磁粉檢測針對表面或近表面缺陷有很高的檢測靈敏度、準確性和可靠性，是常用、直觀、經濟、快捷、可靠的常規無損檢測方法之一。便攜式磁軛法及交叉磁軛法磁粉檢測（以下簡稱磁軛法檢測）操作方便靈活、工藝簡單實用、檢測效率高，具有適合的靈敏度、適于現場檢測等特點。
應用現狀及特點
? 磁軛法檢測屬于應用型的無損檢測技術。在以鐵磁性材料為主的特種設備、造船等行業的原材料驗收、制造安裝過程的質量控制與產品質量驗收、使用中的定期檢驗與缺陷維修監測等幾個階段，均得到了廣泛的應用。
特種設備磁粉檢測部位、檢測比例、技術等級、合格級別及檢測時機等，均按TSG系列行業相關法規、GB/JB系列標準等的相關規定和要求執行。
鍋爐
相關法規：TSG G0001
執行檢測標準：NB/T 47013.4 (JB/T 4730.4)
合格級別： I
壓力容器
相關法規：TSG21-2016
執行檢測標準：NB/T 47013.4 -2015
合格級別： I
備注：16/10/01前為TSG R0004
壓力管道
相關法規：TSG D0001, GB/T 20801, GB 50235, GB 50184等
執行檢測標準：JB/T 4730.4
合格級別： I
備注：現為NB/T 47013.4
氣瓶
相關法規：TSG R0001-2014
執行檢測標準：相應標準的規定
補充要求：NB/T 47013.4-2015
起重機械
相關法規：GB 6067.1
執行檢測標準：JB/T 6061, JB/T 6062
客運索道
相關法規：TSG S7001-2013
執行檢測標準：NB/T 47013.4-2015
合格級別： Ⅱ
大型游樂設施
相關法規：GB 8408-2008
執行檢測標準：JB/T 4730.4
合格級別：Ⅲ
備注：現為NB/T 47013.4
原材料檢測
在原材料驗收、復驗檢測方面，檢測對象包括板材、棒材、管材、鍛件及鑄件等，也包括毛坯件及半成品(鋼坯、鑄件和鍛件)。
其典型的檢測方法常有磁軛或旋轉磁場交叉磁軛、非熒光磁粉水基或油基濕法；對較大型、表面粗糙的毛坯件，鑄鍛件等常用非熒光磁粉干法。
主要檢測缺陷有表面裂紋、白點、表面夾雜和折疊、分層、發紋等。
制造檢測
在承壓設備制造、安裝過程和產品驗收中，磁軛法檢測通常應在去除油漆、鍍層、防銹劑等表面覆蓋層、表面清理后進行。
檢測對象主要包括母材、熔合區與焊縫組成的對接焊接接頭表面、管座角接接頭表面、T 型接頭表面、坡口和鈍邊表面、焊縫層間表面等。
典型的方法有：非熒光磁粉水基或油基磁懸液濕法；對焊接過程中的焊縫層間表面檢測常采用非熒光磁粉干粉法；對大口徑接管內壁可采用磁軛法；超高壓人造水晶釜釜體內臺階也可采用交叉磁軛法；磁粉與工件表面顏色對比度不足時，通常可采用反差增強劑改善觀察效果。
主要檢測缺陷有表面橫向或縱向裂紋、弧坑裂紋、表面坡口未熔合、夾渣、未焊透等。
在用檢驗中的檢測
在在役維修、定期檢驗、在線監護監測中，磁軛法檢測通常應在去除油漆、鍍層等表面覆蓋層、表面清理后進行，也可有條件地帶非磁性覆蓋層進行。
檢測對象主要包括：抗拉強度下限值Rm ≥540 MPa的高強鋼、裂紋敏感材料和可能發生應力腐蝕裂紋的材料制承壓設備內表面對接接頭表面、承受應力集中、交變載荷的管座角接接頭表面、經檢查發現存在表面成形不良的部位以及認為必要的其他部位等。
典型的檢測方法有：非熒光磁粉水基磁懸液濕法；針對高強鋼、裂紋敏感材料和可能發生應力腐蝕裂紋的工件的熒光法等。
使用中常見的缺陷包括：疲勞裂紋、應力集中導致的開裂、應力腐蝕裂紋、表面坡口未熔合開裂、針孔腐蝕等各類局部腐蝕、氫損傷等。
技術標準現狀
? 通過參考、吸收以美國為代表的發達國家的相關思路和經驗，我國現已基本建立起了覆蓋磁粉檢測各個要素的、較為完整的磁粉檢測標準體系。
我國無損檢測通用方法標準由全國無損檢測標準化技術委員會(SAC/TC56)制定，具體的產品檢測標準由國家各產品標準化委員會制定。交叉磁軛法在國外應用受限，但在我國得到了最廣泛的應用。
現行磁軛法檢測相關標準：
NB/T 47013.1-2015
?承壓設備無損檢測 第1部分：通用要求?
NB/T 47013.4-2015
?承壓設備無損檢測 第4部分：磁粉檢測?
SY/T 4109-2013
?石油天然氣鋼質管道無損檢測?
GB/T 12604.5-2008
?無損檢測術語 磁粉檢測?
GB/T 15822.1-2005
?無損檢測 磁粉檢測 第1部分：總則?
GB/T 15822.2-2005
?無損檢測 磁粉檢測 第2部分：檢測材料?
GB/T 15822.3-2005
?無損檢測 磁粉檢測 第3部分：設備?
GB/T 26951-2011
?焊縫無損檢測 磁粉檢測?
GB/T 26952-2011
?焊縫無損檢測 焊縫磁粉檢測 驗收等級?
GB/T 23907-2009
?無損檢測 磁粉檢測用試片?
GB/T 9444-2007
?鑄鋼件磁粉檢測?
GB/T 5097-2005
?無損檢測 滲透檢測和磁粉檢測 觀察條件?
JB/T 6061-2007
?無損檢測 焊縫磁粉檢測?
JB/T 6063-2006
?無損檢測 磁粉檢測用材料?
JB/T 6065-2004
?無損檢測 磁粉檢測用試片?
JB/T 7411-2012
?無損檢測儀器 電磁軛探傷儀技術條件?
JB/T 6870-2005
?攜帶式旋轉磁場探傷儀 技術條件?
JB/T 6439-2008
?閥門受壓件磁粉探傷檢驗?
其中，NB/T 47013.4-2015為推薦性行業標準，經相關法規引用后具有強制性，在設計、材料、制造、安裝、使用、檢驗和修理過程中的檢測要求大部分按此標準執行。
應用研究成果
- 低頻磁軛磁化裝置已能夠發現距被檢表面6mm深的缺陷，可有效檢出深度達6~8mm的管道等對焊接頭根部未焊透等缺陷，具有寬廣的應用前景。
- 提升力是考核電磁軛磁化規范的主要性能指標，其除了與磁感應強度和截面積等相關外，還與材料(磁導率、電導率)及工件接觸間隙等因素有關；磁軛磁化規范大致與其提升力的平方根成正比、與其磁極間距的平方成反比等。
- 旋轉磁場交叉磁軛的提升力為兩磁軛的矢量和(≥118N，間隙0.5mm)；旋轉磁場交叉磁軛一般應采用移動方式進行磁化操作，且原則上宜在移動的狀態下進行綜合性能驗證暨系統靈敏度校驗等。
- 在不超負荷、輸出電壓比較穩定時，交流電磁軛的關節與檢測靈敏度無關。
- 在大型結構件上應用了脈沖磁化技術，充分驗證了該技術具有磁場飽和、靈敏度高、檢測速度快、勞動強度低、節約能源的特點，具有廣闊的應用前景。
- 研究了ASME規定的便攜式磁軛法應用范圍，試驗證實交流磁軛法近表面缺陷僅能檢出1mm以內的缺陷，在各種因素影響下應以0.5mm以內的缺陷作為檢測極限；直流磁軛法的有效性與板厚有關，但板厚超過5mm以后，其有效性不能得到完全滿足。
- 相關公司推出的Multipuls系列脈沖強磁場磁化技術，其利用極少電能就可實現大型、異型結構的大范圍磁化，可大大節省生產成本、提高檢測效率。
- 最新研發的充電攜帶式旋轉磁場探傷儀、鐵路專用一體式磁軛探傷儀，無需外接電源，實際使用表明其探傷靈敏度高，能夠滿足探傷要求，使用方便、安全。
- 數字成像技術應用于磁粉檢測中，既可實時成像，也可保存過程視頻，方便過程回放和結果研判；還可進一步通過圖像處理技術直接由設備自動判斷檢測結果的好壞。
- 采用AC磁軛法、觸頭法針對埋藏槽、埋藏橫孔和自然缺陷等近表面缺陷進行試驗，結果表明：對埋藏槽/埋藏橫孔的檢測深度，AC磁軛法為0.6mm/0.5mm，AC觸頭法為1.2mm/1.0mm，HWDC觸頭法為2.0mm/2.5mm；AC磁軛對自然缺陷的檢測深度為0.24~0.3mm。AC磁軛法對近表面缺陷的檢出能力是相當有限的，觸頭法對近表面缺陷的檢測深度較大，但工件表面灼傷嚴重。
本文作者：姚力，高級工程師，在中國空氣動力研究與發展中心主要從事承壓類特種設備檢驗，超聲、磁粉、滲透、聲發射檢測及人員培訓等工作。
節選自《無損檢測》2017年第12期“2017遠東無損檢測新技術論壇論文精選”