线。 然而，由于极更靠近在一起，并更直接的路径存在磁通线两极之间行进，所述磁场集中在磁极之间。
magpart3如果条形磁铁置于横跨马蹄形磁体的端部，或者如果形成为环状的形状的磁铁的磁力线甚至不会需要输入空气。 其中磁场完全被物质含有这样的磁体的值可能有有限的用途。 然而，要理解，磁场可以在环中的材料内流动是重要的。 （更多信息见圆形磁性部分）。
力的磁力线的常规属性
的磁力线具有许多重要的特性，其中包括： BarMagField3(small)
  • 他们寻求相反磁极之间阻力最小的路径。 在如右图所示的单一磁棒，他们试图形成了从南极到北极闭环。
  • 他们从来没有彼此交叉。
  • 它们都具有相同的强度。
  • 其密度降低（它们散开），当他们从更高渗透性的区域移动到低渗透性的区域。
  • 它们的密度与来自磁极的距离的增加而减小。
  • 它们被认为有方向仿佛流动，虽然没有实际运动发生。
  • 他们从南极流向北极的材料和北极在空气南极之内。


电磁场
FieldAroundConductor

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