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🔩 焊缝磁粉检测（MT）——在两个垂直方向上磁化，切向磁场2–6 kA/m

材料与无损检测 PN-EN ISO 17638

三句话速览

在已磁化的焊缝和热影响区上施加检测介质；不连续上方的漏磁场聚集铁磁性颗粒，形成显示。该检测依据 PN-EN ISO 17638:2017-01；材料：仅限铁磁性材料；对非磁性材料（如奥氏体钢）不可行。整个程序共 8 个步骤；主要用于：检出铁磁性钢焊缝和热影响区中的表面裂纹和未熔合、检测铸件、锻件以及汽车、航空、铁路和造船工业的零部件、检测齿轮、车轴、轴、传动装置、销、链条和吊钩。

要点速览

  • 标准: PN-EN ISO 17638:2017-01
  • 类别: 材料与无损检测
  • 操作步骤数: 8
  • 材料: 仅限铁磁性材料；对非磁性材料（如奥氏体钢）不可行
  • 推荐切向磁场: 焊缝中的结构钢为2 kA/m至6 kA/m（有效值）
  • 磁化方向: 两个大致垂直的方向，偏差不超过30°；不推荐仅在一个方向上检测

概述

本标准规定了用磁粉法检测铁磁性材料焊缝（包括热影响区）表面缺欠的技术。这些技术适用于大多数焊接方法和接头形式；附录A描述了灵敏度更高或更低的基本技术变体。本标准不规定显示的验收等级——验收等级见ISO 23278或产品标准、应用标准。第二版ISO 17638:2016作废并取代经技术修订的第一版ISO 17638:2003。

该方法是一种表面方法，利用感应磁场在不连续处发生漏磁的现象。磁场只能在铁磁性材料中感应，因此无法对非磁性材料（如奥氏体钢）进行检测。可检出表面不连续和相对较大的近表面不连续：交流磁化时可达表面以下约2 mm，直流磁化时甚至可达3 mm。该方法可检出长度约3 mm起、宽度0.001 mm起、深度0.1 mm的不连续；可检出性随材料磁导率的提高而提高。可显示表面裂纹、未熔合、折叠、撕裂、非金属夹杂、气孔和腐蚀坑。

本标准引用ISO 3059（观察条件）、ISO 9934-1（总则）、ISO 9934-2（检测介质）和ISO 9934-3（设备），术语取自ISO 12707和ISO 17635。用于最终验收的检测和结果评定应由合格人员进行；推荐按ISO 9712或等效标准在相应工业领域的适当等级进行资格鉴定。

方法原理

将被检区域磁化，使铁磁性材料中有磁通流过。不连续会局部增大磁阻并使磁力线偏转；当其位于表面或表面下浅处时，磁场部分在材料外部通过，铁磁性粉末在此区域聚集，形成显示。可检出性取决于缺欠主轴与磁场方向之间的夹角：两者垂直时最高，而与磁场平行的缺欠可能检不出。因此，为检出所有取向的缺欠，焊缝在两个大致相互垂直的方向上磁化，偏差不超过30°。对焊缝中的结构钢，推荐切向磁场2 kA/m至6 kA/m（有效值）。显示是定性的——可以确定缺陷位置，但不能确定其深度。

应用领域

关键参数

参数数值
材料仅限铁磁性材料；对非磁性材料（如奥氏体钢）不可行
推荐切向磁场焊缝中的结构钢为2 kA/m至6 kA/m（有效值）
磁化方向两个大致垂直的方向，偏差不超过30°；不推荐仅在一个方向上检测
磁通路径宽度d不小于焊缝和热影响区宽度加50 mm；焊缝和热影响区始终位于有效区域内
检测深度交流时可达表面以下约2 mm，直流时约3 mm
可检出的最小不连续长度约3 mm起，宽度0.001 mm起，深度0.1 mm
验收等级本标准不规定验收等级——见ISO 23278或产品标准和应用标准

标准

标准编号
PN-EN ISO 17638:2017-01
标准名称（波兰语）
Badania nieniszczące spoin — Badania magnetyczno-proszkowe
标准名称（英语）
Non-destructive testing of welds — Magnetic particle testing

分步操作程序

  1. 检测前的约定

    确定检测程序、无损检测人员资格认证要求、检测覆盖范围、构件的制造阶段、所用检测技术、系统性能检查、必要的退磁、验收等级以及对不可接受显示的处理方式。

  2. 补充信息

    必要时收集母材和焊缝金属的种类和牌号、焊接方法、被检焊缝的位置和范围、接头坡口和尺寸、返修的位置和范围、焊后处理以及表面状态。

  3. 表面制备

    被检区域必须干燥，除非使用适用于湿表面的检测介质。必要时用砂纸或局部打磨改善表面状态，以便准确解释显示；清理不得损害材料、表面状态或检测介质。检测介质应在制造商规定的温度范围内使用。

  4. 磁化

    使用交流电磁轭、带触头的通电设备，或邻近导体、穿过导体或线圈。使用触头时，采取措施限制接触点过热、烧伤和打火；清除打火痕迹，并用适当方法检查该区域。

  5. 磁化验证

    确认表面有足够的磁感应强度：检测在最不利位置带有细小不连续的参考构件，用霍尔探头尽可能靠近表面测量切向磁场强度，计算推荐切向磁场所需的近似电流值，或采用基于公认原理的其他方法。

  6. 方向和检测区域

    在两个大致垂直的方向上磁化（偏差不超过30°）。注意在磁极和触头尖端附近，由于磁场强度过大存在不可检测区域，表现为颗粒“起毛”；保证被检区域适当重叠。

  7. 施加介质和观察

    施加干粉或磁悬液；湿法时宜使表面倾斜，使多余部分流走。在符合ISO 3059的条件下观察显示。识别由表面制备不良、磁场感应不良、几何不连续（缺口、缝隙、截面变化、螺纹）和组织不均匀引起的伪显示。

  8. 评定、记录和退磁

    按采用的验收等级（如ISO 23278）评定显示，用草图或照片记录，编写检测报告，必要时对构件退磁并清除检测介质。

所需设备与仪器

设备示例参考价格
交流电磁轭标准规定的基本设备；磁场在磁极之间呈直线分布，最易检出与磁轭轴线垂直的缺陷。永久磁铁和直流电磁铁仅在询价和订货时约定后方可使用—
带触头的通电设备铜触头；磁场围绕触头呈圆周分布，可检出纵向缺陷。需仔细清理接触点，以减少烧伤和打火—
磁化电缆和线圈邻近导体或穿过导体，或穿过式线圈（圆形、方形或由电缆绕成）——磁场沿线圈轴向，可检出横向缺陷—
霍尔探头（切向磁场测量仪）尽可能靠近表面测量切向磁场强度，以确认磁化—
磁通指示器（片状）接触式指示器，用于大致判断切向磁场的大小和方向；不用于确认磁场强度是否足够—
UV-A灯和照度计按ISO 3059的观察条件——用于荧光和非荧光介质—
退磁器必要时检测后对构件退磁—

试剂、培养基与耗材

试剂CAS详情
干磁粉—含纯铁、铁氧化物（Fe3O4或Fe2O3）、铁氧体或镍合金的颗粒；推荐用于粗糙表面。检测介质按ISO 9934-2
水基磁悬液—湿法：成本较低，显示较快，不燃，对环境危害较小且易于清除，但可能引起表面腐蚀和电气短路
油基磁悬液—颗粒分散良好，不引起腐蚀和短路，但价格较高、易燃、显示较慢并释放有害蒸气；因发热和火灾风险，不得与通电磁化同时使用
荧光磁粉—用于紫外光下观察；湿法灵敏度高于干法
反差增强剂—用于黑色或彩色非荧光磁粉之下，以提高显示的对比度

职业健康与安全

常见问题

该检测依据哪项标准？

该检测依据的标准为 PN-EN ISO 17638:2017-01 — 《Non-destructive testing of welds — Magnetic particle testing》。

该方法的原理是什么？

将被检区域磁化，使铁磁性材料中有磁通流过。不连续会局部增大磁阻并使磁力线偏转；当其位于表面或表面下浅处时，磁场部分在材料外部通过，铁磁性粉末在此区域聚集，形成显示。

测量范围和准确度是多少？

材料：仅限铁磁性材料；对非磁性材料（如奥氏体钢）不可行；推荐切向磁场：焊缝中的结构钢为2 kA/m至6 kA/m（有效值）；磁化方向：两个大致垂直的方向，偏差不超过30°；不推荐仅在一个方向上检测；磁通路径宽度：d不小于焊缝和热影响区宽度加50 mm；焊缝和热影响区始终位于有效区域内。

完成检测需要多长时间？

整个程序共 8 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。

需要哪些设备？

交流电磁轭、带触头的通电设备、磁化电缆和线圈、霍尔探头（切向磁场测量仪）、磁通指示器（片状）、UV-A灯和照度计、退磁器。

该检测用于哪些场景？

检出铁磁性钢焊缝和热影响区中的表面裂纹和未熔合；检测铸件、锻件以及汽车、航空、铁路和造船工业的零部件；检测齿轮、车轴、轴、传动装置、销、链条和吊钩；检测高山索道和矿井提升设备的部件；生产过程中的检测和在役检测，也可在现场条件下进行。

需要采取哪些安全防护措施？

标准要求特别注意有毒、易燃和挥发性物质、电气安全以及未经过滤的紫外辐射；检测时在物体和设备附近产生强磁场——应将对磁场敏感的物品移出该区域；触头：接触不良时会过热、烧伤表面和打火；因火灾风险，油基磁悬液不得与通电磁化同时使用；水基磁悬液可能引起表面腐蚀和电气短路；油基磁悬液的蒸气危害健康和环境——通风、手套、呼吸防护。

哪家实验室可以开展此项检测？

该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 17638。

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