电磁轭法磁粉检测有效范围的测定及其应用

　　1　基本概念

　　根据电磁感应原理,电磁轭法磁化,是电流通过环绕在一个“π”型铁芯上的线圈,且“π”型铁芯与被检件(必须是铁磁性材料)构成一个闭合的磁回路。当被检材料有不连续性(即缺陷)出现时,在其处产生漏磁场。在被材料磁化后布洒磁粉,由于漏磁的吸引磁粉就会向不连续处(缺陷处)聚集,显示出缺陷的磁粉痕迹。即缺陷磁痕显示。这就是磁粉检测最基本原理。

　　设:磁轭线圈匝数为N,通过线圈的电流为I,磁路长度为L,那么磁场强度

　　通常把IN(安匝)叫做磁动势

　　磁场强度也可用另一个物理量磁通量大小描述:

　　公式2就是所谓的磁路定律。磁路定律又可写成:

　　从公式3可以看出,磁路的磁阻分为设备上部分和工件上部分。工件上的磁通量Φ2并不等于设备上的磁通量Φ,它等于克服整个磁回路各部分磁阻后的磁通量。它包括磁轭与工件接触部分的。工件上磁场强度的分布,取决于两磁极间的距离,在总磁通量一定的情况下,工件表面磁场强度随着距磁极的距离的增大而降低。它直接影响着检测有效磁场的范围。

　　2　电磁轭法磁化有效磁场范围的分布状态

　　当给磁轭线圈通电时,由于电磁感应原理,在磁轭铁芯与试件构成的闭合磁路就有磁通,在试板中磁通量的大小是随着距磁极的距离的增大呈下降状态变化分布的,两磁极之间区域的范围磁通分布多,称为Ⅰ区。在磁极的侧面有部分磁通是分布图示为Ⅱ区。在磁极的外端也有少量的磁通图示为Ⅲ区。这部分不用于检测。在两磁极周围近处,由于磁极与工件接触有一定的间隙。所以漏磁很强,会吸引大量磁粉,无法分辨;使检测成为不可能。为此称为盲区。图1所示1/4象限有效磁场范围。磁场强度的强弱变化及分布状态对于确定检测灵敏度和缺陷的检出率有极其重要的影响。这就提出了磁粉检测有效范围的概念。

　　影响磁粉检测有效范围的主要因素:1)钢材磁化状态的影响:经验表明:被检工件磁化当磁感应强度达到磁饱和点的80%时,缺陷部位的漏磁通密度出现急剧增加的趋势。

　　如图2所示,材料为SS41号钢试件上制作2mm的人工窄缺陷上方检测的漏磁强度与试件磁感应强度的关系。

　　磁极间距大小直接影响有效磁场范围;被检钢试件的厚度对缺陷检出范围也有一定的影响,如图3所示。

　　对于电磁轭磁化设备制造厂已经考虑了对钢材磁化而选定的电流规范,使用磁感应强度饱和点80%的磁化电流。

　　设备出厂时,交流电磁轭的提升力要达到44N,以保证检测有效范围。在检测操作之前也应当对自己所使用的设备技术状态有一定掌握。对磁轭法检测有效范围的测定重在实际应用。