導讀
磁粉檢測是利用缺陷處漏磁場與磁粉相互作用的原理，檢測鐵磁性材料表面及近表面缺陷的一種無損檢測方法。
它的基本原理是：當工件被磁化時，若工件表面及近表面存在不連續，則在不連續的表面和近表面的磁力線就發生了變化，由于不連續內的空氣磁導率遠比零件的磁導率低，所以磁力線“被迫”從不連續的下部通過，但單位面積內通過的磁力線條數是有限的，這就使該部分磁力線穿過不連續，部分磁力線被擠出零件再進入零件表面。
這些“穿過”和“擠出”的磁力線就在不連續的兩邊形成漏磁場，并構成了N級和S級。
當把磁粉施在它上面時，此處的漏磁場將吸引聚集探傷過程中施加的磁粉，磁粉便在此處顯示缺陷的位置和尺寸及形狀等情況，從而判斷該處缺陷的性質和大小。
磁粉檢測在船舶制造業中有著廣泛的應用，船體焊縫、柴油機零部件、鋼鍛件都有大量的磁粉檢測。
它具有設備簡單，操作容易，檢驗迅速，缺陷顯示直觀，對缺陷的性質、大小和分布易于判定，檢測費用省，污染輕。
磁粉探傷法可探測露出表面用肉眼或借助于放大鏡也不能直接觀察到的微小缺陷，也可探測未露出表面，而且埋藏在表面以下幾毫米近表面的缺陷，可檢測因淬火、軋制、鍛造、焊接、電鍍、磨削、疲勞等引起的裂紋，它是一種最有效的表面及近表面檢測方法，也是無損檢測中常規檢測方法之一。
為了保證磁粉檢測結果的準確性，在檢測工作中就應當認真考慮磁粉檢測中對缺陷檢出度影響的因素。
1.材料的磁特性的影響
材料的磁特性隨著材料成分、結晶狀態以及熱處理的不同而不同。
不同材料磁化后，所產生的磁飽和感應強度也不同，即使在同一條件下進行磁化，也不能說漏磁都是相同的。
在探傷中，磁化強度一般大致控制在鐵磁性材料飽和磁感應強度的80％-90％時為最佳。又因為磁感應強度B=μH，故試件的磁導率μ越大的材料，缺陷就越容易檢出。
為了得到良好的磁痕顯示，對試件進行磁化時，選擇足夠的磁化電流值，根據被檢試件的磁特性，使表面有效場的磁通密度達到飽和磁通密度的80％-90％，此時缺陷處產生的漏磁場最強，缺陷的檢出度也最佳。
2.有效磁場強度與缺陷方向間的影響
當工件磁化時，工件的磁化強度對缺陷的檢出度有很大影響。
并不是僅僅使工件強烈磁化即可。這是由于磁化到接近飽和點時就容易產生假磁痕，使得缺陷指征難以區別。
因此為了檢出缺陷，需要磁化到適當程度，磁化的最佳情況是達到飽和磁通的80％-90％時或磁導率μ為最大的時候。
此外，被磁化的磁場還有方向性，因此要使從缺陷部分產生漏磁，就必須使缺陷切割磁場，也就是說磁化方向與缺陷方向垂直時，漏磁最大，因而，確定要檢測和去除沿某一方向延伸的缺陷以后，就應盡可能把與缺陷垂直的方向作為磁化方向。
當缺陷走向與磁場方向垂直時，探傷的缺陷檢出度最高。靈敏度正比于缺陷的磁場交角的正弦值。
當交角小于45°時，探傷靈敏度將顯著降低，因而，要完全地檢出任何取向的表面及近表面缺陷，每次探傷時必須使磁感應線相互垂直地通過被檢表面的兩個方向。
3.磁粉的性能的影響
磁粉的主要作用是提供顯示，它準確地顯示出不連續的位置和尺寸及形狀。
磁粉的粒度、比重、形狀、磁性、活動性都可以影響磁粉檢測缺陷的檢出度。磁粉的粒度對磁粉性能影響很大。由于缺陷形成的漏磁場可能很小，如果磁粉粒度過大，過重漏磁場的強度難以克服流經試件表面的磁粉沖力。磁粉的活動性能就差。
若磁粉過細，會在磁懸液中結成團而不顯懸浮狀，磁粉就不容易被漏磁場所吸附。磁粉的形狀對磁粉性能和效率的影響也很大。當磁粉置于磁場的影響下時，便出現延磁場方向排列成行趨勢。如果磁粉南北極縱向磁化，這種趨勢便大大增強。
因此，條狀磁粉易于極化，而球狀磁粉則不易極化。若缺陷較寬，相互作用的磁粉聯成帶狀――磁鏈。
磁鏈就會跨過缺陷的開口，若是近表面缺陷，所形成的這種磁鏈便有助于缺陷產生的表面漏磁的良好顯示。若磁粉或磁懸液只有條狀顆粒組成，這不僅費用大。而且由于嚴重結塊使靈敏度降低，還會導致磁粉活動性不良。
為了確保良好的活動性，理想的磁粉應由足夠的球狀顆粒與高比例的條狀顆粒組成。磁粉還應具有高的磁導率和低剩磁、低矯頑力，以易于探傷后快速去除磁粉。磁懸液的濃度對不連續的顯示也非常重要。濃度太低，顯示就非常微弱，濃度過高，就會增強背景使不連續難以分辨。
4.缺陷的形狀和埋藏深度的影響
表面缺陷越深(即缺陷自身高度越高)，漏磁感應越大，缺陷的檢出度也越好。
缺陷愈寬，漏磁感應強度愈大，缺陷的檢出度也愈高。
缺陷埋藏深度，對缺陷檢出度也有很大影響，在鐵磁性的近表層如有缺陷存在時，則試件的表面上有漏磁場，漏磁場的分布以缺陷的上端為中心呈近似的半圓形，缺陷的埋藏深度愈深，則這個圓心離表面也愈遠，因此靠近試件表面的缺陷其漏磁場的形狀尖銳，隨著缺陷埋藏深度的增加。
漏磁場的形狀逐漸弱小且平坦，磁痕顯示逐漸模糊，若缺陷位于距表面很深的地方，就不會出現磁痕顯不。
5.試件的表面狀態的影響
被檢工件的表面應當清潔，干燥，工件表面有油脂、涂料、銹斑，沙、氧化皮、棉纖維、焊接飛濺物及其他異物附著時，不但會妨礙缺陷對磁粉的吸附，而且在使用磁懸液時，這些異物會污染檢查液，從而影響檢驗效果。
對于裝配件，應分解為單個零件進行探傷。
因為裝配件的形狀一般較復雜，難以進行恰當的磁化，退磁也很困難。
分解后的零件，探傷操作方便，而且能觀察到所有的探傷面。
檢查前。對油孔及其他孔穴等應用軟木塞或其他對檢驗無害物質封堵，防止進入磁粉。被檢工件表面的顏色，相對于磁粉顏色，應有最好的比對度，如用黑色磁粉檢驗暗色表面工件對比度很差時，可在表面噴涂一層很薄的白色反差增強劑。磁粉是吸附在缺陷處顯示缺陷磁痕堆積現象。假如工件表面質量不好，有凹凸部分，則該部分也出現漏磁，并顯示出磁痕，這樣，往往不能與內部缺陷加以區別。
不平滑阻礙了磁粉的移動，并使磁粉還附著在試件的健全部位，形成假缺陷。因此應盡可能將工件表面加工平滑。
6.磁化規范的影響
工件磁化時，磁化電流或磁場強度選擇所遵循的規律稱之為磁化規范。
一旦探傷方法(剩磁法和連續法)確定之后，就可根據材料特性和熱處理狀態，工件的尺寸、形狀和表面粗糙度，以及缺陷特性，選擇合適的磁化方式和磁化電流。
周向磁化又稱環向磁化或橫向磁化，是指磁化后的試件獲得與軸向垂直的磁感應線，能發現試件的縱向缺陷，但試件的橫向缺陷不能檢出。
縱向磁化是指磁化后的試件獲得與軸向平行的磁感應線，能發現試件的橫向(周向)缺陷，但試件的縱向缺陷不能檢出。
不同的磁化方法，對各種不同缺陷的檢出度也不同。
至于選用交流電磁化設備還是直流電磁化設備，取決于所要發現的缺陷的深淺程度。
用交流電磁化時，交流電有一定的集膚作用，其產生的磁化場較強的部分集中在試件表面，對發現表面缺陷，檢出度比較高。
但交流電的磁化場在試件內部的值較小，因此不易檢出試件表面下較深的缺陷。
若用直流電磁化。剛好能填補交流電磁化這一不足之處。
結論
鐵磁性材料經外磁場磁化后，在缺陷處的磁通分配具有三種形式：
1.大部分磁通從缺陷下部鐵磁性母材磁導率。值較高部位通過。
2.磁通直接穿透缺陷。
3.受缺陷截面阻礙，因值的突變而產生泄露在空氣中的磁場，即磁粉探傷中吸附磁粉的漏磁場。缺陷漏磁場的大小取決于試件施加的有效磁化場。要獲得顯示缺陷有效磁化場數值的條件，首先，應該掌握待測材料的磁性參數H=[Bm?Br?Hc?’(B?H)]根據磁化設備特點，電流性質和工件的形狀因子(L／D)的關系，應用狀態等因素，合理地選擇磁化規范和檢測方法，確認物理量并使其數值滿足檢測靈敏度要求。另外磁粉檢測靈敏度取決于試件的磁特性。有效磁化場強度與缺陷之間的關系。磁粉的磁性、試件的表面狀態、磁化規范、磁粉探傷工藝等。
從上述影響缺陷檢出度的幾種因素來看，在磁粉檢測中，這些影響因素對缺陷磁痕顯示起著至關重要的作用。
在一般磁粉檢測過程中，要充分發揮這些影響因素的有利一面，想方設法抑制和克服不利的一面，做到了這一切，想得到缺陷的良好顯示，是不難做到的。
磁粉探傷的特點是利用試件上建立強的磁感應強度，并在缺陷附近產生足以吸附鐵磁粉堆積――可見的磁痕。
想得到缺陷的清晰磁痕顯示，就應當認真地分析，掌握對缺陷的檢出度影響的各種因素。把握好這些因素，在探傷試驗中，根據工件的特性、形狀和表面粗糙度，根據磁粉探傷機的綜合性能，磁化場大小。
磁懸液的濃度，根據缺陷的特性，全面地、綜合地進行分析，選擇合適的磁化方式和磁化電流，充分合理地掌握好磁化規范和探傷工藝，使磁場強度控制在合理的范圍內，才能有效地確定磁化合適等級，就能獲得最清晰的缺陷磁痕顯示。就能獲得最佳的缺陷檢出度，就能獲得最好的產品質量。
