东莞市特种设备检测与节能技术服务中心有限公司
摘要：本文通过对一段铁磁性导轨分别采用荧光磁粉和非荧光磁粉进行磁粉检测，对比两种磁粉检测结果之间的差异，阐明荧光磁粉检测的优势和劣势。
关键词：荧光磁粉；非荧光磁粉；荧光磁粉检测；非荧光磁粉检测
1 简述磁粉检测
铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测能检测出铁磁性材料表面开口缺陷或近表面缺陷。根据磁化时施加的磁粉介质种类，检测方法分为湿法和干法；按照施加磁粉的时间，检验方法分为连续法和剩磁法；根据磁粉观察方式分为荧光磁粉和非荧光磁粉。
荧光磁粉是以磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰基磁粉为主，在铁粉外面用环氧树脂粘附一层荧光染料或将荧光化学染料化学处理在铁粉表面制作而成，在黑光灯照射下发出对人眼最敏感的色泽鲜明的黄绿色荧光。
非荧光磁粉常用的有四氧化三铁（Fe3O4）黑磁粉和三氧化二铁（Fe2O3）红褐色磁粉，检测时在可见光照射下观察磁痕显示。
2 实验前准备
实验在遮光能力满足荧光磁粉检测条件的暗室内进行，实验前把需要的各种仪器设备准备好，包括：
1、磁轭磁粉探伤仪，型号为ZCM-A2202，提升力≥45N；
2、黑光辐照度计，型号为UV-A；
3、可见光照度计，型号为TES1330A；
4、灵敏度试片型号为A1:30/100。
5、荧光磁粉种类：LY-20A，厂家推荐配置浓度：湿(3-7g/L)；
6、非荧光磁粉种类： Fe2O3红褐色磁粉，厂家推荐配置浓度：湿(10-25g/L)；
7、导轨（受检工件），导轨为铁磁性材料，材质为：45#，尺寸为：438×46×40mm（长×宽×高），见图1。
图1.导轨（实验前）
在实验开始前，先对工件表面进行表面清理，把工件受检表面的铁锈、油污等会影响检测结果的杂质去除，露出导轨金属光泽，保持工件受检表面的干净。
3 荧光磁粉与非荧光磁粉检测灵敏度结果
在检测实验开始前，必须先对检验磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能（系统灵敏度）进行验证，考察检测工艺规程和操作方法是否妥当，本次实验使用型号为A1：30/100的灵敏度试片来验证磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能，只有确定灵敏度达到要求后（即试片上的人工缺陷槽能清晰显示时），才能进行下一步的检测。
3.1 荧光磁粉检测灵敏度试验
参照NB47013.4-2015，在荧光磁粉检测时，要求工件表面的黑光辐照度应大于等于1000μW/cm2，可见光照度应不大于20lx。对检测现场工件表面采用黑光辐照度计（型号：UV-A）和可见光照度计（TES1330A）各实测3次，黑光辐照度数值分别为3210μW/cm2、2280μW/cm2和2240μW/cm2，均符合要求；可见光照度数值分别为0.72 lx、0.75 lx、0.71 lx，均符合要求。把A1:30/100试片上有人工缺陷的一侧面向工件受检表面，使用透明胶布贴紧试片，使试片与工件充分接触，再操作磁轭磁粉探伤机进行灵敏度试验，试验结果见图2。
图2.荧光磁粉灵敏度试片结果
3.2非荧光磁粉检测灵敏度试验
参照NB47013.4-2015，在非荧光磁粉检测时，缺陷的评定应在可见光下进行，要求工件表面可见光照度应大于等于1000lx。对检测现场工件表面可见光照度进行实测3次，可见光照度数值分别为1621lx、1555lx和1493lx，均符合要求。把A1:30/100试片上有人工缺陷的一侧面向工件受检表面，使用透明胶布贴紧试片，使试片与工件充分接触，再操作磁轭磁粉探伤机进行灵敏度试验，试验结果见图3。
图3. 非荧光磁粉灵敏度试片结果
3.3荧光磁粉与非荧光磁粉检测灵敏度结果对比
对比两种磁粉检测灵敏度结果（见图2和图3），当采用荧光磁粉检测时，试片上的人工缺陷磁痕能清晰显示，缺陷磁痕显示与背景对比明显，灵敏度高；当采用非荧光磁粉检测时，试片上的人工缺陷磁痕能显示，但比荧光磁粉检测时模糊，缺陷磁痕显示与背景对比不明显，灵敏度较低。
4 荧光磁粉与非荧光磁粉检测结果
在各自灵敏度试验结束后，使用荧光磁粉检测与非荧光磁粉检测分别对导轨进行磁粉检测，通过对两种检测结果的对比，来对比两种磁粉检测方法的差异。
4.1荧光磁粉检测结果
采用荧光磁粉检测时，能检测出长度大于1mm的缺陷，缺陷磁痕清晰，缺陷磁痕与背景对比明显，具有高灵敏度。检测结果见图4。
图4.荧光磁粉检测结果
4.2非荧光磁粉检测结果
采用非荧光磁粉检测时，对比同一受检部位，非荧光磁粉检测未能检测出长度为1mm的缺陷，仅能检测出长度大于3mm的缺陷，缺陷磁痕可见，但对比不如荧光磁粉检测明显。检测结果见图5。
图5.非荧光磁粉检测结果
3、荧光磁粉和非荧光磁粉检测结果对比
通过对比荧光磁粉和非荧光磁粉检测结果，得出如下小结：
（1）荧光磁粉检测能检出1mm以上的缺陷，而非荧光磁粉检测仅能检出3mm以上的缺陷，荧光磁粉检测能发现更小的缺陷，具有更高的检测灵敏度。
（2）荧光磁粉检测能发出人眼最敏感的黄绿色荧光，与工件表面对比度比非荧光磁粉检测高，缺陷磁痕显示更清晰。
5 荧光磁粉与非荧光磁粉检测环境要求
1、荧光磁粉检测对环境及操作要求高，检测效率低
荧光磁粉检测时必须在一个黑暗的环境里面进行，可见光照度应不大于20lx，并且采用黑光灯使黑光辐照度应大于等于1000μW/cm2，对检测环境要求高。
在使用黑光灯时检测人员操作很不方便。黑光灯必须在点燃3min后黑光输出达到最大值才能进行检测；发出的紫外线对人体有害，不能直对人的眼睛，也不能一直照射人的皮肤；使用中也要避免磁悬液溅到黑光灯上，使灯炸裂。另外，人员在黑暗的环境中进行检测不方便，检测效率较低。
因此，荧光磁粉检测对环境及检测人员操作要求高，检测效率较低。
2、非荧光磁粉检测对环境及操作要求低，检测效率高
非荧光磁粉检测对环境要求相对简单，只需要工件表面光照度大于等于1000lx即可。如果现场光线不足，配备1支LED强光手电筒即可保证工件表面光照度要求，LED强光灯除不能直接照射人眼外，对人体没有其他危害性。检测人员在充足的光线下进行检测也会更加安全、方便快捷，检测速度会更快。
因此，非荧光磁粉检测对环境及操作要求低，检测效率会更高。
6 结论
通过对比实验可得出非光磁粉检测的优势和劣势：
1、荧光磁粉检测具有更高的检测灵敏度，与工件表面背景对比明显；
2、荧光磁粉检测对检测环境要求更高；
3、荧光磁粉检测对检测人员的操作要求更高；
4、荧光磁粉检测相对非荧光磁粉检测效率较低；
因此，当受检工件对灵敏度要求更高，要求检测出更小缺陷，且现场检测环境能满足荧光磁粉检测要求时，适宜采用荧光磁粉检测；当受检工件对灵敏度要求不高或现场检测环境不能满足荧光磁粉检测要求时，适宜采用非荧光磁粉检测。
参考文献
[1]NB/T47013.4-2015.承压设备无损检测第4部分：磁粉检测.
论文作者:侯凌月
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/11
标签：荧光论文; 磁粉论文; 工件论文; 灵敏度论文; 缺陷论文; 表面论文; 光照度论文; 《基层建设》2018年第13期论文;