航空航天業(yè)是一個(gè)價(jià)值數(shù)十億美元的行業(yè)，并且具有進(jìn)一步增長的潛力。飛機(jī)上投資了數(shù)十億美元，制造錯(cuò)誤和零件故障的影響可能相當(dāng)嚴(yán)重。如果未正確分析這些零件的功能性和準(zhǔn)確性，則使用這些零件的操作員的生命可能會受到威脅。

不僅如此，用于生產(chǎn)這些重要部件的資金中很大一部分可能會損失。

設(shè)備維護(hù)包括測試，這是避免這些災(zāi)難性故障的必要步驟。評估資產(chǎn)和產(chǎn)品的組件、設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和原材料至關(guān)重要。這些程序可分為破壞性測試或非破壞性測試，具體取決于測試完成后測試組件的狀況。

破壞性測試是在測試過程中組件損壞或毀壞時(shí)使用的測試技術(shù)。相比之下，非破壞性測試是在不損壞被測試設(shè)備的情況下進(jìn)行的。磁粉檢測 (MPI) 是一種無損檢測 (NDT) 技術(shù)，用于檢測鐵磁材料的表面和地下缺陷。

在本文中，我們將討論磁粉檢測、磁粉檢測與無損檢測之間的區(qū)別（如果有的話）、其優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)以及執(zhí)行磁粉檢測的不同技術(shù)。

什么是磁粉檢測？

磁粉檢測 (MPI) 是一種無損檢測 (NDT) 技術(shù)，用于檢測鐵磁材料的表面和地下缺陷。通過使用磁場查找材料中的不連續(xù)性，MPI 可以快速準(zhǔn)確地評估材料的狀況。

這種檢測方法很流行、可靠且經(jīng)濟(jì)。它用于查找鐵磁材料的表面和地下缺陷，例如裂縫、搭接、接縫和孔隙。除了生產(chǎn)電氣和醫(yī)療設(shè)備外，MPI 還經(jīng)常用于核工業(yè)、航空航天工業(yè)和汽車工業(yè)。

什么是 NDT？

無損檢測 (NDT) 是一種測試技術(shù)，用于評估材料、組件或系統(tǒng)的特性而不會造成損壞。使用 NDT，可以發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致故障或性能不佳的故障、裂紋、腐蝕和其他缺陷。許多材料，如金屬、聚合物、復(fù)合材料和陶瓷，都可以進(jìn)行無損檢測。

航空航天、汽車和能源行業(yè)只是采用無損檢測的少數(shù)幾個(gè)行業(yè)。無損檢測技術(shù)包括目視檢查、渦流檢測、射線照相術(shù)、超聲波檢測和磁粉檢測。無損檢測是一種有用的質(zhì)量控制和安全技術(shù)，因?yàn)樗梢栽谌毕菰斐蓡栴}之前發(fā)現(xiàn)它們。

NDT 和 MPI 有什么區(qū)別？

NDT 和 MPI 之間的主要區(qū)別在于，MPI 專門用于檢測鐵磁材料中的缺陷，而 NDT 是一個(gè)通用術(shù)語，用于描述用于評估材料或組件狀況而不會造成損壞或破壞的各種技術(shù)。

此外，MPI 是一種非侵入性技術(shù)，這意味著它不需要從被檢查的物體上去除材料。

磁粉檢測的歷史

利用磁場查找鐵磁材料中的不連續(xù)性的概念是由德國物理學(xué)家 Heinrich Barkhausen 在 20 世紀(jì)初提出的。這就是磁粉檢測 (MPI) 的起源。美國科學(xué)家和發(fā)明家 Morris Cohen 在 20 世紀(jì) 20 年代擴(kuò)展了這種方法。

Cohen 創(chuàng)造了一種磁化鐵磁材料并隨后在其中分散鐵屑的技術(shù)。然后他用光源照射鐵屑以尋找任何材料不連續(xù)性。

從那時(shí)起，MPI 作為一種無損檢測技術(shù) (NDT) 而廣受歡迎。它經(jīng)常用于查找制造、航空航天和汽車行業(yè)的零件、焊縫和組件中的故障。此外，MPI 在石油和天然氣領(lǐng)域用于識別壓力容器和管道中的故障。

如今，MPI 是廣泛使用的 NDT 技術(shù)之一。它用于檢測從金屬到塑料等各種材料的表面和表面下缺陷。它是一種快速、準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)的方法，可以在不破壞材料的情況下評估材料狀況。

磁粉檢測如何工作？

磁粉檢測技術(shù)利用磁場來查找材料不連續(xù)性，從而能夠快速準(zhǔn)確地評估材料的狀態(tài)。在執(zhí)行磁粉檢測之前，須先對物體進(jìn)行磁化。使用強(qiáng)大的磁場對物體進(jìn)行此操作。金屬粉塵（例如鐵屑）在物體磁化后施加到物體表面。材料中的任何不連續(xù)性都將被這些粒子吸引，從而使它們在檢測中顯而易見。

磁化過程很重要，以確保磁場足夠強(qiáng)以吸引粒子。根據(jù)被測試材料的種類，可以使用幾種磁化技術(shù)。例如，對于鋼或鐵，可以采用直流 (DC) 磁化方法；但是，對于鋁或不銹鋼，可以使用交流 (AC) 方法。

金屬薄片在物體磁化后施加到物體表面。為此，可以使用噴霧系統(tǒng)或?qū)㈩w粒灑在表面上。材料中的任何不連續(xù)性都會被粒子吸引，使它們在檢查中顯而易見。然后，檢查員將能夠發(fā)現(xiàn)物質(zhì)中的任何瑕疵，如夾雜物、孔隙或裂縫。

需要注意的是，磁化過程產(chǎn)生的磁場須足夠強(qiáng)才能吸引粒子。如果磁場不足，粒子可能不會被吸引到不連續(xù)處，這將使它們很難被發(fā)現(xiàn)。為了識別任何不連續(xù)性，確保粒子均勻分布在物體表面也很重要。

檢查完成后，須從物體上去除任何剩余的粒子。這通常使用真空系統(tǒng)或濕式工作臺來完成。最后，須對物體進(jìn)行消磁，以消除任何殘留磁性。

磁化物體

磁粉檢測方法的第一階段是磁化物體。要產(chǎn)生磁場，須讓電流通過材料。任何材料不連續(xù)性，如裂紋、孔隙度或其他缺陷，都可以使用磁場來發(fā)現(xiàn)。

根據(jù)被檢測物質(zhì)和預(yù)期結(jié)果，可以使用多種施加磁化電流的方法。通常，使用電流發(fā)生器（如直流電源或交流發(fā)電機(jī)）來施加電流。電流要么直接施加到材料上，要么使用柔性線圈或電磁軛來感應(yīng)。

磁化材料時(shí)，考慮電流的方向很重要。為了保證靈敏度，電流應(yīng)垂直于材料表面施加。為了確保磁場足夠強(qiáng)大以檢測不連續(xù)性，還應(yīng)以適當(dāng)?shù)某掷m(xù)時(shí)間和強(qiáng)度施加電流。

考慮被檢查內(nèi)容的類型也很重要。鋁和銅是軟材料，所需電流小于鋼和鐵，而鋼和鐵是硬材料。電流強(qiáng)度和長度也會受到所尋找的不連續(xù)性類型的影響。例如，可能需要較長的時(shí)間段才能找到裂縫，而較短的時(shí)間段可能足以找到孔隙。

在物體上散布金屬顆粒

物體被磁化后，金屬顆粒會散布在物體表面。這些顆粒可能是干的，也可能懸浮在液體中，例如水或油。磁場吸引粒子，使它們能夠輕松檢測物質(zhì)中的任何磁異常或不連續(xù)性。粒子會聚集在缺陷附近，因此很容易發(fā)現(xiàn)和測量它們。缺陷的類型也可以通過觀察粒子的大小和形狀來確定。例如，如果粒子很長，則可能是材料裂紋的跡象。

為什么磁粉檢測很重要？

磁粉檢測 (MPI) 是一種重要的無損檢測 (NDT) 技術(shù)，用于檢測鐵磁材料的表面和地下缺陷。作為許多行業(yè)的有用工具，MPI 提供了一種快速、準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)的方式來評估材料的狀態(tài)。

MPI 廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、海洋等多個(gè)領(lǐng)域。MPI 在航空航天領(lǐng)域用于查找飛機(jī)部件的缺陷，例如機(jī)身框架的疲勞或渦輪葉片的裂紋。MPI 在汽車領(lǐng)域用于檢查焊縫、發(fā)動機(jī)缸體和其他部件。

對于許多行業(yè)來說，MPI 因其準(zhǔn)確性和可負(fù)擔(dān)性而成為一種關(guān)鍵工具。MPI 是一種快速可靠的查找材料缺陷的方法，可以準(zhǔn)確及時(shí)地評估材料的狀態(tài)。這減少了昂貴的維修或更換的可能性，并有助于驗(yàn)證組件是否符合安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

使用磁粉檢測的好處

與其他 NDT 方法相比，MPI 具有許多優(yōu)勢，使其成為許多應(yīng)用的理想選擇。使用 MPI 的主要好處包括：

快速準(zhǔn)確的結(jié)果：MPI 可以快速準(zhǔn)確地檢測缺陷，從而可以快速可靠地評估材料的狀況。

成本效益：與其他 NDT 技術(shù)相比，MPI 是一種經(jīng)濟(jì)的測試方法。

非破壞性：MPI 是一種非破壞性測試方法，這意味著被測試的材料在此過程中不會改變或損壞。

便攜性：MPI 需要的設(shè)備很少，可以輕松運(yùn)輸?shù)讲煌恢?，使其成為現(xiàn)場測試的選擇。

多功能：MPI 可用于檢測各種缺陷，包括裂紋、空隙、夾雜物和其他不連續(xù)性。

磁粉探傷的缺點(diǎn)

磁粉探傷僅限于鋼、鑄鐵等鐵磁性材料。不能檢查有色金屬材料。

檢查僅限于小部分。檢查大型部件可能需要使用特殊設(shè)備。

磁化設(shè)備的訪問可能是一個(gè)問題。

磁通量和指示須對齊才能獲得正確的結(jié)果。

設(shè)備須校準(zhǔn)，并且沒有永久的結(jié)果記錄。