影响磁粉检测灵敏度的因素

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内容提要：在压力容器检验检测中常采用磁粉检测方法，对压力容器表面和近表面缺陷进行检验。在磁粉检测的实际工作中发现影响磁粉检测结果可靠性和准确性的因素较多，本文主要讨论影响磁粉检测灵敏度的主要因素。

关键词：磁粉检测、灵敏度、影响因素

中图分类号：TQ584文献标识码： A 文章编号：

磁粉检测灵敏度是指有效检出工件表面或近表面规定大小缺陷的能力，分析影响磁粉检测灵敏度的主要因素有利于防止缺陷的漏检和提高检测灵敏度。

（一）工件磁特性（材质）、形状尺寸、表面状态的影响

工件的磁特性是指工件的磁导率、矫顽力、剩磁。而工件本身的晶粒大小、硬度、含碳量、热处理状态、冷加工等都影响它的磁特性。比如：晶粒越大，工件的磁导率越大，矫顽力越小；随着应度和含碳量的增加，矫顽力增大、磁导率减小。正火与退火的磁特性差别不大，淬火可以提高工件的矫顽力，而淬火后随着回火温度的升高矫顽力下降；冷加工时，随着压缩变形率增加，矫顽力和剩磁均增加。在剩磁法检验中工件的矫顽力和剩磁越大检测灵敏度越高。

工件的形状尺寸会影响磁化方法的选择和磁粉检测灵敏度。形状复杂的工件是磁化规范的确定、磁粉检测操作都变得困难，不利于保证获得理想灵敏度水平。工件的长径比影响退磁场，长径比越大退磁场越小，而退磁场会使工件上的有效磁场强度减小，是检测灵敏度下降。

在役压力容器由于长期使用，表面受到氧化、腐蚀，降低了表面光洁度、平整度，工件表面上油污、损伤及不平整等都对检测灵敏度产生影响。由于表面不平整使磁探检测时，磁极与工件的实际接触面减小，穿过的磁力线数量降低，影响了磁场的正常分布。而表面有油污会阻断磁路，影响磁粉颗粒的聚集，减弱感应磁场对磁粉的吸附反应，划伤、损伤的存在会产生伪磁痕显示，增加了判断难度。

工件表面的镀层和油漆涂层会减弱漏磁场对磁粉的吸附，降低检测灵敏度。

（二）检测的环境条件的影响

检测的环境条件主要是指光照条件，它影响人的视觉灵敏度。因为人的眼睛在强光下，对光强度的微小差别不敏感，而对颜色和对比度的差别的辨别能力很高；在暗光下，人的眼睛辨别颜色和对比度的本领很差，却能看出微弱的发光物体或光源。因此在非荧光检测时光照不足会使人眼辨别颜色和对比度的能力变差，降低检测灵敏度。在荧光法检测时，可见光的照度过大会降低人眼对黄绿色荧光的观察，而黑光灯的辐照度不够会降低黄绿色荧光的发光强度，这都会降低检测灵敏度。

（三）磁化方法、磁化电流的影响

选择合适的磁化方法和磁化电流对保证灵敏度非常重要。周向磁化对纵向缺陷的检测灵敏度高，纵向磁化对横向缺陷的灵敏度高；中心导体法用交流电磁化时工件内表面的检测灵敏度比外表面高；轴向通电法磁化时无法检测空心工件内表面缺陷；用直流电磁轭检测较厚工件时工件表面缺陷的检测灵敏度低；用交流电磁化工件表面缺陷的检测灵敏度最高；而直流电对近表面缺陷检测灵敏度高；单向半波整流电配合干法检验对表面较大缺陷的检测灵敏度高。实际工作中应根据工件的具体情况选择适当的磁化方法和磁化电流以获得较高的灵敏度。

（四）磁化时间的影响

磁化时间的长短，直接影响磁粉的堆积情况。磁化中，磁粉受磁场作用重新排列，磁化时间过短，磁化后磁粉堆积显示不够明显，磁痕模糊，灵敏度下降；磁化时间过长，将浪费工作时间，影响检测速度，降低效率，且长时间磁化，会使局部区域残留磁场，吸附磁粉在无缺陷区域形成伪磁痕堆积，影响判断性。

（五）磁粉质量特性的影响

磁粉质量特性包括磁粉导磁率、矫顽力、粒度、形状等。

磁粉的磁特性与磁粉被漏磁场吸附形成磁痕的能力有关。高磁导率的磁粉容易被缺陷产生的微小漏磁场磁化和吸附聚集起来便于识别。磁粉的矫顽力和剩磁大，磁化后容易形成磁极而彼此吸引聚集，也容易吸附在工件表面难于去除，这样就形成过度的背景掩盖相关显示。所以高磁导率、低矫顽力、低剩磁的磁粉有较高的灵敏度。

磁粉的粒度大小影响磁粉的悬浮性和漏磁场对磁粉的吸附能力。粒度细的磁粉悬浮性好，容易被小缺陷产生的微弱漏磁场所磁化和吸附，形成的磁痕线条清晰，所以粒度细的磁粉（湿法）对细小缺陷的检测灵敏度高。粒度粗的磁粉在空气中容易散开，也容易搭接跨过大的缺陷，容易磁化和形成磁痕显示所以粒度粗的磁粉（干法）对大的缺陷灵敏度高。实际使用中要按获得一个对于各类缺陷较均衡的灵敏度来控制磁粉的粒度。

磁粉的形状有条形、椭圆形、球形或其他不规则的形状。条形磁粉容易被磁化并形成磁极较容易被漏磁场吸附对于大缺陷和近表面缺陷灵敏度高，但其流动性不好，如果磁粉严重聚集又会降低灵敏度。球形磁粉有良好的流动性但有退磁场的影响不易被磁化。要有良好的灵敏度理想的磁粉应由一定比例的条形、球形和其他形状的磁粉混合在一起以获得良好的磁粉吸附性能和流动性。

（六）磁悬液性能的影响

磁悬液的粘度和浓度对检测灵敏度有影响。磁悬液粘度过大，由于液体表面张力的作用，磁悬液的流动性差，磁粉易沉积在工件表面上不能形成有效的缺陷磁痕；粘度过小，虽磁悬液流动性好，在漏磁场作用下亦只能形成部分磁痕显示，大部分磁粉随磁悬液流走，漏检率亦高。磁悬液浓度过大，磁粉堆积过多，使得检测反差降低，无关磁痕过多，降低了检测灵敏度；磁悬液浓度过小，没有足够的磁粉粒子堆积，磁痕显示性差灵敏低，在配制磁悬液时，要保证适当的粘度和浓度，使灵敏度达到最佳效果。

（七）缺陷本身的影响

缺陷本身影响检测灵敏度的因素主要是指缺陷的性质、方向、埋深、深宽比。

缺陷的性质不同磁导率也就不同，漏磁场的形成是因为材料的磁导率发生了变化。缺陷的磁导率远低于被检工件的磁导率使磁粉检测有很高的灵敏度，缺陷的磁导率越低，灵敏度越高。

缺陷的检出能力也取决于缺陷延伸方向与磁场方向的角度，当磁场方向与缺陷的延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大，检测灵敏度最高，随着缺陷延伸方向与磁场方向夹角的变化，检测灵敏度降低，当夹角小于30°时几乎无法检出缺陷。

缺陷的埋藏深度（缺陷的上端距工件表面的距离）对漏磁场的产生有很大的影响，同样的缺陷，在工件表面时产生的漏磁场大，易于检出，灵敏度高，随着缺陷埋藏深度的增加，产生的漏磁场会显著减小，检测灵敏会降低，缺陷的埋藏深度增加到一定程度，在工件表面没有漏磁场产生，无法检出缺陷。

缺陷的深宽比越大，形成的漏磁场越大，检测灵敏度越高。因为，同样宽度的表面缺陷，在一定范围内，漏磁场的增加与缺陷深度的增加几乎成线性关系，当深度增大到一定值后，漏磁场的强度趋近于饱和而不在变化。缺陷的宽度很小时，漏磁场随着缺陷宽度的增加而增加，当宽度很大时，漏磁场反而下降。

（八）检测人员素质的影响

磁粉检测受检测人员影响较大，主要是以下几个方面：

一是检测工艺适宜性直接影响到磁粉检测灵敏度能否达到要求，编制工艺的检测人员的技术水平直接影响检测工艺的编制水平，编制人员的技术水平取决于检测人员磁粉检测专业理论水平，对被检对象加工过程的了解、对被检对象的使用状况的了解。

二是磁粉检测的磁痕显示主要靠目视观察，因此缺陷的识别与人的视觉特性有关。检测人员的视力和辨色能力也影响缺陷的检出能力。

三是检测人员的操作技能水平直接影响到缺陷的检出能力，工作经验、责任心等也影响检测结果。

综上所述要提高磁粉检测的灵敏度，在磁粉检测的每一个环节中对这些相关因素都应严格控制，而不能单纯的依靠灵敏度的校验来保证灵敏度。

【参考文献】

磁粉检测.中国劳动社会保障出版社.2007年4月第2版.