[科普中国]-固定式磁粉探伤机

固定式磁粉探伤机是一种安装在固定场所的磁粉探伤机。其最大磁化电流从1000A到10000A以上，电流可以是直流电流，也可以是交流电流。采用直流电流的设备多数是用低压大电流经过整流得到。随着电流的增大，设备的输出功率、外形尺寸和重量都相应增大。它主要适用于中小型工件的批量探伤，在机械制造业中得到广泛地应用。1

设备概述磁粉探伤机通常按其使用方法分为固定式、移动式和便携式三类。

固定式磁粉探伤机也称为卧式磁粉探伤机，这类设备固定在某个场合使用，其整机尺寸和重量都比较大。这类设备的整机尺寸、重量以及最大输出功率都随额定磁化电流的增大而增大。所用的磁化电流在额定值范围内可任意调节。这类设备主要由低压大电流的磁化电源，夹持工件实施周向磁化的装夹装置，用于纵向磁化(可含退磁)的可移动线圈和用于储存、搅拌、喷洒磁悬液的喷洒系统，以及控制电路、指示仪表等组成，可对工件进行周向磁化、纵向磁化，有的能进行周向、纵向复合磁化，磁化后可进行退磁，检测功能较为齐备。1

这类设备能检测的最大截面受最大磁化电流和夹头中心高的限制，夹头间距可以调节，以适应不同长度工件的夹紧和检查，能检测的工件长度受最大夹头间距的限制。1

发展情况由于电子技术的发展，国内外磁粉探伤机普遍采用了晶闸管整流技术和计算机程控技术，使得磁粉探伤机体积向小型化、多功能化方向发展。大功率直流磁化装置、快速断电控制器、强功率紫外线灯及高亮度荧光磁粉的应用使得固定式设备应用更为广泛，一些原来由人工控制的磁化电流调节及浇液系统已实现自动控制，包括适配的计算机化的数据采集系统和激光扫查组件在国外也开始使用。

常见的国产通用固定式磁粉探伤机有CJW、CEW、CXW、CZQ等多种形式，它们的功能比较全面，能采用多种方法对工件实施检查，但与专用半自动化探伤机相比较检测效率不如后者。

工作原理固定式磁粉探伤机装有一个低电压大电流的磁化电源和可移动的线圈(或固定线圈所形成的极间式磁轭)，可以对被检工件进行多种方式的磁化。如对工件进行直接通电周向磁化或使电流穿过中心导体使工件得到感应磁化，或用通电线圈及极间磁轭对工件进行纵向磁化，还可以产生合成磁场对工件进行各种形式的多向磁化，还能用交流电或直流电对工件退磁。在磁化时，工件水平(卧式)或垂直(立式)夹持在磁化夹头之间，磁化电流可从零至最大激磁电流之间进行调节。设备所能检测工件的最大截面受最大激磁电流的限制。探伤机的夹头距离可以调节．以适应不同长度工件的夹持和检查。但是，所能检查的工件长度及最大外形尺寸受到磁化夹头的最大间距和夹头中心高的限制。1

固定式磁粉探伤机通常用于湿法检查。探伤机有储存磁悬液的容器及搅拌用的液压泵和喷枪。喷枪上有可调节的阀门，喷洒压力和流量可以调节。这类设备还常常备有支杆触头和电缆，以便对搬上工作台有困难的大型工件实施支杆通电法或电缆缠绕法探伤。图3.1为部分探伤机采用不同磁化电流的磁化原理图。

组成结构固定式磁粉探伤机一般包括以下几个主要部分，磁化电源、螺管线圈、工件夹持装置、指示装置、磁悬液喷洒装置、照明装置和退磁装置等。

磁化电源磁化电源是磁粉探伤机的核心部分，它是通过调压器将不同的电压输送给主变压器，有主变压器提供一个低电压大电流输出，输出的交流电或整流电可直接通过工件或通过穿入工件内孔的中心导体，或者通入线圈，对工件进行磁化。

调压器通常采用两种结构：

(1) 自耦变压器 利用改变自耦变压器的匝数来改变降压变压器的初级电压，达到调节磁化电流大小的作用，其分压方式有触头式和电机带动式，前者每个抽头都可以作为输入端，用手动调节。后者磁化电流连续可调。但不允许在带点的情况下调节，否则容易导致调压器损坏。

（2）晶闸管调压 将反并联的两只晶闸管（或一只双向晶闸管）与降压变压器的初级线圈联接。利用调整晶闸管的导通来改变降压变压器的初级电压。起到调节磁化电流大小的作用。晶闸管有单向导电性，触发电压使晶闸管轮流导通，交流电的上、下半周各通过一个晶闸管。使磁化电流无触头连续可调，以实现用小电流触发和调节大电流。

螺管线圈固定式探伤机应有螺管线圈，对工件进行纵向磁化，也可以用以对工件退磁。

工件夹持装置固定式探伤机都有夹持工件的磁化夹头或触头。为了适应不同规格的工件，夹头的间距是可调的，调节可用电动、手动或气动等多种形式。电动调节是利用行程电机和传动机构使夹头在导轨上来回移动。手动调节是利用齿轮与导轨上的磁条磁合传动，使磁化夹头沿导轨移动。或用手推动磁化夹头在导轨上移动，夹紧工件后自锁。气动夹持是用压缩空气通入气缸中，推动活塞带动夹紧工件。有些探伤机的磁化夹头可沿轴旋转360度，磁化夹头夹紧工件后一起旋转。保证工件周向各部位有相同的检测灵敏度。在磁化夹头上应包上铅垫或铜编织网，以利接触，防止打火烧伤工件。

指示装置磁粉探伤机的指示装置主要指电流表和电压表。

电流表又称安培表，分为直流电流表和交流电流表。交流电流表与互感器联结，测量交流磁化电流的有效值。直流电流表与分流器联接，测量直流磁化电流的平均值。

一般为额定周向磁化电流大于2000A的电流表，为了准确反映低安培电流值，刻度应分为0~1000A低量程和1000A至额定周向磁化电流（如10000A）高量程两档读数。数字电流表不需分档。

有些设备上装有表示晶闸管导通角，表示大致的磁化电流值。还有一些老设备上装有表示螺管线圈空载时中心磁场强度的表。

磁悬液喷洒装置固定式探伤机的磁悬液喷洒装置由磁悬液槽、电动泵、软管和喷嘴组成。磁悬液槽用于储存磁悬液并通过电动泵叶片将槽内磁悬液搅拌均匀。依靠泵的压力使磁悬液通过软管从喷嘴喷洒到工件上。

在磁悬液槽的上方装有格栅，用以摆放工件和滴落回收磁悬液。为防止铁削杂物进入磁悬液槽内，在回流口上装有过滤网。

照明装置（1）发光的物体成为光源，也成为发光体。

非荧光磁粉检测时，在波长范围为400~760nm的可见光下观察磁痕。可见光是指目视可见的光，即包括红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色的光。荧光磁粉检测时，在波长范围为320~400nm的黑光下观察磁痕 ，磁痕被黑光照射激发出波长为510~550nm的黄绿色荧光。

许多原来在可见白光下不发光的物质，在紫外线的照射下能够后发光。这种现象称为光致发光。光致发光的物质，在外界光源移去后，经过很长时间才停止发光，这种光称为磷光。这种物质成为磷光物质。在外界光源移去后立即停止发光，这种光成为荧光。这种物质成为荧光物质。

（2）紫外线 紫外线是指波长为100~400nm的不可见光，其波谱图位于可见光和X射线之间，不是所有的紫外线都可以用于荧光磁粉检测。只有波长为320~400nm的黑光才能用于荧光磁粉检测。

国际照明委员会吧紫外线分成如下三种范围。

波长320~400nm的紫外线成为uv-a，黑光或长波紫外线，uv-a波长的紫外线，使用于荧光磁粉检测，他的峰值波长为365nm。

波长为280~320nm的紫外线称为uv-b或中波紫外线。又称红斑紫外线。uv-b具有使皮肤变红的作用。还可引起晒斑和雪盲，不能用于磁粉检测；

波长100~280的紫外线常委uv-c或短波紫外线，uv-c具有光化和杀菌作用，能引起猛烈的燃烧。还伤害眼睛，也不能用于磁粉检测。

分类固定式磁粉探伤机根据其使用范围又可分为通用型和专用型，通用型使用范围广，专用型仅适用于批量大的一个或几个形状特殊的工件，专用型常常设计成两个或两个以上磁场同时磁化工件的复合磁化(多向磁化)形式，以提高效率，降低检测成本。1

主要用途固定式磁粉探伤机的体积和重量大，额定周向磁化电流一般从1000~10000A甚至更多，随着电流值的增加，设备的输出功率、外形尺寸和重量都相应增加。能进行通电法、中心导体法、感应电流法、线圈法、磁轨法整体磁化或复合磁化等，带有照明装置，退磁装置和磁悬液搅拌、喷洒装置，有夹持工件的磁化夹头和放至工件的工作台及格栅，适用于对中小工件的探伤。还常常备有触头和电缆。以便对搬上工作台有困难大型工件进行探伤。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学