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1 磁粉检测物理基础1

1.1 磁学的基本概念1

1.1.1 磁场1

1.1.2 磁力线和磁感应线1

1.1.3 磁场强度2

1.1.4 磁感应强度2

1.1.5 磁通量3

1.1.6 磁导率3

1.2 铁磁性材料4

1.2.1 磁介质4

1.2.2 磁畴4

1.2.3 磁化曲线5

1.2.4 磁滞回线6

1.3 电流的磁场7

1.3.1 磁粉检测中常用的电流磁场7

1.3.2 通电圆柱导体的磁场8

1.3.3 通电钢管的磁场12

1.3.4 钢管中心导体法磁化13

1.3.5 通电线圈的磁场14

1.3.6 环形件绕电缆的磁场16

1.4 退磁场16

1.4.1 退磁场的概念16

1.4.2 影响退磁场大小的因素17

1.5 磁路与磁感应线的折射19

1.5.1 磁路19

1.5.2 磁感应线的折射20

1.6 漏磁场20

1.6.1 漏磁场的形成20

1.6.2 不连续的漏磁场分布21

1.6.3 影响漏磁场的因素22

1.7 钢材磁性24

1.7.1 钢材的分类24

1.7.2 钢材的磁性24

1.7.3 影响钢材磁性的主要因素25

1.8 磁粉检测的光学基础25

1.8.1 光度量术语及单位25

1.8.2 发光26

1.8.3 紫外线27

1.8.4 人眼对光的响应27

2 磁化技术29

2.1 磁化电流29

2.1.1 交流电30

2.1.2 直流电31

2.1.3 整流电31

2.1.4 冲击电流33

2.1.5 磁化电流的选用原则33

2.2 磁化方法33

2.2.1 磁化方法的分类34

2.2.2 各种磁化方法的特点35

2.3 磁化规范47

2.3.1 国内磁化规范及其制定47

2.3.2 各种方法的磁化规范49

2.3.3 ISO 9934标准关于磁化规范的要求53

3 磁粉检测设备55

3.1 磁粉探伤机的命名方法55

3.2 磁粉检测设备的分类56

3.2.1 固定式磁粉探伤机56

3.2.2 移动式磁粉探伤机57

3.2.3 便携（携带）式磁粉探伤机58

3.2.4 专用及半自动磁粉探伤机59

3.3 磁粉检测设备的主要组成60

3.3.1 磁化电源装置60

3.3.2 工件夹持装置63

3.3.3 指示与控制装置63

3.3.4 磁粉和磁悬液喷洒装置63

3.3.5 照明装置64

3.3.6 退磁装置66

3.3.7 磁粉检测图像自动识别系统67

3.4 检测设备的安装、使用与维护67

3.4.1 磁粉探伤机的选择与安装67

3.4.2 磁粉探伤机的使用69

3.4.3 磁粉探伤机的维护与保养70

3.5 磁粉检测用测量仪器70

3.5.1 特斯拉计（高斯计）70

3.5.2 袖珍式磁强计71

3.5.3 照度计、紫外辐射照度计71

3.5.4 通电时间测量器72

3.5.5 弱磁场测量仪72

3.5.6 快速断电试验器72

3.6 轨道交通装备制造企业常用典型设备72

3.6.1 轴承内外圈磁粉探伤机72

3.6.2 轮对磁粉探伤机73

3.6.3 车轴荧光磁粉探伤机73

3.6.4 旋转磁场井式车钩零件探伤机74

3.6.5 悬吊件磁粉探伤机74

3.6.6 货车摇枕侧架磁粉探伤机75

3.6.7 齿轮磁粉探伤机75

3.6.8 转向架构架整体磁化探伤机76

4 磁粉检测器材77

4.1 磁粉77

4.1.1 磁粉的分类77

4.1.2 磁粉的性能及测试78

4.2 载液85

4.2.1 油性载液85

4.2.2 水载液85

4.3 磁悬液86

4.3.1 磁悬液浓度86

4.3.2 磁悬液浓度快速测定87

4.3.3 磁悬液配制87

4.4 反差增强剂89

4.4.1 应用89

4.4.2 配方、施加及清除89

4.5 标准试片与标准试块90

4.5.1 标准试片90

4.5.2 标准试块（B型、E型、1型、2型）94

4.5.3 自然缺陷试块和专用试块98

4.5.4 提升力试块98

5 磁粉检测工艺99

5.1 磁粉检测方法分类99

5.1.1 磁粉检测的分类方法99

5.1.2 连续法和剩磁法100

5.1.3 干法和湿法102

5.1.4 荧光磁粉检测与非荧光磁粉检测103

5.1.5 磁粉检测——橡胶铸型法103

5.1.6 磁橡胶法104

5.2 磁粉检测程序104

5.2.1 检测时机104

5.2.2 预处理105

5.2.3 磁化、施加磁粉或磁悬液106

5.2.4 磁痕观察、记录与缺陷评级106

5.3 退磁107

5.3.1 剩磁的产生与影响108

5.3.2 退磁的原理108

5.3.3 退磁方法和退磁设备109

5.3.4 退磁注意事项111

5.3.5 剩磁测量112

5.4 后处理与合格工件的标记112

5.4.1 后处理112

5.4.2 合格工件的标记112

5.5 超标缺陷磁痕显示的处理和复验113

5.6 检测记录和检测报告113

5.7 影响磁粉检测灵敏度的主要因素114

5.7.1 磁化114

5.7.2 磁介质115

5.7.3 设备性能117

5.7.4 工件材质、形状尺寸和表面状态117

5.7.5 缺陷自身的因素119

5.7.6 工艺操作119

5.7.7 检测人员素质120

5.7.8 检测环境的条件120

5.8 磁粉检测作业指导书的编制122

6 磁痕分析127

6.1 磁痕分析的意义127

6.1.1 什么是磁痕127

6.1.2 磁痕的分类127

6.1.3 磁痕分析的意义128

6.1.4 磁痕分析的方法128

6.2 相关磁痕129

6.2.1 原材料缺陷及磁痕特征129

6.2.2 铸造缺陷及磁痕特征130

6.2.3 锻造缺陷及磁痕特133

6.2.4 焊接缺陷及磁痕特征135

6.2.5 热处理缺陷及磁痕特征136

6.2.6 机加工缺陷及磁痕特征138

6.2.7 在役缺陷磁痕显示特征及分析139

6.3 非相关磁痕139

6.4 伪磁痕143

7 常用零部件磁粉检测145

7.1 焊接件磁粉检测145

7.1.1 焊接件检测的内容与范围145

7.1.2 检测方法选择146

7.1.3 焊接件检测实例146

7.2 锻钢件磁粉检测151

7.2.1 锻钢件检测的特点151

7.2.2 锻钢件检测方法选择152

7.2.3 锻钢件检测实例152

7.3 铸钢件磁粉检测155

7.3.1 铸钢件检测的特点155

7.3.2 铸钢件检测实例155

7.4 在役与维修件磁粉检测156

7.4.1 在役与维修件磁粉检测的特点156

7.4.2 在役与维修件检测实例156

7.5 特殊工件的磁粉检测157

7.5.1 带覆盖层工件157

7.5.2 需要检查内腔的工件158

7.5.3 过渡级钢和超高强度钢在磁粉检测中遇到的问题159

7.5.4 板弯型材磁粉检测160

7.5.5 带螺纹或键槽的工件161

7.5.6 异形件磁粉检测161

8 轨道交通装备典型零部件磁粉检测应用162

8.1 车轴（轮对）磁粉检测162

8.1.1 车轴（轮对）162

8.1.2 车轴（轮对）磁粉检测165

8.2 车轮的磁粉检测169

8.2.1 车轮的制造工艺169

8.2.2 检测工艺要点169

8.3 齿轮的磁粉检测172

8.3.1 齿轮的制造工艺172

8.3.2 齿轮磁粉检测173

8.4 机车车辆用制动盘磁粉检测176

8.4.1 机车车辆用制动盘176

8.4.2 制动盘磁粉检测177

8.5 轴承零件磁粉检测178

8.5.1 轴承概述178

8.5.2 轴承生产及检修179

8.5.3 轴承磁粉检测179

8.6 摇枕侧架磁粉检测183

8.6.1 概述183

8.6.2 制造工艺流程184

8.6.3 磁粉检测184

8.7 车钩缓冲装置磁粉检测187

8.7.1 概述187

8.7.2 制造工艺流程188

8.7.3 钩体、钩舌、钩尾框磁粉检测189

8.7.4 缓冲器箱体磁粉检测192

8.8 钢制螺旋弹簧磁粉检测193

8.8.1 弹簧概述193

8.8.2 钢制螺旋弹簧制造工艺194

8.8.3 钢制螺旋弹簧磁粉检测194

9 磁粉检测质量控制与安全防护199

9.1 磁粉检测质量控制199

9.1.1 概述199

9.1.2 人员资格控制199

9.1.3 设备与仪器控制199

9.1.4 材料有效性控制200

9.1.5 系统综合性能实验203

9.1.6 文件记录与工艺方法控制203

9.1.7 检测环境的控制204

9.1.8 质量控制周期205

9.2 安全防护206

9.2.1 概述206

9.2.2 机械与操作安全206

9.2.3 电气安全207

9.2.4 磁粉检测器材的安全使用209

9.2.5 防火防爆安全209

10 实验211

10.1 通电圆柱导体周围的磁场分布测试211

10.2 螺管线圈磁场分布和有效磁化范围的测试212

10.3 线圈开路磁化L/D值对退磁场影响的实验213

10.4 触头法磁场分布和有效磁化范围测试214

10.5 磁轭法和交叉磁轭法有效磁化范围测试215

10.6 干法和湿法检测灵敏度对比实验216

10.7 检测介质的检测217

10.8 对检测室的白光照度和紫外辐照度的测试218

10.9 退磁方法和退磁效果实验219

10.10 磁悬液浓度和污染实验220

10.11 磁粉检测综合性能实验220

10.12 焊接产品的磁粉检测221

10.13 铸（锻）件产品的磁粉检测224

附录A 国内外常用磁粉检测标准目录227

附录B 部分常用钢材磁特性233

附录C 磁粉检测使用的单位制及换算关系236

参考文献239