astm e709-2015 · 2017. 12. 22. · astm e709-2015 磁粉检验的标准指南 1 ....

ASTM E709-2015 磁粉检验的标准指南


（中文版）

Standard Guide for Magnetic

Particle Testing

美国材料与试验协会

2015


1

目录

1. 范围 ............................................................................................................................................. 1 2. 引用文件 ..................................................................................................................................... 2 3. 术语 ............................................................................................................................................. 4 4. 指南摘要 ..................................................................................................................................... 4 5. 意义和应用 ................................................................................................................................. 5 6. 设备 ............................................................................................................................................. 5 7. 检验区范围 ................................................................................................................................. 8 8. 磁粉材料 ..................................................................................................................................... 8 9. 零件准备 ................................................................................................................................... 12 10. 操作程序 ................................................................................................................................. 13 11. 磁化电流的类型 ...................................................................................................................... 14 12. 零件磁化技术.......................................................................................................................... 15 13. 磁场的方向 ............................................................................................................................. 22 14. 磁场强度 ................................................................................................................................. 24 15. 干磁粉和湿磁粉的应用.......................................................................................................... 25 16. 磁痕显示的解释...................................................................................................................... 26 17. 磁痕显示的记录...................................................................................................................... 27 18. 退磁 ......................................................................................................................................... 28 19. 检验后的清理.......................................................................................................................... 29 20. 工艺控制 ................................................................................................................................. 29 21. 规程 ......................................................................................................................................... 36 22. 验收标准 ................................................................................................................................. 37 23. 安全 ......................................................................................................................................... 37 24. 精度和偏差 ............................................................................................................................. 38 25. 关键词 ..................................................................................................................................... 38 附录 ................................................................................................................................................ 49 变更一览表 .................................................................................................................................... 66


1

磁粉检验的标准指南 1

1. 范围

本标准是以固定代号E709发布的。其后的数字表示原文本正式通过的年号；在有修订的情况下，为上

一次的修订年号；圆括号中数字为上一次重新确认的年号。上标符号（ε）表示对上次修改或重新确定的版

本有编辑上的修改。

本标准经批准被国防部机构采用。

1.1 本指南 2

1 本指南受 ASTM 的 E07《无损检测》委员会的权限管辖，并由 E07.03《液体渗透和磁粉检测方法》分委

员会直接负责。现版本于 2015 年 6 月 1 日批准，2015 年 6 月出版。原版本在 1980 年获得批准。前一个最新版是 2014 年

批准的 E709-14。DOI:10.1520/E0709-15。 2 对 ASME 压力容器规范的应用，见该规范 SE-709 的第 II 节相关方法。

叙述干磁粉和湿磁粉的检验技术，是探测铁磁材料表面或近表面裂缝以及其他

不连续性的一种无损检测方法。磁粉检验可应用于原材料、半成品材料（钢坯、钢块、铸件

和锻件）、最终产品材料以及焊缝等，而不管材料是否经过热处理。本方法也适用于预防性

的维护检验。

1.1.1 本指南用作帮助制定规范/标准、工艺规程和操作方法的一种参考。

1.2 本指南也可作下列用途的一种参考：

1.2.1 作为对一些机构所推荐或所要求的磁粉检验规程进行考查的一种几手段，以评估其适

用性和完善性；

1.2.2 有助于磁粉检验有关的机构和个人进行磁粉检验；

1.2.3 有助于制定涉及材料和零件检查的规程。本推荐方法描述的磁粉检验技术可用于多种

尺寸和形状的铁磁材料以及各种不同的检查要求。由于在规程和技术上存在许多可接受的差

别，因此明确的要求应由书面规程来表达（见第 21 章）。

1.3 本指南并不指出、建议或者规定用这些方法检查的零件/试件的验收标准。然而必须指出，

在有磁粉显示产生以后，必须对这些显示作出说明或分类以及随后进行评定。为此目的，宜

有一个单独的规范、技术条件或专门的协议，来确定一个具体零件中不能验收的缺陷显示的

类型、尺寸、位置、排列与间隔的程度、区域密度和取向，与无需除去就可验收的界限。对

于不允许再加工或返修的条件宜作出规定。

1.4 本指南的描述，用于下列磁粉检验技术方法：


2

1.4.1 干磁粉技术（见 8.4）；

1.4.2 湿磁粉技术（见 8.5）；

1.4.3 湿糊状/涂料状磁粉技术（见 8.5.7）；

1.4.4 聚合物磁粉技术（见 8.5.8）。

1.5 人员资格鉴定——采用本方法的人员资格鉴定考试和认证工作，应按 ASNT 推荐作法

No. SNT-TC-1、ANSI/ASNT 标准 CP-189、NAS 410 或按合同中的规定进行。

1.6 无损检测机构——如果一个无损检测机构按照 E543 方法中介绍的办法进行人员考试，

检测机构本身应满足方法 E543 的要求。

1.7 以英寸-磅单位表示的数值应视为标准值。括号里所给的值为换成 SI 单位的数学换算值，

仅供参考，并不一定是标准值。

1.8 警告：许多监管机构已标识汞为一种危险材料，其可以导致严重的医疗问题。汞或其蒸

汽已经被证明是危害健康，同时可腐蚀材料。当搬运汞和含汞制品时，应极其小心。补充信

息见相应产品安全数据表（SDS）。用户应意识到在您的州或国家可能在法律上禁止销售汞

和含汞制品。

1.9 本标准的宗旨不在于论述与使用有关的安全问题。本标准的用户有责任预先制定相应的

有关安全防护和卫生保健实施方法，并确定有关应用范围和管理条例。

2. 引用文件

2.1 ASTM标准：3

2.2 美国汽车工程师学会(SAE）宇航材料规范：

D93 Pensky-Martens 密封测试计的闪点试验法

D445 透明和不透明液体的动态粘度试验法（和动态粘度的计算）

E165/E165M 通用工业液体渗透检验的标准操作方法

E543 对无损检测机构评价的规范

E1316 无损检验的术语

E1444/E1444M 磁粉检验方法

4

3 如需参照 ASTM 标准，访问 ASTM 网站 www.astm.org，

AMS 2300 飞行器高级质量钢清洁度磁粉检查程序

或联系 ASTM 客户服务 [email protected]。如需

要《ASTM 标准年鉴》的内容信息，浏览 ASTM 网站的标准索引页。 4 可从美国汽车工程师学会（SAE）获得，地址：400 Commonwealth Dr., Warrendale, PA 15096-0001, http://www.sae.org。

mailto:或联系ASTM客户服务[email protected]�

http://www.sae.org/�


3

AMS 2301 飞行器质量钢清洁度磁粉检查程序

AMS 2303 飞行器质量钢清洁度马氏体耐腐蚀钢磁粉检查程序

AMS 2641 运载工具磁粉检验

AMS 3040 磁粉，非荧光，干法

AMS 3041 磁粉，非荧光，湿法，油载体，备用

AMS 3042 磁粉，非荧光，湿法，干粉

AMS 3043 磁粉，非荧光，油载体，润湿剂

AMS 3044 磁粉，荧光，湿法，干粉


AMS 3046 磁粉，非荧光，湿法，油载体，润湿剂

AMS 5062 钢，低碳棒，锻件，管料，薄板，带料，0.25 碳板，最大

AMS 5355 熔模铸件

AMS-I-83387 检查办法，磁性橡胶

AS 4792 含水磁粉检查的水调节剂

AS 5282 磁粉检查的工具钢环标准

AS 5371 磁粉检查的切口垫片的参照标准

2.3 美国无损检测学会：5

2.4 美国政府标准：

SNT-TC-1A 无损检测人员资格鉴定和认证

CP-189 ASNT 无损检测人员资格鉴定和认证

6

2.5 OSHA文件：

A-A-59230 流体，磁粉检查，乳浊液

FED-STD 313 材料安全数据图表准备和提交

7

2.6 AIA文件：

29 CFR 1910.1200 事故通报

8

5 可从美国无损检测学会（ASNT）获得，地址：P.O. Box 28518, 1711 Arlingate Ln., Columbus, OH 43228-0518,

http://www.asnt.org。 6可从标准文档订购处获得，地址：DODSSP, Bldg. 4, Section D, 700 Robbins Ave., Philadelphia, PA 19111-5098, http://www.dodssp.daps.mil。 7 可从职业安全与健康管理局（OSHA）获得，地址：200 Constitution Ave., NW, Washington, DC 20210, http://www.osha.gov。 8 可从美国公司的航空航天工业协会（AIA）获得，地址：1000 Wilson Blvd., Suite 1700, Arlington, VA22209-3928, http://www.aia-aerospace.org。

http://www.asnt.org/�

http://www.dodssp.daps.mil/�

http://www.osha.gov/�

http://www.aia-aerospace.org/�


4

NAS 410 无损检测人员资格鉴定和认证

3. 术语

3.1 磁粉检测用术语定义，参见术语 E1316。

4. 指南摘要

4.1 原理——磁粉检验方法的原理，是基于在铁磁材料中具有高通量密度的磁场。当磁力线

通过非铁磁材料传播时，如空气，磁力线一定以不连续或含有不连续地散布。由于磁力线不

能交叉，这种传播可能迫使部分磁力线漏出材料的外面（漏磁）。漏磁还会引起铁磁材料的

减小（横截面变化），尺寸的急速变化，或局部的终结。如果漏磁足够大，微细的磁粉将停

留在这些地方，这种堆积起来的磁粉在适当的光照条件下可用肉眼见到。虽然有很多的磁粉

检验方法，但这些方法都基于上述同样原理，即磁粉将停留在漏磁的地方。该漏磁的不连续

性数量主要取决于下列因素：材料的磁通密度、大小、取向以及邻近的不连续的断面。纵向

区域的磁力线都必须通过空气完成它的环路，但过分强大的磁场可能会干扰附近磁力线的进

入和退出，由于这些点的高通量密度的存在。

4.2 方法——虽然本推荐方法允许和描述许多不同的设备、材料和规程，但是这些方法有三

个步骤是最主要的：

4.2.1 零件必须被磁化：

4.2.2 按合同/定单/规定指定类型的磁粉宜在零件磁化或其后施加；

4.2.3 任何磁粉的堆积都必须被观察和加以解释和评价。

4.3 磁化

4.3.1 磁化方式——铁磁性材料既可对其通电磁化，也可将此材料置入外加的磁场而磁化。

磁化物体是被全部磁化或局部磁化，取决于磁化物体的尺寸、设备能力或者根据需要。就如

前面提到的，磁化物体中存在的缺陷必然会阻碍磁力线的正常通道。假定不连续性在物体的

表面开口，则一个给定的尺寸和形状的不连续性会产生最大的漏磁。当不连续性位于表面之

下，漏磁将减少。

4.3.2 磁场取向——假如一个不连续性的取向平行于磁力线，则这个不连续性将基本上不可

能被探测到。由于不连续性可能产生在任何方向，因此通常可能需要在不同方向上，用同样

方法或不同方法相结合（见 13 章），对零件或有关部位磁化两次或者更多次数，以便使感应

出的磁力线能产生在合适的方向上，从而得到有效的检验。


5

4.3.3 磁场强度——所产生的磁场必须足够强，以便显示出那些应拒收的不连续性。但磁场

也不能太强，因为过多磁粉的局部堆积会覆盖有关的显示（见 14 章）。

4.4 磁粉的类型及其使用——应用于磁粉检验的磁粉有很多种类型。可应用的有现成供应干

粉（荧光和非荧光的，见 8.4，用于弥散在水中或悬浮在油中的浓缩磁粉（荧光和非荧光的

见 8.5)、磁膏/磁涂料（见 8.5.7）以及磁性聚合的弥散物（见 8.5.8）。

4.5 磁痕显示的评价——当被检验的材料己适当地磁化和施加磁粉后，妥善除去过剩的磁

粉，在漏磁处就将形成磁粉堆积，这种堆积表明磁场有畸变并称之为磁痕显示。不要扰乱磁

粉，每一个被观察到的磁痕必须对其检验、分类、解释其原因和与验收标准进行比较并对有

磁痕的材料作出处理决定。

4.6 典型的磁痕显示：

4.6.1 表面不连续性——只有少数例外，表面缺陷一般均产生明锐、清晰的图形（见附录 A1）。

4.6.2 近表面不连续性——近表面的不连续性显示与表面开口的不连续性相比，较不清晰。

这种图形宽而不明锐，同时磁粉也不是被紧密地吸附（见附录 A1）。

5. 意义和应用

5.1 无损检测中的磁粉法使用于检测磁性（铁磁性）材料的表面和近表面的不连续性。该方

法能用于零件/部件及结构件的生产检验，用便携式设备时能用于野外现场检验，当然，检

验区要可及。为发现细小的不连续性，要使用悬浮在适当载体中的荧光磁粉来放大该不连续

性，并采用方向与不连续性尽可能垂直的适当强度的磁场（见 4.3.2）。平滑表面或拍打流动

有利于磁粉的活动性，在感应磁场作用下磁粉堆积到漏磁场产生的表面上。

6. 设备

6.1 类型——有许多种设备可用于磁化铁磁性的零件和部件。除了永久磁铁外，所有的设备

均需要有一个足以产生所需磁场的供电电源。如果是交流电源，则由电流来决定电缆尺寸、

以及继电器、开关触头、仪表和整流器的容量。

6.2 便携性——包括手提式设备能力的便携性能由磁轭、有电源的可携带的绕组和用电缆连

接电源的电容放电器得以解决。通常，用大圈数的绕组来补偿它的低电流以提供强磁场的能

力。电容放电器使用高电流存储容量并只在很短的时间提供很大的电流。

6.3 磁轭——通常，磁轭 C 字形的电磁铁，在两个极头（触头）间感生磁场，并用作局部磁

化（图 l）。许多便携式磁轭有铰接式的触头（极头），可以调节以接触不规则的表面或有一


6

定夹角的两个表面。

图 1 零件磁化的磁轭法

6.3.1 永久磁铁——永久磁铁使用方便，但在许多应用场合它的用途可能是有限的。这个限

制是由于它的不实用或由于控制检验的规格。永久磁铁磁场强度会因存在强通量的反向磁

场、损坏或摔打而使其逐渐退磁。此外，使用电磁轭产生的 AC 电流和 HW 脉冲电流建立

的磁粉活动性已不存在。实际上，钢屑、钢碎片和铁鳞粘附于磁极上，能造成遮挡问题。

6.4 触棒——触棒用于局部磁化，见图 2。接触试件的触头应是铝、铜编织物或铜极板，而

不是实芯铜。用实芯铜触头时，触头安置或移动会引起电弧从而造成试件表面渗铜，其结果

可能会引起金属损伤（软化、硬化、开裂等）。开路电压不超过 25 伏。

6.4.1 间接控制开关——间接控制开关可安装在触棒的手把内。为了减小电弧灼伤，开关开

启提供电流是恰当地置于触棒之后，而开关关闭断电是在离开触棒之前。

6.5 工作台——典型的工作台类型显示在图 3。该工作台通常配有与固定线圈一起组合的头/

尾座（见图 4）。

6.6 UV-A(黑光)——用于检测零件的便携式、手持式、永久安装式或固定式紫外灯应按表2

规定定期检查其输出效果，在更换灯泡后也进行检查。如该无损检测设备或其代理商能有效

证明，也可延长其检验周期。检测表面的最小可接受强度为1000 μW/cm2。

注 1：当使用汞蒸气式灯时，线路电压变化大于±10%可导致光输出的变化，因此导致检验性能的损失。

当由证据表明电压变化大于 10%时，可以使用一个恒定电压的变压器。

注 2：除了汞蒸气外的一些 UV-A 光源，如微电池，LED 等等，都显示具有发射特征，例如发射连续

可见光谱，UV 密度可能导致荧光消失，眩光等等，所有这些能显著降低检测可靠性的性能。

6.6.1 采用一个分光辐射度计进行测量时，使用UV-A LED光源的UV-A光应能产生 365~370

纳米的峰值波长。当要求时，制造商应提供一个合格证书。


7

典型的触棒可携式电源

典型的单触棒装置典型的双触棒装置

图 2

图 3 工作台

6.6.2 用于检测零件的电池电源型UV-A光应在使用之前和每次使用之后测量其强度。

6.7 设备校验——见第 20 章。


8

7. 检验区范围

7.1 检验用灯光强度——非荧光磁粉检验磁痕的观察是在可见光下进行的。荧光磁粉检验的

磁痕观察必须在 UV-A 光（黑光）下进行，这就要求有一个变暗的区域来控制可见光的强度。

7.1.1 可见光强度——正在检验的零件/试件表面上的可见光强度最小应为100英尺烛光

(1076 lux)。

7.1.1.1 照射场的检查——对于用非荧光磁粉的一些照射场的检查，可能用的可见光强度低

到 50 英尺烛光（538 lux），当合约双方一致同意的话。

7.1.1.2 周围可见光——当进行荧光磁粉检验时，推荐在黑区的周围可见光强度不超过2英尺

烛光（21.5 lux）。

7.1.2 UV-A (黑)光:

7.1.2.1 UV-A（黑光）强度——当采用一个合适的UV-A辐射计来进行测量时，建议在检测表

面的UV-A辐照度不小于1000 μW/cm2 。

7.1.2.2 UV-A（黑光）预热——当使用一个汞蒸气灯泡时，允许UV-A（黑）光在其使用之前

或在测量发射的紫外光强度之前预热至少5分钟。

7.1.3 暗区眼睛的自适应——通常，检查人员进入暗区使用紫外光检查零件之前的自适应时

间，至少为 1 分钟，以便人眼适应暗区观察。（注意：检验期间，光变色或永久涂色透镜不

应磨损。）

7.2 场所保持——要保持检查场所没有起干扰作用的杂物，若检查中使用了荧光材料，也要

保持现场没有与零件/试件检查无关的荧光物。

8. 磁粉材料

8.1 磁粉性能：

8.1.1 干粉性能——AMS 3040 规定了干粉法磁粉通常可接受的性能。

8.1.2 湿粉性能——下列标准规定了各种形式的湿粉法磁粉通常可接受的性能：


AMS 3042 磁粉，非荧光，湿法，干粉

AMS 3043 磁粉，非荧光，油载体，润湿剂

AMS 3044 磁粉，荧光，湿法，干粉



9

AMS 3046 磁粉，非荧光，湿法，油载体，润湿剂

8.1.3 悬浮液载体——湿法检验的悬浮液载体可能是一种轻油蒸馏物流体（参见 AMS 2641

或 A-A-52930）或是一种可调水载体（参见 AS 4792）。

8.2 磁粉类型——用于磁粉检验技术的磁粉无论是干粉或湿粉，基本上是细小弥散的铁磁性

材料，为了使它们相对于被检查的表面背景有高度的可见性（对比度），它们还经过处理而

赋予颜色（荧光或非荧光的）。磁粉设计用作为自由流动的干粉或在一种适当液体介质中以

给定浓度下的悬浮液。

8.3 磁粉性能——磁粉应具有高的导磁率，以便于磁化和被吸引到漏磁力线处，同时也应有

低的记忆性，以使它们不会相互吸引（成磁粉团块）。要求控制磁粉的尺寸、形状，以获得

一致的结果。磁粉应是无毒、未生锈的，并无油脂、涂料、污垢和其他有害物，以免可能干

扰其使用；见 20.5 和 20.6。当按照制造厂的说明书使用时，无论是干磁粉或湿磁粉都可认

为是安全的。无论在可燃性以及毒性方面，它们一般都只是有非常小的危害性。

小齿轮的齿轮线圈展示零件线圈底部磁力线分布的概图

图 4 固定线圈和磁场分布的工作台

8.4 干磁粉——干磁粉是作为商品供应的，在应用时直接喷或洒在被检零件的表面。由于细

小的磁粉和控制方面原因，磁粉通常作为消耗性材料。在正常情况下不宜再次使用。干磁粉

也可以使用于极端的环境条件。它们不受寒冷的影响；因此在湿磁粉液变稠或冻结的温度下

仍可进行检验。它们也抗热，某些磁粉在温度达 600°F( 315℃ ）时仍可应用。为改善高温下

色彩对比度显著的损失，在干粉上使用的有色的有机涂料增加对比度。荧光干粉不能用于这

样高温；对于温度的限制应与制造厂联系（见 15.1.2）。

8.4.1 优点——用磁痕尺寸总量检查零件近表面的不连续性，干磁粉技术通常优于湿磁粉技

术，参考 8.5.1：（a）对于检查大型物件，当用便携式设备局部磁化时；（b）当用半波整流

电流作为磁化电源时，相对于深部位缺陷干粉具有良好的流动性：（c）干粉易于去除。

8.4.2 缺点——干磁粉技术的缺点是：（a）没有准备除尘设备的场合不能使用；（b）对用于


10

顶面位置的磁化可能是困难的；（c）其在零件表面覆盖的完整性不如湿磁粉；（d）干法比湿

法生产效率低；（e）难以适用于任何形式的自动化检测系统。

8.4.3 非荧光磁粉的颜色——虽然干磁粉可以被制造成几乎所有的颜色，但最常用的颜色是

浅灰、黑色、红色或黄色。磁粉的选择一般地要使其与被检查表面有最大的对比度。检查通

常在可见光下进行。

8.4.4 荧光磁粉——也有荧光干磁粉，但主要由于经济的原因和使用上限制，一般并不采用。

采用荧光磁粉需要 UV-A（黑）光源，并需采取措施使工作区黑暗。这些要求在现场往往是

做不到的，而干磁粉检验则特别适用于现场。

8.4.5 双重响应——双重响应磁粉是可行的，它在可见光下是容易发现的，并且在 UV-A 或

在可见光与 UV-A 相结合下也能显示荧光。其使用按制造厂的推荐。

8.5 湿磁粉系统——湿磁粉设计为以一定的浓度悬浮在载体中，如水和轻油蒸馏液，应用时

用流动、喷雾或倾注的办法覆盖到试件表面上。湿磁粉可以荧光和非荧光的浓缩物供应。在

某些情况下，磁粉由供应者预先混合在悬浮的载体中，但通常磁粉是以干的浓缩物供应而使

用者用蒸馏液或水进行混合成糊状浓缩物。磁悬液通常被用于卧式湿法磁粉设备中，在此设

备中磁悬液被贮存在一个容器中，并能进行再循环以备连续使用，磁悬液也可作一次性消耗

的应用，分装在气雾罐或其他分装器中。

8.5.1 基本应用——湿磁粉检验由于它所用的磁粉较细，因而一般用来定位比用干法更为细

小的不连续性。但在工作温度下，粘度达 5 cSt（5 mm2/s）的环境条件下，所使用的液体载

体将不能正常工作。如果悬浮液载体是一种碳氢化合物，载液的闪点要限制使用的顶点温度。

对可携式的散装容器或手动搅拌的混合设备一般要求湿磁粉保持均匀悬浮态。

8.5.2 应用场合——湿荧光磁粉法通常是在室内或遮光区域内使用，并且环境光亮度可控和

专用设备是适用的。

8.5.3 颜色——对于任何给定的检验，颜色的选择总是应该使试件表面有最好的对比度。由

于荧光材料总能得到较高的对比度，所以荧光磁粉被用在大多数的湿法检验中。荧光湿法磁

粉在 UV-A（黑）光下观看时发出明亮的黄绿色，尽管也有其他颜色。非荧光磁粉虽然也有

其他颜色，通常是黑色或红褐色。双重响应磁粉是可行的，它在可见光下是容易发现的，并

且在 UV-A 光或在可见光与 UV-A 光相结合下也能显示荧光，参见 8.5.5。

8.5.4 悬浮液载体——一般地说，磁粉是悬浮在轻油蒸馏液（低粘度）或是具备某些条件的

水中（如硫和氯的最大含量有规定，用试验方法 E165/E165M，附录 A2 或 A4 来测定它们

的含量）。


11

8.5.4.1 轻油蒸馏液载体——以低粘度的轻油蒸馏液载体（AMS 2641 I 型或相当），无论对荧

光和非荧光磁粉的悬浮都是理想的，并被通常使用。

（1）优点——使用轻油蒸馏液载体有两个显著优点：（a）可不用加其他助剂，而使磁

粉悬浮和弥散分布于油蒸馏液载体中；（b）油蒸馏液载体对零件和设备具有预防腐蚀的作用。

（2）缺点——油蒸馏液载体的主要缺点是可燃性和来源供应。因此，重要的是选择和

保持易于供应和要有尽可能高的闪点，以避免可能的燃烧问题和保持工作场所适当的通风。

（3）特性——被用于湿磁粉检验的油蒸馏液载体应具有下列性质：（a）在 100 °F（38℃ ）

温度下，粘度不高于 3.0 cSt（3 mm2/s）。在最低可能使用温度下，粘度不得高于 5.0 cSt（5.0

mm2/s）。当按 D445 方法测定时，为了不妨碍磁粉的流动性，油应有低的粘度（见 20.7.3）。

（b）当按 D93 法测定时，为了减少着火的危险，油宜具有最低不低于 200°F（93℃ ）的闪

点（见 20.7.4）；（c）无嗅，不为使用者所厌恶；（d）若用荧光磁粉，油蒸馏液载体应具有

低的固有荧光性。它不应明显干扰荧光磁粉的显示（见 20.6.4.1）；和（e）无活性，亦即不

宜使悬浮磁粉变质。

8.5.4.2 加助剂的水载体——水可以作为湿磁粉的载体，但需在水中加上某些能改善性能的

适当助剂以增加润湿和弥散，并增加对试验的零件和所用设备的防腐蚀性。普通的水不能弥

散某些类型的磁粉，不能润湿所有的表面，并且还对零件和设备产生腐蚀。但另一方面，磁

粉的水悬浮液由于是不可燃的，因而也是较安全的。助剂的选择和浓度应该由磁粉制造厂推

荐。以下是用于湿磁粉检验的加有助剂的水载体的推荐性能：

（1）润湿性——具有良好的润湿特性，亦即能完全均匀地润湿被试验工件的表面，而

不出现表面的局部脱水。在 UV-A（黑）光和可见光下都能观察到单独的表面张力（覆盖）。

光滑的试验表面与粗糙的试验表面相比，要求添加较大百分比的润湿剂。推荐使用非离子润

湿剂（见 20.7.5）；

（2）分散性——具有良好的弥散性，亦即完全地分散磁粉而没有磁粉的结块现象；

（3）气泡——最低的气泡效应，亦即它不应产生过多的泡沫，以致干扰缺陷迹象的形

成或引起磁粉在泡沫上形成浮块；

（4）腐蚀性——无腐蚀性，亦即它不腐蚀被试验的零件或所应用的设备；

（5）粘度限制——低的粘度，亦即经改善的水介质的最大粘度在 100 °F（37.8℃ ）时，

不超过 3 cSt（3 mm2/s）（见 20.7.3）；

（6）荧光——无荧光性，亦即当准备采用荧光磁粉时，经改善的水介质本身不发出荧

光；


12

（7）非活性——无活性，亦即经改善的水介质不应引起悬浮磁粉的变质；

（8）水的 pH 值——碱度，亦即经改善的水介质的 pH 值应不高于 10.5 或不低于 7.0；

（9）嗅性——无嗅，亦即经改善的水介质应基本上是无嗅味的。

8.5.5 湿磁粉悬浮液的浓度——最初的磁粉悬浮液浓度应该由制造厂规定或推荐，并以天为

单位测量沉淀的体积进行校核，使之维持在规定的浓度范围内。假如不适当地保持磁悬液的

浓度，试验结果会有很大的变化。为了在要求的光线环境下达到最好的运行，双重响应磁粉

湿法悬浮液的浓度是可调的。较高浓度推荐用于可见光区域，低浓度推荐用于 UV-A 区域。

按磁粉制造厂的推荐方法使用。

8.5.6 湿磁粉的应用（见 15.2）

8.5.7 磁性软膏/磁涂料系统——另一类检验载体是磁性软膏/涂料型的，由重油和悬浮于其

中的片状微粒组成。这种材料通常是在零件磁化之前涂在零件表面。由于其粘度高，因此在

表面上不会迅速流动，因而有利于垂直或顶面的检验。载体可能是可燃的，但其燃烧的危险

性非常小。其他的危险性与前面所述的油及水载体非常类似。

8.5.8 聚合物为基体的系统——在磁性聚合物技术中用的载体，基本上是能弥散磁粉的液体

聚合物，这种聚合物在一个给定的时间周期内能固化成弹性体而形成固定的显示。标准湿法

载体的粘度限制在此已不适用。在使用这些聚合物材料时应特别小心。应按制造者的说明和

防护措施使用。此技术特别适用于检查肉眼不易看到的地方，诸如螺栓孔。

9. 零件准备

9.1 概述——被检查零件铁磁性的表面应基本上清洁、干燥和无污染物，诸如污垢、油、油

脂、浮锈、浮砂、松的氧化皮、棉麻绒、厚油漆、焊剂/焊渣和焊接飞溅等可能限制磁粉的

运动。见 15.1.2 关于干磁粉应用于潮湿或湿表面。当检验诸如焊缝的局部区域时，作为合同

双方的一种约定，邻近检查区的表面也必须清洁处理达到能满意地探出缺陷显示的程度。请

参阅附录 X6 关于钢的详细信息。

9.1.1 非导电涂层——薄的非导电涂层，如数量级约为 1~2mil（0.02~0.05 mm），一般可能不

会干扰显示的形成。但若处于电接触点处，为了得到直接磁化，则必须把该处的非导电涂层

去除。对间接磁化的零件或试件，则不要求电接触（见 12.2 节）。检测区及附近非导电涂层

或覆盖层厚度大于 2mil（0.05 mm）时，必须验证证明对最厚涂层处亦能探测出不连续性。

9.1.2 导电涂层——导电涂层（如镀铬和由于热成型在轧制产品上形成的厚氧化皮）能掩盖

不连续性。如存在非导电性涂层那样，必须通过验证证明能通过涂层来探出不连续性。


13

9.1.3 剩磁场——如果零件或试件保持来自原先磁化的剩磁时，将会干扰检验，零件必须退

磁（见 18 章）。

9.2 检验表面的清洁处理——检验表面的清洁处理可以用洗涤剂、有机溶剂或机械的方法。

对于焊接的、轧制的、铸造的或锻造的表面一般是令人满意的，但如果表面是异常的不均匀，

例如有烧结砂粒、非常粗糙的焊接熔敷或鳞状物，由于磁粉被机械地陷住，对迹象的辨认就

可能很困难。在有怀疑的时候，任何有问题的地方应适当地加以处理并重新检查（见 9.1）。

9.2.1 阻塞和遮盖小孔和开口——除非用户不同意，通向不可见通道或空腔的开口或油孔可

用一个合适的非磨损性的、易于去除的材料堵住和遮蔽。在检验发动机零件时，材料必须能

溶于油。对于因接触磁粉或磁悬液而可能损坏的部件必须使用有效的遮盖加以保护。

10. 操作程序

10.1 施加磁粉和磁化磁场的程序——磁粉检验的操作程序主要涉及到磁化时间、施加磁粉

和磁化磁场间关系。有两种基本技术，即连续磁化法（见10.1.1和10.1.2）和剩磁法（见10.1.3），

目前两者在工业中都经常地用到。

10.1.1 连续磁化——无论对于干磁粉或湿磁粉，最多应用的是连续磁化，它能提供很强的磁

场强度，比剩余磁场地到更好的显示队形。当要进行多方向磁化时，应采用连续磁化法。湿

粉和干粉的连续磁化技术其操作程序很不相同，它们将分别在 10.1.1.1 和 10.1.1.2 中加以讨

论。

10.1.1.1 干粉连续磁化技术——与湿粉悬浮液不同，当干粉和零件表面接触时将失去流动

性，因此，必须使零件处于磁场的影响之下，以使喷雾磁粉自由地移向漏磁场处。因此磁化

电流要先于施加干磁粉之前开始，并在完成施加磁粉并将多余的磁粉吹掉之后中断。另外，

半波整流电流或交流电流的磁化会在零件表面提供附加的磁粉流动性。干粉检验通常使用在

以触棒法或磁轭局部磁化的零件，当施加磁粉时就应观察磁粉的积聚迹象。

10.1.1.2 湿粉连续磁化技术——湿粉连续磁化技术包含将检验介质喷洒在零件的表面，使表

面获得足够的悬浮磁粉液，在切断磁化电流之前，就立刻终止喷洒磁化介质。对每个磁化的

脉动（磁化），典型的磁化电流的延续时间一般约为 1/2 秒钟量级，对零件进行两次或多次

磁化。为确保指示不被冲掉，当磁粉仍然可在零件表面移动时，应允许接着第一次磁化进行

随后的磁化。

10.1.1.3 用聚合物或磁膏的连续磁化技术——对以聚合物或磁膏为基料的悬浮液通常需要

较长的或重复的磁化周期，这是因为在这种高粘度悬浮液载体中磁粉只具有很低的流动性。


14

10.1.2 真实的连续磁化技术——这个技术中，无论零件在磁化和施加磁粉的过程还是观察磁

粉显示检验中都是在磁化电流流通的情况下进行的。

10.1.3 剩磁技术：

10.1.3.1 剩磁——在此技术中，检查介质是在磁化力被中断以后施加的。这种方法只能用

于被试验材料具有较高的记忆性，从而能使剩磁场有足够强度以吸引和保持磁粉和产生显

示。这种技术对生产或装卸一体化有好处，或当不要求比剩余磁场强度高的时候，达到令人

满意的结果。当长试件上的感应圆周磁场和纵向磁场，剩余磁场通常足以满足与第 14 章的

规定磁化的要求相一致。剩磁法对检查管道和管材得到了广泛使用。对于油田管材磁化要求，

请参考附录 X8。除非典型零件显示表明，当磁场方向是正确时，剩余磁场有足够的力量产

生不连续的相关显示（见 20.8），否则，应使用连续法。

11. 磁化电流的类型

11.1 基本电流类型——在磁粉检验中被用来使零件磁化的四种基本电流类型是交流电

（AC）、半波整流交流电（HW）、全波整流交流电（FW）和专用直流电（DC）。

11.1.1 交流电（AC）——在要求检验诸如表面开口的疲劳裂纹那样的不连续性时，零件的

磁化往往采用交流电。利用交流电的“集肤效应”，把磁场限制在零件的表面或近表面。与此

相比，无论是半波还是全波整流电，都能产生一种与施加电流数量成正比的具有大穿透力的

磁场，以应用于检验近表面或相关内表面不连续性的场合。

11.1.2 半波整流交流电（HW）——半波整流交流电大多与干磁粉和湿磁粉一道应用，因为

电流的脉动对磁粉提供更多的活动性。这个波形使用于触棒法，磁轭法，移动和台式装置。

半波整流交流电是用来实现在焊接件、锻件和铁铸件中发现典型的不连续性渗透深度的检

测，如同用交流电磁化一样，利用单相电流时，把测得的平均值电流作为“磁化电流”。

11.1.3 全波整流交流电（FW）——全波电流它可利用单相或三相电源。三相电源与单相相

比，设备的优点是线安培数低，尽管单相设备成本较低。全波整流 AC 通常在剩磁法中使用。

全波整流 AC 在连续法中用作涂层和包覆零件的磁化，无论是干磁粉或湿磁粉，因为磁粉运

动此时明显变慢，操作必须小心，以保证有足够的时间来形成磁粉显示。

11.1.4 直流电（DC）——由蓄电池组、通过电容滤波的全波整流交流电或直流发电机产生

直流磁化电流。除极少数专门用途外，当使用其他类型的设备时，它们大多采用半波整流或

全波整流的给定方式，这主要是由于广泛应用的优势。

11.1.5 电容器放电（CD）的电流——电容器组用于储存能量，当持续时间极短（一般小于


15

25 毫秒），触发的能量就能达到很大电流。由于脉冲的持续时间很短，电流的要求受到被磁

化的材料数量以及应用的安培数影响。该电容器放电技术被广泛用于管道、套管、管线和钻

杆中建立剩余磁场。具体要求，见附录 X8。

12. 零件磁化技术

12.1 检查范围——应实施检查的所有区域，为保证在规定灵敏度下所需的检查范围都能达

到，要求每次检查时检查区域有充分的重叠。

12.2 直接和间接磁化——一个零件可以用直接或间接的方法进行磁化。对于直接磁化，磁

化电流直接通过零件，并产生与在零件中流动的电流成 90°指向的磁场。对于间接磁化，磁

场是在零件中感应产生的，它能在零件中产生周向的/超环面的、纵向的和多方向的磁场。

20.8 节阐明的技术应予使用，它表明磁场有预期的方向和强度。当采用多向磁化技术检查复

杂形状零件时，这是很重要的。

12.3 选择磁化技术——直接磁化或间接磁化方式的选择取决于诸如尺寸、外型或处理的容

易程度等因素。表 1 比较了各种零件磁化方法的优缺点。

12.3.1 直接接触磁化——对于直接磁化，在铁磁性零件与连接磁化电源的输电电极之间必须

直接接触。无论是零件的局部区域磁化或全部磁化都需要用诸如触棒、电极头、尾座、夹钳

和磁盘等工具来达到直接接触。

12.3.2 局部磁化：

12.3.2.1 触棒技术——触棒电极应首先牢固地压在所要检验的零件上（见图 2）。磁化电流通

过触头进入与棒接触的零件区域，这样就在零件上沿触头电极的周围和在两触头之间建立周

向磁场，足以进行局部的磁粉检验（见图 2）。（注意：特别注意宜保持触头的清洁，减少接

触点的发热和防止被检查表面电弧以及局部过热，因为它们可能对材料性能产生有害的影

响。如果用实心铜棒触头，可能发生渗铜到零件中。因此机械表面或宇航零部件不宜采用触

棒方法。

（1）未整流的交流电限制了触棒技术仅能用于探测表面不连续性。半波整流交流电由

于它既能探测表面不连续性又能探测近表面不连续性。使用触棒技术一股采用干磁粉，这是

因为干磁粉流动性较好的缘故。湿磁粉则因有电击和燃烧的危险，一般不在触棒技术中采用。

（2）恰当的触棒检查方法要求在第一次检查后将触棒从第一个位置旋转约 90°至第二

个检查位置以保证发现所有存在的不连续性。根据表面覆盖的要求，逐次触棒位移之间的重

叠可能是必须的。对于一个较大平面，按格子图形放置触棒或磁轭不失为一种好的实践经验。


16

表 1 各种零件磁化方法的优缺点

磁化方法和材料形成优点缺点

I. 直接接触磁化（见 12.3.1）

头架/尾座接触

可用头架尾座直接通电的卧式湿

法设备磁化的实心、小型零件（铸

件、锻件、机加工件）

1. 快、易掌握。

2. 围绕电流通过路径的完整的

周向磁场。

3. 对表面和近表面不连续性有

良好的灵敏度。

4. 无论是简单的或较复杂的零

件都能容易地通过一次或几次磁

化完成检验。

5. 完整的磁路使材料的剩磁达

到最大。

1. 如果接触不良，容易产生电

弧。

2. 长的零件应分段磁化，使施加

磁液时不需要过长时间的电流流

通。

大的铸件和锻件 1. 处理大的表面积并能在较短

的时间内进行检验。

1. 需要专门的直流电源提供大

电流（16000~20000A）。

诸如大小管子和空心轴之类的管

状零件

1. 通过由一端到另一端的接触

能产生全长的周向磁化。

1. 有效磁场仅局限在外表面，不

能用于内壁检验。

2. 端部必须接触通电，并能传导

所需要的电流而不能发生过热。

不能用于油厂管道，因易产生电

弧。

长的实心零件，例如坯料、棒、

轴等

1. 通过由一端到另一端的接触

能在全长进行周向磁化。

2. 所需电流与长度无关。

3. 无端头损失。

1. 当长度增加时，由于电缆和零

件的阻抗增加，电压也要增加。

2. 端部必须通电接触，并应有能

力传导电流而不过热。


17

表 1 各种零件磁化方法的优缺点（续）

磁化方法和材料形成优点缺点触棒：焊缝 1. 通过变换触头位置可选择周向磁场指

向焊缝区。 2. 与半波电流和干磁粉结合使用，能对近

表面不连续和表面不连续的检查提供极

好的灵敏度。 3. 具有灵活性，触棒、电缆和动力接头可

带到试验的现场

1. 每次仅能检验一个小的区域。 2. 如果接触不良会产生电弧。 3. 当使用于粉时，表面必须干燥。 4. 触棒间距必须按照磁化电流的大

小。大的铸件或锻件 1. 可以采用额定电流值通过逐次操作的

累积，检查整个表面区域。 2. 周向磁场能集中在制造过程中易产生

缺陷的特定区域。 3. 设备能带至很难移动的大零件处进行

检查。 4. 与 HW 电流和干磁粉结合使用，能检

验其他方法很难检查的近表面皮下缺陷，

并有极好的灵敏度。

1. 对大面积的检查需要很多次操作，

这将很费时间。 2. 如果接触不良，可能产生电弧。当

使用干粉时，表面必须干燥。 3. 大功率单元（6000A 以上）往往需

要大容量电压源进行操作。 4. 当在顽磁性的材料上使用 HW 电

流或 FW 电流，功率单元应配备反向

直流退磁功能，它常常是必要的。 II. 间接磁化（见 12.3.2）中心导体可容导体穿过的各种

有孔零件例如：轴承环

空心圆柱体齿轮、螺母

1. 对零件无电接触，消除了产生电弧的可

能性。 2. 在围绕着导体的所有表面产生周向磁

场（内径、外径面等）。 3. 对可应用剩磁法的是理想的场合。 4. 重量轻的零件可由中心导体本身所支

承。 5. 可利用小的中心导体和多匝法以减小

所需的电流。

1. 导体尺寸必须足以承载所需的电

流。 2. 较大直径的零件，需要用导体贴近

内径进行多次磁化，并需每次旋转零

件。如用连续磁化法，在每次磁化后

需进行检验。

大 U 形环管接头、套

管/油管管状零件 1. 零件无电接触，消除了产生电弧的可能

性。 2. 可检验外径与内径。 3. 零件整个长度可周向地磁化。

1. 对大直径和壁厚很大的截面，外表

面灵敏度可能比内表面灵敏度有某

些降低。

大阀体和类似的零件 1. 对位于内表面不连续的探测提供良好

的灵敏度。 1. 对于厚壁、外表面灵敏度可能比内

表面有某些降低。线圈/电缆缠绕各种长宽比很大的中

等尺寸的零件，例如曲

轴

1. 所有基本上是纵向的表面均被纵向磁

化，可有效地发现横向不连续。 1. 长的零件当线圈重新定位时，需要

多次地操作。 2. 复杂的零件纵向磁化，如曲轴，磁

化会导致磁场被抵消的盲点。必须小

心，以确保在所有区域垂直方向磁

化。大的铸件、锻件或轴件 1. 使用电缆缠绕，很容易得到纵向磁场。 1. 根据零件的外形可能需多次磁化。


18

表 1 各种零件磁化方法的优缺点（续）

磁化方法和材料形成优点缺点

各种小零件 1. 容易而快速，特别是在可应用剩磁场

的场合。

2. 无电接触。

3. 相对复杂的零件一般也能像简单截

面的零件同样地进行检验。

1. L/D（长度/直径）比值对于决定安-

匝数必须作为重要因素考虑。

2. 有效的 L/D 比值会因利用同样截面

的样块而改变。

3. 要取得较强的磁场就要采用较小的

线圈。

4. 由于一般的漏磁场规律，零件端部的

灵敏度将降低。

5. 低 L/D 比值的短零件如要减小端部

影响需要“快速断电”。

感应电流装置

对环状零件周向不连

续检验

1. 无电接触。

2. 零件所有表面处于环状磁场。

3. 能一次操作达到 100%的覆盖。

4. 能够自动化。

1. 层叠线圈芯需要通过环。

2. 磁化电流的类型必须与方法相适应。

3. 必须避免其他围绕磁场的导体。

4. 大的直径需要特殊的考虑。

球状体检验 1. 无电接触。

2. 以适当方向划分的三个分段操作，可

100%覆盖任何方向的不连续。

3. 能够自动化。

1. 对小尺寸球体限于使用剩磁法。

圆盘和齿轮 1. 无电接触。

2. 在或接近周边或凸缘处具有良好的

灵敏度。

3. 通过对线圈芯或磁极块的选择，可以

改变在不同部位的灵敏度。

1. 100%的覆盖可能需要两步过程：改

变线圈芯或磁极块或两者。

2. 磁化电流的类型必须适合于零件的

形状。

磁轭：

大面积表面区的表面

不连续检验

1. 无电接触。

2. 高度地轻便。

3. 采用适当的方向可发现任何方向上

的不连续。

1. 费时

2. 必须有系统地改变位置以便找出各

种杂乱方向的缺陷。

各种零件局部区域的

检验要求

1. 无电接触。

2. 对于表面开口不连续性具有良好的

灵敏度。

3. 高度地轻便。

4. 可应用湿法或干法。

5. 在某种情况下交流电磁轭也能用于

退磁。

1. 必须适当地置于与不连续取向相对

的位置。

2. 在零件和磁极之间必须建立相对良

好的接触。

3. 对复杂形状的零件可能会有困难。

4. 除了孤立的区域外，对表面下不连续

的灵敏度很低。


19

12.3.2.2 手动夹钳或磁吸盘技术——复杂零件的局部区域可以用手动夹钳或把磁吸盘贴附

到零件上实现电接触而进行磁化（图 5）。在触棒法中，如果接触点的位置也需要检验，则

需要足够的重叠。

12.3.2.3 整体磁化：

（1）头架和尾架接触——零件可由两个电极夹住（例如卧式湿磁粉设备的头架和尾架）

使磁化电流直接通过零件（图 6）。这种设备能否使零件获得两个磁场方向，取决于零件的

尺寸和形状。

（2）夹钳——可以将承载电流的电极夹于零件上而将磁化电流输入零件，从而产生一

个周向磁场（图 7）。

图 5 通过磁吸盘贴附到零件的夹钳直接接触磁化

图 6 直接接触磁化


20

图 7 带弹簧的接触夹钳

A-用于层压磁心的典型的双矢量多向湿粉卧式设备 B-典型的双矢量多向湿粉卧式设备

图 8 多向磁粉设备

（3）多向磁化技术——经过适当的电路，通过选择开关把几电极触头/夹具之间安置大

约分开 90°，或通过使用开关组合的直接和间接方法，如触头和线圈，它有可能在零件中产

生多向（振荡）磁场。这就使在所有可能的方向上能显示缺陷的迹象，因此可以认为等效于

两个或更多方向的磁化（图 8）。用常规设备对某些形状复杂的零件磁化可能要求 16~20 个

步骤。用多方向磁化通常可减少多一半的要求磁化步骤。在许多情况下，步骤数可减少到一

次。至关重要的是运用湿连续法，按 AS 5371 作为附录 X2 描述的开槽垫片进行确定磁场方

向和相对强度，或同一零件感兴趣的所有区域的不连续性。

12.3.3 间接磁化——零件间接磁化包括适用一个预先定形的线圈、电缆缠绕、磁轭或中心导

体以感应产生磁场。线圈、电缆缠绕和磁轭用于在零件中产生纵向磁化（见 13.4）。

12.3.3.1 线圈和电缆缠绕磁化——当使用线圈（图 4）或电缆缠绕（图 9a 和 9b）技术时，

磁场强度正比于安-匝数（见 X3.2.2）。


21

图 9 电缆缠绕磁化示例（图 9a—低填充系数示例）

图 9 电缆缠绕磁化示例（图 9b—高填充系数示例）（续）

12.3.3.2 中心导体，感应电流的磁化——空心试件/零件的间接周向磁化可以使磁化电流通过

一个中心导体（图 10A 和 10B）来获得，也可以将电缆线作为中心导体或通过一个感应电

流装置[图 8（A）]来获得。中心导体可以是实心的或空心的，比较理想的是由非铁磁材料

制成。铁磁材料作为中心导体，但与非铁磁材料相比，会由于磁畴运动生成大量热量和减少

导体外的磁场时。此外，在使用中心导体，检查员必须注意磁性书写的可能性。当使用一个

台式机器，可有效地被检查到沿零件圆周的距离，大约中心导体直径的 4 倍，如图 10（B）

所示。整个圆周应该检查通过在中心导体上旋转零件，允许大约 10％的磁场重叠。中心导

体广泛应用于磁粉检验，提供：

（1）通过直接电流技术，管件的内外表面的圆周磁场不能被重复。

（2）零件磁化的非接触方式实际上消除了电弧燃烧材料的可能性，作为通过这种接触


22

流动的电流，如触棒或夹具。

（3）环形零件的加工比直接接触技术有更大的技术优势。

（4）通常，中心导体要居中是不重要的，因为通过铁磁材料后磁通线在中心是最少阻

力的路径。在大直径的中心导体材料应在中心的 6in 之内。由此产生的磁场相对于试块的轴

是同心的，在内表面是最大的。

图 10 中心导体棒

12.3.3.3 磁轭磁化——借助电磁场能在零件中感应出磁场（见图 1），在磁极之间（作用如钳

子）的零件或其局部成为磁路和不连续性要优先横穿显示磁极块的连线。大多数磁轭以 AC、

半波整流 AC 或全波整流 AC 供电。永久磁铁也在零件中感应出磁场，但用途有限（见 6.3.1）。

13. 磁场的方向

13.1 不连续取向与磁场方向的相对关系——由于当缺陷平行于磁场时，缺陷的磁痕一般是

观察不到的和由于在零件中的缺陷方向是多种多样或是未知的，因此每一零件必须按照

4.3.2 提出的至少在两个相互近似垂直的方向上被磁化。对某些零件，必须在两个或更多的

方向上使用周向磁化，而对其他一些零件，既采用周向磁化也采用纵向磁化才能得到相同结

果。为了退磁检验目的，通常圆周磁化先于纵向磁化。多向磁场也可用来达到使零件多向磁

化的目的。

13.2 周向磁化——周向磁化（图 11）这术语指的是当电流流经零件或用中心导体穿过零件

中心孔（见 12.3.3.2）而产生垂直于电流方向的感应磁场。通常产生的圆周磁场比剩余磁场

强，但更很难测量，因为磁流量是包含在零件中。

13.3 横向磁化——横向磁化这术语指的是建立的磁场横过零件和磁通量线在零件外面完成

回路。当磁轭横过铁棒并垂直于棒的轴线会产生横向电场。


23

图 11 周向磁化

13.4 环形磁化——当磁化一个环形零件时，如中心开孔的实心轮或盘状零件，辐射至盘状

零件的感应磁场，对探测周向的不连续是最有用的。在这种应用中，这种磁场可能比多向磁

化横过圆周的磁场更为有效，但需要特殊设备。

13.5 纵向磁化——纵向磁化（图 12）这术语指的是当电流通过一个围绕被检查零件或零件

一部分的多匝线圈产生的磁场。

图 12 纵向磁化

13.6 多向磁化——如果可以证明多向磁化在所有的区域是有效的，则为了满足在两个方向

上的磁化要求可以使用多向磁化。检验的零件符合 20.8.2 条或按 AS 5311（见附录 X2）要

求制造的垫片，或按 3 级和工程机构认可的其他方式，多向磁化可以用于验证磁场方向、强

度和均衡。磁场密度的均衡是决定性的。磁场强度在所有方向应是均衡的。施用磁粉必需按

时使得磁化程度在所有方向达到全值，而在检验的表面上磁粉是可移动的。


24

13.6.1 当实际带有已知缺陷的零件被使用时，缺陷的数量和指向（如轴向、纵向或周向等）

应予记录。当全部所记录的缺陷都能容易的用磁粉迹象标示时，可认为磁场密度是符合均衡

要求的。

13.7 柔性层压带磁粉检测

13.7.1 在附录 X1 所描述的柔性层压带，在磁粉检查时可用于以确保适当的磁场方向。为了

在柔性层压带上产生最强的磁粉迹象，该柔性层压带的纵轴应置于感兴趣的磁场垂直方向

上。柔性层压带只可作为一种以展示外磁场方向的工具。

14. 磁场强度

14.1 磁场强度——为了产生令人满意的显示，零件中的磁场必须具有足够的强度和合适的

取向。为了使迹象显示具有一致性，对单向设备，磁场强度必须控制在合理的范围内，通常

是±25％，而对多向设备，磁场强度必须控制更严格些，通常是±5%。影响磁场强度的因素

是零件的尺寸、形状、截面厚度、零件/试件的材料以及磁化技术。因为这些因素变动的范

围广泛，所以很难制定严格的磁场强度规则，以适用于每一个可设想的零件外型。

14.2 确定磁场强度——可按下述内容确定足够的磁场强度：

14.2.1 已知的不连续性——用具有已知不连续性的类似/相同零件的实验。

14.2.2 人工的不连续性——在检查时，从 AS 5371 所衍生刻槽薄垫片（见附录 X2）或与零

件接触紧附缺损旁边的迹象检验，是使用连续法验证场强的有效手段。

14.2.3 霍尔效应仪切向磁场强度——当使用单向设备时，适用于最小磁场强度为 30G（2.4

KAM-1）。更强的磁场强度是允许的，但不能太强，导致由于磁粉的非相关堆积的有关的迹

象。由于复杂的变数，在多向技术确定一个可以接受的磁场，使用高斯表不应该是唯一的来

源。

14.2.3.1 霍尔效应仪测量圆形磁场——在一个直径或厚度一致的零件，横向探头可放在沿着

零件长度的任意位置，当切向圆磁场始终跨越零件的长度。横向探头应垂直放置，使得圆形

磁场与霍尔效应传感器的主要尺寸成正交并与零件垂直在 5°范围内。应采取多次测量以确

保一致的读数。关于测量零件直径/厚度超过 1，宜采取多种测量以确保所有要检查区域的

30 高斯的最小测量值。实施测量的磁场，是磁化的磁场，而不是剩余磁场。

14.2.3.2 霍尔效应仪测量纵向磁场——在一个直径或厚度一致的零件，探头可放在沿着零件

长度的任意位置，除了在两极附近，当相切的纵向磁场始终跨越零件的长度，除了在两极。

在磁极附近测到的是不正确的读数，由于在每个磁极检测的是正交磁场。此外，接近几何尺


25

寸变化的测量，会产生一个非相关磁通量泄漏应加以避免。探头应被置放在与零件垂直在 5°

范围内，使得纵向磁场与霍尔效应传感器的主要尺寸成正交。应采取多次测量以确保一致的

读数。如果零件比线圈宽度长，霍尔效应探头可放置在线圈的里面或线圈附近的外面。关于

测量直径/厚度超过 1 的零件，应采取多种测量以确保所有要检查区域的 30 高斯的最小测量

值。实施测量的磁场，是磁化的磁场，而不是剩余磁场。

14.2.4 用经验公式——附录 X3 详述了确定磁场强度经验公式的用法。从经验公式推导的安

培数应使用霍尔效应高斯表或 AS 5371 刻槽薄垫片加以判定。

14.3 局部磁化：

14.3.1 采用触棒——当使用材料厚度小于等于 3/4in（19 mm）的触棒，应使用每英寸触头

距离的电流为 90~115 A/in（3.5~4.5 A/mm）。材料厚度大于 3/4in(19 mm 应使用每英寸触头

距离的电流 100~125 A/in。触头间距离应不小于 2 in ( 50 mm）或大于 8 in ( 200 mm）。使用

触棒时，磁场的有效宽度为通过每一侧触棒中心连线的触棒间距的 1/4。

14.3.2 采用磁轭——磁轭（或永久磁铁）的磁场强度可通过测定它的提升力而由经验确定（见

20.3.7）。如用霍尔效应探头，应把它置于两极中间的表面上。

15. 干磁粉和湿磁粉的应用

15.1 干磁粉：

15.1.1 干磁粉的磁场——干磁粉普遍适用于连续磁化技术。当使用交流电时，电流必须在干

磁粉施加前打开，并保持到整个检验期间。用半波整流交流电或磁轭直流电磁化时，电流使

用的持续时间应至少 0.5 秒。通电的时间应足够短，以防止过热或造成任何其他的损坏。应

该注意到交流或半波整流交流要比直流或全波整流交流给出较好的磁粉流动性。干磁粉法通

常广泛地用于大的零件以及像焊缝这样局部区域的磁粉检验，也广泛应用于油田作业，并频

繁使用电容放电类设备和剩磁法中。

15.1.2 干磁粉的应用——当零件被磁化时，干粉以一种轻而均匀的粉末状态铺展到被检零件

的表面上。湿表面可能阻碍磁粉的流动，干粉不用于湿表面和风大的场合。最好是使用磁粉

的完全悬浮技术，并用最小的力量以均匀云雾状到达磁化零件表面。一般应用一种特别设计

的吹粉机和手动施粉器（见图 l）。不能用机械倾倒、投掷、散布的方式施加磁粉。

15.1.3 多余磁粉的去除——施加和去除多余的干磁粉都需要小心。当磁化电流还有的时候，

去除多余粉必须谨慎行事，防止去除漏磁场所吸引的磁粉，这可能是显示相关迹象的磁粉。

15.1.4 近表面不连续性磁粉图形——为了识别由近表面不连续性所产生的宽阔的、模糊的松


26

散吸附的磁粉图形，重要的是当施加干磁粉和去除多余的磁粉时，应仔细地观察缺陷迹象的

形成。在相继的磁化周期之间应有足够的时间用于迹象的形成和检验。

15.2 湿磁粉的应用——在通以磁化电流时（连续法）或切断电流以后（剩磁法），将悬浮在

推荐浓度的载液体中的荧光或非荧光磁粉以喷雾或布撒的方法覆盖在被检查的区域上。适当

的操作程序（零件的磁化和淋洒磁粉的时间）对于磁粉迹象形成和保持是极为重要的。对于

连续技术，应使用多次电流磁化。在磁粉流已经转移并当淋洒磁粉还在零件上时，最后的磁

化应予使用。单次磁化可能是充分的。应注意防止由于过热或其他原因而损坏零件。由于在

高度光滑表面上或微弱吸附的迹象可能很容易地洗掉或擦掉，因此在磁场撤消之前，必须小

心防止高速流过关键的表面并中断淋洒磁粉的施加。不连续性检测可能受益于实际检查之前

延长数秒钟排除时间。

15.3 磁膏/磁粉涂料——磁膏/磁粉涂料是在零件磁化前或磁化时刷在零件表面上，显示迹象

是在淡银色本底上出现的黑色线条，磁膏对于顶面的或水下的磁粉检验是一种理想材料。

15.4 磁粉聚合物——磁粉聚合物是作为一种液体聚合物悬浮液施加到被检零件上的。零件

涂上这种悬浮液然后被磁化，之后再让聚合物固化并从试验表面取下此弹性涂层进行检验。

必须小心地注意保证在聚合物的活化迁移期内（通常约为 10 分钟）完成磁化。这种方法特

别适用于肉眼观察受限制的区域例如螺栓孔。应遵循制造厂的详细使用说明以得到最佳的使

用结果。

15.5 白色背景和黑色氧化物——在磁化前和磁粉施加前，薄的白色背景应用气溶胶提供薄

的（≤2 密耳）、流畅的、高对比度的背景。背景干燥后，磁化和磁粉施加按照正常程序进行。

在白色背景和黑色磁粉之间的高对比度提供白光下的高灵敏度。应遵循制造商的详细应用和

使用说明以达到最佳结果。

16. 磁痕显示的解释

16.1 有效磁痕显示——所有磁粉检验形成的有效磁痕显示都是漏磁场的结果，磁痕显示迹

象可分为相关的（16.1.1）、不相关的(16.1.2)和虚假的(16.1.3）。

16.1.1 相关的磁痕显示——相关的磁痕显示是由不连续性的漏磁场产生的。相关的磁痕显示

应该根据买卖双方协议商定的验收标准进行评价（见附件 A1）。

16.1.2 不相关的磁痕显示——不相关的磁痕显示能够单独出现或被某些不需要评估的条件

诸如截面的改变（如键槽和钻孔）、材料固有的性质（如双金属焊接交合面）、磁性书写等所

引起的漏磁场而形成图形。


27

16.1.3 虚假的磁痕显示——虚假的磁痕显示不是磁力吸附磁粉造成的，例如机械地迟留的磁

粉，掉进或嵌进焊接凹陷表面的磁粉。

17. 磁痕显示的记录

17.1 记录的方式——如有要求，缺陷磁痕的位置、类型、方向、长度和间隔的永久记录，

可由下述一种或几种方法作出。

17.1.1 草图——画出磁痕和其位置草图。

17.1.2 复形（仅适用于干磁粉）——使用透明胶带纸粘贴于缺陷显示上面，然后取下粘有显

示的胶带，放在纸张或其他有适当本底的材料的指定位置。

17.1.3 可剥离涂膜（仅适用于干磁粉）——把可剥离性胶膜液喷在缺陷磁痕处，将磁痕固定，

当剥下胶膜时，磁粉指示也就粘附胶膜上。

17.1.4 照相——对零件上的缺陷磁痕本身、胶纸或涂膜进行照相。

17.1.5 书面记录——记录磁痕的位置、长度、取向和数量。

17.1.5.1 缺陷或磁痕尺寸精度——用接受标准指定的缺陷或磁痕尺寸限制的情况下，测量设

备应选择足够精确的准确性以遵守裁定。例如，要验检的最大缺陷长度不超过 0.150 in ( 3.81

mm），一个测量设备精确到±0.010 in ( 0.254 mm），也可用于减少允许的限制 0.140 in（3.56

mm），但使用测量设备精确到±0.150 in ( 3.81 mm）或指定增量为 0.100 in(2.54 mm）的设备

是不够准确的。

17.1.5.2 没有指定缺陷或磁痕尺寸公差的情况下，（例如，报告裂纹长度，当验收标准是“不

允许裂纹”时）裂纹的长度不应报告比设备允许的精度更精确的测量。例如，当使用测量设

备精确到±0.010in ( 0.254 mm），报告的裂纹长度以 0.010 in（0.254mm）的增量。

17.1.5.3 有些合同可能要求比最低的测量精度更好的来确定的规定。这些一般情况下是限制

在可交付产品功能的关键的直接测量，而不是检查参数。例如，精确度为 2 比 1 可能被指定

为测量缺陷或产品几何尺寸，这意味着在核实或报告尺寸最近的±0.010 in ( 0.254 mm）时，

需要校准精度为±0.005 in（0.127 mm）的仪器。

17.2 附在一起的资料——下面列出的所用工艺参数的记录与检验结果附在一起：

17.2.1 所采用的方法——磁粉方法（干磁粉、湿磁粉、荧光磁粉等）。

17.2.2 磁化技术——磁化工艺（连续的、真实连续的、剩磁的）。

17.2.3 电流类型——磁化电流（交流、半波整流、全波整流等）。

17.2.4 磁场方向——磁场方向（触头位置、电缆缠绕顺序等）。


28

17.2.5 磁场强度——磁化电流强度（安-匝数、触头间距每 in（mm）的安培数、提升力等）。

18. 退磁

18.1 适用性——所有的铁磁性材料都会有一定的剩磁，剩磁强度取决于零件的顽磁性。剩

磁不会影响零件的机械性能，但剩磁场能使一些碎片、锉屑、鳞状物等粘附在零件表面而影

响后续的机械加工，以及影响涂层和电镀。此外，如果这种零件被用在靠近敏感性仪器的地

方，高的剩磁场会影响这些仪器的工作，而且，零件中强的剩磁场能影响电弧焊和镀层的操

作，剩磁还能影响后续的磁粉检验。只有在图纸、技术条件或订货单中有规定时才进行退磁。

当有这种要求时，还应规定剩磁的可接受程度和专用测量的方法，见 18.3。

18.2 退磁方法——退磁的容易程度取决于金属的矫顽力。高的顽磁性未必与高的矫顽力有

关，亦即剩磁强度并不一定是退磁容易程度的一种指示。一般地说，退磁将零件放在一个等

于或大于零件磁化时磁场强度和接近相同的方向的磁场中，然后不断地变换它的磁场方向并

同时逐渐地减少磁场强度直至零，以达到退磁的目的。

18.2.1 从交流电线圈中退出法——最快和最简单的方法是将零件通过一个有高电流强度的

交流电线圈，然后把零件缓慢地从线圈磁场中撤出。推荐采用 5000~10000 安-匝的线圈，电

源频率通常是 50~60 赫兹的交流电。零件应自 12 in ( 300 mm）距离进入线圈并稳定慢慢地

通过线圈直至超过线圈至少 36 in ( 900 mm）。必须注意，在中断退磁力之前，必须保证零件

被完全地撤离线圈或交流电磁轭的影响区，否则退磁可能会反过来磁化零件。必要时，宜重

复进行将剩磁场减小到可接受的程度。见 18.3 节。复杂形状的小零件当穿过线圈磁场时可

以转动和滚动。大型零件上使用这种技术，交变电流磁场可能无效，不足以渗透到其中。

18.2.2 交流电递减法——使零件退磁的另一个替代方法是把零件置于磁场中，同时逐渐地减

少它的强度至所要求的程度。

18.2.3 磁轭退磁法——交流磁轭可用于局部退磁，把磁极置于试件表面，绕着该区移动并撤

回磁轭，磁轭一直带电。

18.2.4 直流电方向交变法——被退磁的零件置于交替变换方向并降低到所要求程度的直流

电磁磁场中。（对大零件的退磁这是最有效的方法，因为交流磁场不足以穿透而消除内部的

剩磁），这种技术需要特殊的设备在以小量减少电流的同时变换它的电流方向。

18.3 退磁程度——退磁的有效性可用适当的磁场指示器来指示。（注意：一个零件可以在周

向磁化以后维持很强的剩磁场，但显示出极小的甚至显示不出外部磁场，因此，若需要完全

退磁，周向磁化宜在纵向磁化之前进行。如果可用消耗性零件，如对已经圆周磁化轴承套圈


29

零件的情况，它往往是切下它的一边，测量它的剩余泄漏磁场，以检查退磁过程。

18.3.1 在退磁后，测量的剩余磁场应不超过工程图纸上、合同中、采购任务书或技术条件规

定的值。

19. 检验后的清理

19.1 磁粉去除——凡磁粉材料能够干扰后续的加工过程或使用要求时，检验后的清理是必

要的。当需做检验后的清理时，买方应该作出规定，并规定所需清理的程度。

19.2 磁粉去除的方法——典型采用的试验后清理技术是：（a）用压缩空气吹掉不需要的干

磁粉：（b）让湿磁粉干燥随后用刷子或压缩空气清除；（c）用溶剂冲洗湿磁粉；（d）也可采

用其他不干扰后续要求的任何合适的试验后清理方法。

20. 工艺控制

20.1 影响因素——整个磁粉检验系统的性能取决于下述内容：

20.1.1 若涉及手工操作的话，操作者的技能。

20.1.2 工艺过程的控制。

20.1.3 磁粉或磁悬液，或两者。

20.1.4 设备。

20.1.5 可见光的级别。

20.1.6 工作场所 UV-A（黑）光的控制。

20.1.7 磁场强度。

20.1.8 磁场的方向或取向。

20.1.9 剩磁强度。

20.1.10 这些因素都应分别予以控制。

20.2 设备保养和校正——磁粉检测设备在整个有效适用阶段宜有良好地保养。校验周期通

常是 6 个月一次（见表 2），或者在发现故障后进行校正，宜在试验机构的书面程序中予以

规定。校验记录和结论对质量控制目的来说，是十分有用的资料，应予保存。此外，若怀疑

系统有不正常现象，宜进行任何的或所有的试验描述。校正试验宜完全遵照技术条件或适用

的文件来进行。

20.2.1 设备校准——这是很好的做法，所有校准设备可以追溯到它以前使用情况。这可能有

利于重新审查或评价发现不能正常工作的一台设备。


30

20.2.2 有些审查程序可能要求设备的校准或业务检查，但没有指定精度的要求，该设备由合

同规定磁粉检验程序指定（例如 ASTM E1444/E1444M 光度计，高斯计准确度），但该设备

的测量精度，应合理地适用于设备精度的情况，以满足精确确定的承诺。

表 2 建议的校验时间间隔

项目两次标定间的最长时间参照节号

照明：B

可见光强度

周围光线强度

UV-A 光强度

使用电 UV-A 光强度检查

UV-A 光强度

系统性能 B

湿磁粉浓度

湿磁粉污染情况 B

断水试验

设备校验/检查：B

安培表精度

定时器控制

快速断路

轭自重检查

UV-A 和白光计检查

高斯计或现场指示器精度

每周

每周

每天

每次使用之前和之后

每周

每天

8 小时或每次换班时

每周

每天

6 个月

6 个月

6 个月

6 个月

6 个月

6 个月

7.1.1, 20.4.1

7.1.1.2

7.1.2.1, 20.4.2

6.6

6.6, 20.4.2

20.8, 附录 X7

20.6

20.6.4

20.7.5

20.3.1

20.3.2

20.3.3

20.3.7

20.4

20.3.6 A 测试时系统处于运行状态。 B 当由真实的技术稳定性/可靠性数据证实时，两次鉴定间的最长时间可以延长。

20.2.3 设备已达到由磁粉检查程序指定的合同规定的精度要求（例如，ASTM E1444/E1444M

安培计精度为±10％或 50 安培，或一个定时控制器±0.01 秒）宜适当考虑，没有额外的精确

度或需要确定的不确定性。

20.2.4 磁粉检查程序合同规定，对被校准的测量设备并没有明确规定或符合一个指定的精度

时（例如，定时器，选购的气压计等），宜保持良好的工作规则，并有适合使用为目的合理

的测量精度。

20.3 设备检查——推荐以下检查，以确保磁粉磁化设备的准确性。

20.3.1 安培表精度——为检查设备的安培表，应将一个合适的，可追溯的且校准过的分流试

验器串联连接到输出电路上。应至少在三个能代表设备使用范围的输出水平上进行对比读

数。依据校准过的安培表所示的电流值，设备仪表读数偏差应不大于±10 % 或 50 安培，以

较大值为准。（当测量半波整流电流时，通过校准过的 FW-整流安培表所示的电流值读数应

加倍。）安培表检查频率按照表 2 的规定。在任何设定点的设备输出重复性的变化应不超过

±10 % 或 50 安培，以较大值为准，同时试验设备应标记能代表最低可重复电流水平的数值。


31

20.3.2 定时器控制检查——用定时器控制电流持续时间的仪表，宜如表 2 规定校验定时器精

度或在怀疑操作故障时随时检查。使用合适的电子计时器对计时器应进行校正在±0.1 秒精度

范围内。

20.3.3 磁场快速断路检查——具有快速断路特性的仪器，宜检查和校验该电路的功能。用适

当的示波器或厂方现有的简单实际装置就可完成这种检验。通常，只有固定线圈检查快速断

路的功能。只有电缆连接到触点形成线圈缠绕时，触点才需要进行检查。在电子功率组件或

装置中，若未能获得“快速断路”指示，表明激磁电路中存在故障。

20.3.4 仪器电流输出检查——为确保仪器持续精度，宜以校验过的安培表一分流器组去校验

每个变压器接头处安培表的读数。将这附件与触点串联。不宜用仪器分流器去校验部分的装

置。对无限电流控制装置（无接头、开关），宜使用 500-A 间隔装置。对单向设备，仪器安

培表读数超过±10％变化，表明仪器需要保养或修理。对多向的设备，设备电表读数超过±5％

的变化，表明设备需要保养或修理。

20.3.5 内部短路检查——宜周期地检查磁粉检测设备的内部短路情况。用触点设备调整最大

安培输出时，当触点间无导体触发电流时，安培表的任何偏移就是内部短路的象征且使用前

必须修理。

20.3.6 霍尔效应计——根据不同的生产厂家，仪表通常只使用精确的全波直流。对应用 HW

和 AC 电流的霍尔效应计读数宜与应用 AS 5371 垫片的结果相关。霍尔效应高斯计应按照制

造商的说明每 6 个月进行校准。

注 3：当与可控硅控制设备一起使用时，高斯计的准确性是依赖于各型号表的实际电路设计和结果可

能会有所不同。

20.3.7 电磁轭提升力检查——磁轭的（或永久磁铁的）磁化力宜在钢板上确定它的提升功率

进行检查，见表 3。提升力与磁轭的电磁强度有关。

表 3 磁轭的最小提升力

电流类型磁轭极两腿间距

2~4in.(50~100mm) 4~6in.(100~150mm)

AC

DC

10 lb(45 N/4.5 kg)

30 lb(135 N/13.5 kg)

50 lb(225 N/23.0 kg)

20.3.8 吹粉器——用来施加干磁粉的吹粉器性能宜按常规的时间间隔或怀疑工作不正常时

进行检查，检查宜在代表性试件上进行。吹粉器宜用干磁粉的薄而均匀的灰尘状敷层盖住受


32

试面积，并有足够的力量吹去多余的磁粉而不干扰证明是磁痕显示的那些磁粉，宜根据制造

厂的推荐进行吹粉器流速或空气速度的调整。

20.4 检验区域亮度等级的控制：

20.4.1 可见光强度——检验区域光的强度宜按规定的时间间隔用指定的光度计在受检零件

的表面进行检查。见表 2。

20.4.2 UV-A（黑）光强度——UV-A （黑）光强度应在规定间隔内进行检查，但是不超过 1

周间隔，任何时候某个灯泡发生变化时，应清洗反射器和过滤器，然后检查完整性。开裂或

破损的 UV 过滤器应立刻进行更换。有缺陷的灯泡也必须在进一步使用之前进行更换。见表

2。

20.5 干磁粉质量的控制检查——为了确保从干磁粉中选出使用的具有均匀和一致的性能，

所有新进的磁粉按用户和供货商之间确定的质量控制标准对性能进行认可或检查是可取的。

20.5.1 污染：

20.5.1.1 降低因素——干磁粉一般非常粗糙，在宽广的操作范围内使用具有高度一致性。但

是，它们的性能对由这些污染如水份、油脂、油、锈和轧制氧化皮颗粒，非磁性颗粒如铸造

型砂和过热引起的降低是敏感的。这些污染通常以它们自己颜色的改变和粉结块的形式显

现，污染的程度将决定磁粉的进一步的使用。过热的干粉，可能失去它们的颜色。因此降低

了与零件的颜色对比性和因而妨碍零件的检验。粉的结块可能降低工作过程中的流动性和大

的粉结块可能不会保持在磁痕显示上。干磁粉不应作为分馏法回收，随后细小颗粒耗损从粉

末组成的总数来说，降低了磁粉的质量。

20.5.1.2 保证磁粉的质量——为保证免受可能的污染的有害影响，建议进行常规性能检查

（见 20.8.3）。

20.6 湿磁粉质量控制检查——在开始和以一定的时间间隔对湿磁粉悬浮液进行下列检查，

以确保有一致的性能。见表 2。由于使用液槽时会出现液槽污染，主要是以一定的时间间隔

监控工作液槽。

20.6.1 确定槽液的浓度——槽液的浓度和有时液槽的污染，用荧光磁粉的悬浮液，1 mL 基

数的梨形离心管（0.05 mL 刻度）或用非荧光磁粉的悬浮液，1.5 mL 基数的梨形离心管（0.1

mL 刻度）通过测量它的沉淀体积确定的。（见附录 X5）。在取样前，悬浮液是通过再循环

系统至少 30 分钟的来回循环，以确保沉淀在容器贮槽滤网和沿容器侧面或底面的所有磁粉

粒都能混合。从软管或喷嘴取 100 mL 的部分悬浮液，在测取读数前，退磁和在用煤油蒸馏

物调理时将它沉淀约 60 分钟或在用水基悬浮液调理时将它沉淀约 30 分钟。这些时间是根据


33

最通常用于产品的平均时间，实际时间宜调整，使得悬浮颗粒充分地沉积。在管子底部沉积

的体积表示液槽中的磁粉浓度。

20.6.2 试样的解释——如果槽液的磁粉含量低，加入足够数量的磁粉材料，以得到所希望的

浓度；如果悬浮液的磁粉含量高，加入足够的溶媒以得到所希望的浓度。如果沉淀的磁粉出

现松散的结块而不是密实结层，取第二个试样。如果仍旧结块，颗粒可能已磁化，更换悬浮

液。

20.6.3 沉淀体积——对荧光磁粉，建议沉淀体积（见 15.2）在 100 mL 槽液试样中是 0.1~0.4

mL 和对非荧光磁粉是每 100 mL 溶媒的 1.2~2.4rnL，除非另外由认可的工程机构（CEO）所

批准，参见适用的 AMS 文件（3041、3042、3043、3044、3045 和/或 3046)。对于双重响应

磁粉，推荐的沉淀体积宜按制造厂推荐的给定使用的性能要求和照明环境来确定。（见

8.5.5）。

20.6.4 液槽污染——不论荧光的还是非荧光的悬浮液宜定期对污染，例如灰尘、氧化皮、油、

棉花纤维，散落的荧光色素，水（在油悬浮液的情况下）和可能对磁粉检验过程有有害影响

的磁粉结块进行检查。见表 2。

20.6.4.1 载体污染——对荧光液槽，用 UV-A(黑)光直接对沉淀物上面的液体进行评估。适

用的液体会有少量的荧光性。它的颜色可与用相同材料新做成的试样做比较或与为这一目的

保留在原液槽中的未用过的试样做比较。如果“用过的”试样比对比标准有更显著的荧光性，

液槽宜更换。

20.6.4.2 磁粉污染——管子的有刻度部分宜在 UV-A（黑）光下评估，如果液槽有荧光性和

在可见光下（荧光的和非荧光的磁粉）对条纹和带在颜色和外貌上不同。带和条纹可能表示

污染。如果污染的总体积包括带和条文超过磁粉体积的 30％，或如果液体有显著的荧光性

（见 20.6.4.1），液槽宜更换。

20.6.5 磁粉的耐久性——悬浮液中荧光和非荧光磁粉的耐久性宜定期检查，以确保磁粉不因

由于从悬浮的油或经调节的水载体来的化学浸蚀而降低，或湿的水平磁粉装置中循环泵的旋

转力产生的机械性降低。特别是荧光磁粉，破损能导致灵敏度的降低和非磁性荧光本底的增

加。散落的荧光色素能产生干扰检验过程假的显示。

20.6.6 荧光亮度——重要的是荧光磁粉的亮度保持在确定的水平，使得显示和本底的亮度能

保持在相对一致的水平。对比度的变化能显著影响检验结果。缺乏足够的对比度一般是由下

列因素引起的。

20.6.6.1 载体污染程度的增加，增加了本底的荧光性，或


34

20.6.6.2 因蒸发、而损失的载体，增加浓度，或

20.6.6.3 荧光磁粉的退化。参见 20.6.8 节更多相关指导。

20.6.7 系统性能——不能在零件找到已知的不连续性或在环状试件上得到规定的显示（见

20.8.4）表明整个液槽需要更换。如果用于零件，它必须完全退磁和清洗使得不能探测到荧

光本底，当至少在 1 000 μw/cm2 表面强度的 UV-A（黑）光下观看时。如果任何本底表明干

扰探测或解释，液槽宜排干净并配置新的悬浮液。

20.6.8 颗粒灵敏度的测定——附录X4描述了几种设备，这些设备可以验证潮湿法或干燥法

颗粒的灵敏度。这些设备在某些形式上包含永久性磁化，同时与磁化系统无关。它们应不能

在使用之前或之后进行磁化或脱磁。任何时候颗粒性能遇到问题或者需要进行检定时，这类

设备可能是有帮助的。

20.7 槽液特性的控制：

20.7.1 油槽液体——在 AMS 2641 或 A-A-59230 中描述了油槽液体的特性。

20.7.2 水槽液体——在 AS 4792 中描述了调节水槽液体的特性。

20.7.3 粘度——悬浮液推荐的粘度，在任何温度下不超过 5 mm2/s（5.0 cSt，在该温度液槽

可以使用，当按照试验方法 D445 校验时。

20.7.4 闪点——湿磁粉轻煤油蒸馏物悬浮液推荐的闪点，用试验方法 D93 测定时，最小是

200℃ （93℃ ）。

20.7.5 调整好的水载体的断水检查——适当调整好的水将提供恰当的润湿度、分散性和抗腐

性。断水检查宜用浸没零件的方法进行。其表面的精度与检验中的零件相似，用悬浮液浸没，

然后注意浸没停止后零件表面的外貌。如果一薄层悬浮液是连续的并甚至全部盖住零件，足

够润湿的媒介物是存在的。如果一薄层悬浮液断开，露出零件的裸表面，和在表面上悬浮液

形成许多分散的小滴，那么，需要更润湿的媒介物或零件没有充分清洗。当使用荧光法时，

UV-A（黑）光及可见光下都应单独进行检查。

20.7.6 调整好的水载体的 pH——调整好的水槽液建议的 pH 值在 7.0 和 10.5 之间，当用合

适的 pH 测定计或专用的 pH 试纸测定时。

20.8 校验系统的性能——系统性能必须按书面程序进行检查，这样每次都按相同的方法完

成校验。

20.8.1 带有不连续性的产品校验——评价干或湿磁粉的性能和灵敏度或整个系统性能，或两

者，切实可行的方法是使用有代表性校验零件，它们是在实际生产检验过程中，正常遇到的

类似和严重程度已知的不连续性的零件。但是，这类零件的实用性是有限的，因为不连续性


35

的取向和大小是不能控制的。不推荐使用有粗大不连续性的裂纹零件。（注意：如果使用这

类零件，每次使用之后必须彻底清洗和退磁。）

20.8.2 带有不连续性的加工好的试验零件——常常，带有评定所需类型和严重程度已知的不

连续性的生产校验零件是得不到的。作为一种替代方法，带有不同程度和严重性的不连续性

加工好的校验试样，可以用来提供干或湿磁粉检验操作的有效磁痕显示。如果使用这类零件，

每次使用它们必须彻底清洗和退磁。

20.8.3 试板——图 13 中所示的磁粉系统性能校验板，对用干法或湿法技术使用触棒和磁轭

检查整个系统的性能是有用的。推荐的最小尺寸是每边 10in 和厚度 1 in。不连续性可能由

受控的加热/冷却、EDM 缺口，按 14.2.2 的人造不连续性或其他方法形成的。（注意：缺口

宜用非导电材料（如环氧树脂）填充与表面齐平，以防止显示介质的机械夹住。）

图 13 磁粉系统性能校验板缺陷的形成和定位按制造厂的规范

20.8.4 试环试样——校验试环试样（Ketos）亦可用于评价和比较，采用中心导体磁化技术

的，干法的和湿法的，荧光的和非荧光的磁粉技术的整个性能和灵敏度。更多信息参见附录


36

X7。

20.8.4.1 使用试环——更多信息见附录 X7。

20.8.5 磁场指示器：

20.8.5.1 “饼形”磁场指示器——图 14 所示磁场指示器依靠饼形扇形块之间的槽指出外部磁

场的存在和大致的方向。因为“饼形”磁场指示器的构造材料 100％的高渗透性，通过壁上的

缺陷，相对于检验零件的有关痕迹的位置，磁痕并不意味存在着合适的磁场强度。“饼形”

磁场指示器适用于横过指示器的铜面（槽在试件反面）同时用磁化力施加磁粉。典型的“饼

形”磁场指示器清楚地显示 5 高斯的外磁场。这些设备通常作为教学辅助手段。

20.8.5.2 开槽垫片——有各种开槽垫片，参见 AS 5371 和附录 X2 的图示。

图 14 饼状现场指示器

21. 规程

21.1 宜按照书面制订的规程进行所有的磁粉检验。书面文件宜至少包括以下内容。草图通

常用于说明零件的几何形状、磁化方法和零件检验区域，草图还用于记录磁场显示器的位置

和记录不连续性的位置。

21.1.1 被检验的区域（规定部位或整个零件）；

21.1.2 磁粉材料的类型（干的或湿的、可见的或荧光的）；

21.1.3 磁粉设备；

21.1.4 零件表面准备要求；

21.1.5 磁化过程（连续、精确连续、剩磁）；

21.1.6 磁化电流（交流、AC 半波整流、AC 全波整流、直流）：

21.1.7 零件磁化建立的方式（直接触棒、磁头/尾座接触或电缆缠绕、间接线圈/电缆缠绕、

磁轭、中心导体，等等）；


37

21.1.8 磁场方向（周向或纵向）；

21.1.9 系统性能/灵敏度检查；

21.1.10 磁场强度（安-匝、磁场密度、磁化力、磁化电流施加的次数和持续时间）；

21.1.11 检验介质的应用；

21.1.12 显示迹象的解释和评估；

21.1.13 记录的形式，包括验收/拒收标准；

21.1.14 如有要求，则包括退磁的方法；

21.1.15 如有要求，则包括检验后的清洗。

21.2 书面报告——书面报告宜按试验机构/部门和买方/用方之间的协议准备。

22. 验收标准

22.1 用本方法检验零件的验收不在这里规定。验收标准是制造厂和采购方面协商的事情和

宜在引用合同、技术要求或规范中说明。

23. 安全

23.1 涉及亲身试验的磁粉检验发生的危险包括：

23.1.1 电击和灼伤——电流短路能引起电击和由在所用的相对较低电压下的大电流发生的

特殊灼伤，使用水悬浮液的设备要有良好的电气接地。

23.1.2 飘浮的颗粒——磁粉特别是干的磁粉、灰尘、铸造型砂、锈和轧制氧化皮会进入眼睛

和耳朵当它们被吹离向垂直或顶面施加磁粉的零件时，或当用压缩空气清理受检表面时，干

粉容易吸进和建议使用防灰尘呼吸保护器。

23.1.3 跌倒——在工地或车间中如果在大的构件上工作，从脚手架或梯子上跌落。

23.1.4 着火——煤油蒸馏物液槽的引燃。

23.1.5 环境——在存在可燃蒸气处做磁粉检验，如在石油化工厂或炼油厂。水下工作有自身

的一组危险并应各自说明。

23.1.6 湿的地板——在由磁粉悬浮液弄湿的地板上滑倒。

23.1.7 大部件的移动或落下——大的部件，特别是那些在临时支架上的，在检验过程中可能

要移动或当提起时可能落下。另外，操作者宜留心所抓住主体部分下面的吊环/链条或头座/

尾座和工件之间而受伤的可能性。

23.1.8 紫外线辐照——紫外线可能对眼睛和皮肤产生有害的影响。在使用高强度 UV-A（黑）


38

光时，建议戴上吸收紫外线波长辐射而设计的防护眼镜。

23.1.9 材料和浓缩物——按供应者的材料安全数据表（MSDS）控制磁粉和浓缩物的安全。

符合 29 CFR 1910.1200 的 MSDS 或等同资料，供应者必须提供给每一用户并必须按照

FED-STD-313 准备。

23.1.10 设备的危害——由于可用的大宽度设备，独特的安全隐患可能存在，宜根据具体情

况加以解决。

24. 精度和偏差

24.1 实践中所述的方法学将产生可重复的结果，倘若磁场具有与所要找的不连续性相关的

适当的方向。

24.2 必须认识到受检材料的表面状况，材料的磁性，它的形状和 20.1 中所列因素的控制都

影响到所得的结果。

25. 关键词

25.1 着色；评定；检验；荧光的；检查；磁粉；无损的；试验。


39

附件

（强制性资料）

A1. 典型的磁粉指示

A1.1 表面不连续性一般能产生明锐、清楚的磁痕图，只有少数例外。与表面不连续性相比，

近表面不连续性产生的磁痕比较模糊或比较不清晰，即：磁痕图分布宽而不明锐，且磁粉也

不是被紧密地吸附。

A1.2 湿粉法：

A1.2.1 荧光磁粉——图 A1.1~图 A1.6 表示用湿粉法的荧光磁粉检测表面裂纹、表面磁痕和

近表面不连续性的磁痕显示。

A1.2.2 非荧光磁粉——图 A1.7~A1.16 表示的是用非荧光磁粉检测表面裂纹的磁痕显示。

A1.3 干粉法——图 A1.17~A1.23 表示的是用干粉法检测表面裂纹的磁痕显示。

A1.4 图 A1.24~A1.26 表示的是非相关磁痕显示。

图 A1.1 在肩轴上圆周向的裂纹


40

图 A1.2 有两个纵向显示的扶臂

图 A1.3 有径向和纵向显示的毂轮

图 A1.4 有各种纵向显示的机轴


41

图 A1.5 在杆上带有显示的阀门

图 A1.6 露出平衡 QQIs 的磁轭

图 A1.7 表面裂纹的显示

（用中心导体磁化，DC 连续法产生）


42


（用周向直接磁化，DC 连续性产生）


（用中心导体磁化，DC 连续性产生）

图 A1.10 表面裂纹的显示（用周向直流间接磁化）


43

图 A1.11 近表面不连续性的显示

（用周向直接磁化，AC 连续性产生）

图 A1.12 近表面显示的迹象

（用周向直接磁化，AC 连续性产生）

图 A1.13 飞机紧固孔的表面裂纹的磁性橡胶显示

（用磁轭磁化，DC 连续法产生）


44

图 A1.14 飞机紧固孔的表面裂纹的磁性橡胶显示

（用磁轭磁化，DC 连续法产生）

图 A1.15 焊件表面裂纹的磁膏显示

（用磁轭磁化，AC 连续法产生）

图 A1.16 表面裂纹的磁膏显示

（用磁轭磁化，AC 连续法产生）


45


（用触棒磁化，HWDC 连续法产生）


（用触棒磁化，HWDC 连续法产生）


（用周向间接磁化，AC 连续法产生）


46


（用触棒磁化，AC 连续法产生）

图 A1.21 表面裂纹显示（用触棒磁化，DC 连续法产生）

图 A1.22 表面裂纹的显示（用周向直接磁化，AC 连续法产生）


47


（用中心导体磁化，AC 连续法产生）

图 A1.24 磁写的不相关显示

（直接磁化，DC 连续法产生）


48

图 A1.25 小零件中由于截面改变引起的不相关显示

（间接周向磁化，DC 连续法产生）

图 A1.26 不同材料间衔接处的不相关显示

（线圈法 DC 剩磁磁化产生）


49

附录

（非强制性资料）

X1. 磁粉检测用磁粉检测柔性条

X1.1 可变性层压薄片特别用于磁粉检测过程中磁场方向的判定。薄片纵轴应与相关利益磁

场方向垂直，以便在薄片上产生出最强磁粉指示图。

X1.1.1 可用薄片有两个型号，一般使用和航天航空领域中的使用。两种薄片都包含夹在两

个 0.0020in.[0.0508mm］厚黄铜片之间的钢层。黄铜底层的作用类似于检测表面

0.0020in.[0.0508mm]的保护层。黄铜属非磁性金属，其作用仅是提供一个脱落层从而保护钢

层。为了进一步保护薄片，其整个薄片具有一个聚合涂层。

X1.1.2 薄片纵向直径为 1.95in.[50mm］，宽为 0.47in.[12mm]。

X1.1.3 以上两种类型的薄片，在其中心钢层上，都具有三个纵向狭槽。

X1.1.3.1 一般薄片的狭槽宽度分别为 0.0075in.[0.1905mm］、0.009in.[0.2286mm］、和

0.010in.[0.254mm]。

X1.1.3.2 用航天航空领域的薄片宽度分别为 0.003in.[0.0762mm］、0.004in.[0.1016mm］和

0.005in.[0.127mm]。

X1.1.4 薄片的中心钢层是由高“μ”磁材料制成。

X1.1.5 薄片须放置在相关组件或检测表面区域（s）。使用足够薄片或将薄片放置在不同的

区域里，以便保证获取适当的磁场方向。

图 X1.1 水平线代表切入在普通工业与航空工业中钢垫片中心的槽的位置

图 X1.2 显示了中心钢垫片槽产生的磁渗漏通量，原因是钢垫片轴与磁场垂直


50

X1.2 可变性层压薄片使用说明

X1.2.1 薄片适用范围——可变性层压薄片，如图 X1.3 和 X1.4 所示，需要特殊处理、附着

物、精准的磁场方向指示。

X1.2.2 薄片是由高磁导性碳钢制成，当不使用时，须防止薄片受到腐蚀。薄片须在干燥的

环境下储存。在将薄片安装到组件上之前，薄片和组件都须是干净且干爽的。

X1.2.3 薄片须贴近待试验的材料上有缺陷的组件放置。薄板可由手扶或使用胶水或胶带将

其粘着在组件上。

X1.2.3.1 如果用胶水或胶带将薄片粘在组件上，那么须选择那些防止磁粉悬浮在薄片和组件

之间缝隙的胶水或胶带（例如，Scotch Brand 191、471、或 600 系列等）。

图 X1.3 当使用的磁场（H）强度足够并且与带的纵轴垂直时，磁粉指示最强烈，当使用

的磁场（H）强度不足，并且与带的纵轴平行时，不会产生指示

图X1.4 弱磁粉指示意味着带的纵轴与使用的磁场（H）成角度（θ），或使用的产生指示的磁场不够强大


51

X1.2.3.2 固定薄片的胶带须满足以下性质：

X1.2.3.2.1 良好钢黏着性；

X1.2.3.2.2 有效防止磁粉悬浮；

X1.2.3.2.3 非荧光（对于荧光磁悬液）。

X1.2.3.3 如果胶带松动，致使悬浮物从垫片漏出，那么需要小心地拆卸胶带和薄片，清洁薄

片和组件，然后再把垫片薄片附在组件上。

X1.2.3.4 无论选用何种胶带或胶水固定薄片附着在组件上，都不应当影响观测到指示图。

X1.2.4 如果胶带没有在去除时扭曲，并且在取代的时候贴的很紧，重复使用也可接受。

X1.2.5 当使用悬浮在薄片上时须小心。只有当慢慢地应用悬浮时，适当的薄片指示图才会

形成。

X1.2.6 薄片活跃中心层是由低顽磁性和高磁导性材料制成。使用薄片检测剩余磁场表面的

权利只能由相关授理的工程机构批准。

X1.2.7 判定磁场方向——当薄片的纵轴垂直于指定磁场方向时，薄片上呈现出三行最强磁

感应强度的磁粉指示图。其纵轴平行于磁场方向的薄片不能呈现出磁粉指示图。相关参考请

见图 X1.3 和图 X1.4。

X1.2.7.1 为了使用薄片判定磁场方向，须确定首次薄片位置。

X1.2.7.2 将薄片垂直于磁场方向放置，并将其放在铸件表面上。

X1.2.7.2.1 第二次放置薄片的位置应该垂直于第一次的方向。

X1.2.7.3 进行追踪试验时，开始时要选择最小电流强度，然后慢慢地加大电流，直到观察到

薄片指示图稳定。

X1.2.7.4 如果两次薄片都显示了磁粉指示图，那么磁粉指示图与磁场方向夹角应该在 30°~60°

之间。如果两次薄片都未显示磁粉指示图，那么表明所应用的磁场的强度不足以产生指示图。

X1.2.7.5 在薄片的旁边或探测器能够简单重复操作的附近位置放置 Hall Effect 探测器，能够

精确地测量出磁场强度（在量点上空）。

X2. 按 AS 5371 磁粉检验的参照标准开槽垫片

X2.1 下面的标准有缺陷垫片典型用于磁粉检验期间建立适当磁场方向的和确保足够磁场强

度。图 X2.1 所示的垫片可用来确保在单向磁化方法中磁场的建立，以及在多向磁化方法中

磁场的均衡。

X2.1.1 除了图 X2.3 描述的试片之外，适用的两种试片厚度可为 0.002 in. [0.05 mm] 和 0.004


52

in. [0.10 mm]。当较厚试片不能满足检测表面的零件表面时，可使用较薄试片。

X2.1.2 试片可选择两种尺寸，图 X2.1 和 X2.2 样式使用 0.75 平方英寸（19mm），图 X2.3

选用 0.79 平方英寸（20mm）。图 X2.3 样式可裁剪为四块 0.395 平方英寸（10mm）试片，

用于有限位置时。

X2.1.3 垫片宜是低碳钢，AMS 5062 或同等材料。

X2.1.4 垫片宜按 AS 5371 的规定使用。垫片置于零件的相关部位其槽口对着被检验零件的

表面。使用足够的垫片，将垫片置于多个部位以确保适当的磁场方向和得到的磁场强度。

图 X2.1 3C2-234 和 3C4-234 型垫片的垫片厚度

图 X2.2 CX-230 和 CX-430 型垫片


53

图 X2.3 CX4-230 型垫片的厚度

X3. 经验公式

X3.1 本附录的建立磁场强度的经验公式，它们是经验规则。因此，在使用时加以判定。它

们的使用可能会导致如下情况：

X3.1.1 如果在磁化过程中，导致过度的磁粉背景，从而使解释更加困难，这不是不可能的。

X3.1.2 磁粉铺展太稀薄。

X3.1.3 检验的几何形状选择性差。

X3.1.4 以上各种情况的组合。

X3.2 建立磁场准则——使用经验公式，下列准则都可以有效地应用于建立适当级别的周向

和纵向磁场。

X3.2.1 周向磁化

磁场强度：

X3.2.1.1 直接周向磁化

当由电流直接通过零件进行磁化时，电流通常宜是零件直径 300~800 A/in(12~32

A/mm)。零件直径采用零件外周任何两点间最大距离。电流一般小于等于 500 A/in.(20

A/mm)。高达 800 A/in.(32 A/mm)的电流用于检验杂质或检验低导磁性合金。当零件形状要

求和获得批准来自 III 级和认可的工程机构时，小于 300 A/in.的电流可以使用。通过使用经

验公式推导的磁场强度应用霍尔效应高斯表或 AS 5371 刻槽薄垫片加以判定。

X3.2.1.2 中心导体感应磁化

当采用偏置中心导体时，导体通过零件的内壁放在零件对面的一个内壁。通电电流按零

件直径大小规定，宜为 12 A/mm~32 A/mm（300~800 A/in.）。零件周边上任意两点间的最大


54

距离作为零件的直径。通常电流为小于等于 500 A/in.(20 A/mm)，而较高电流（到 800 A/in.

为止）用作夹杂物的检查或检验低导磁合金，例如，沉淀硬化钢。为了用于检验沉淀硬化钢

定位夹杂物，甚至可以用更大的直至 1000 A/in.(40 A/mm)电流。可能被有效检验的沿零件周

边的距离宜采用为约中心导体直径的 4 倍，如图 10（b）所示。宜将零件与中心导体的相对

位置转动，以检验零件的全周。每次转动，检查区应有约 10％的重叠磁化区。如果经验证

已达到足够的磁场水平，那么可以采用较少的重叠量、不同的电流值和更大的有效检测区（直

至 360°）。

X3.2.2 空芯线圈的纵向磁化

纵向零件磁化是使电流通过包围被检查零件或零件截面的多匝线圈而产生的，所产生的

磁场平行于线圈的轴线，测量的单位是安-匝（NI）（实际电流安培数乘上线圈或电缆缠绕的

匝数）。磁场变化是有效的，取决于填充系数和磁场延伸到线圈的任一边的。有效距离可以

轻易确定由使用高斯计（Tesla）识别磁力线离开到完成他们的回路。长零件宜在不超过这

个长度进行分段检验。有 4 个纵向磁化经验公式应用于圆环线圈，应用取决于不同充填系数。

公式体现了历史的继任性，若要使用的话，它们仅限于简单形状零件。若要快速和更精确，

可用高斯计，把高斯计探头放在零件上并测量磁场而不是用经验公式计算。

X3.2.2.1 低填充系数线圈

在这种情况下，固定穿过式线圈的内径大大超过零件的尺寸（小于 10％的线圈内径），

零件的正确磁化应该使零件放置在线圈中接近线圈内壁之处。在这样低的充填系数的情况

下，若偏心放置的零件的长度与直径之比（L/D）在 3 和 15 之间，则合适的磁场强度可以

下式计算：9

9 包括这些公式仅为历史上的连续。购买一块 Tesla 表，将探头置于零件上并测量磁场强度，比使用这些公

式计算得要快。

（1）低填充系数线圈零件置于靠近线圈内壁；

NI=K/（L/D）（±10%）（X3.1）

式中：

N＝线圈的匝数：

I＝需采用的线圈电流，安培（A）；

K＝45 000（经验常数）；

L＝零件长度，in（见注）；

D＝零件直径，in；空心零件见 X3.2.2.4；和


55

NI＝安-匝数。

举例：一个零件长 15 in ( 38.l cm），外径 5in（12.7mm），L/D＝15/5＝3，对此零件获得

磁场强度所需的是 M＝45 000/3=15 000 安-匝。如果所用线圈或电缆的匝数是 5 匝，则所需

的线圈电流将为 I＝15 000=/5=3 000 A（±10％）。一个 500 匝线圈的电流则为 30A（±10％）。

（2）低填充系数线圈零件放置在线圈中心：

NI＝KR/[（6L/D）-5]（±10％）（X3.2）

式中：

N=线圈的匝数；

I=需采用的线圈电流，A；

K=43 000（经验常数）；

R=线圈半径，in；

L=零件长度，in（见注）；

D=零件直径，in；空心零件，见 X3.2.2.4；和

NI=安-匝数。

举例：一个零件长 15in.(38.1 cm)，外径 5 in（12.7cm），L/D=15/5=3。假如所用线圈或

电缆的匝数是 5 匝，直径为 12in.（半径 6in.）(直径 30.8 cm)（半径 15.4cm），（1）所需要的

安-匝是：

和（2）所需的线圈电流为：

X3.2.2.2 中等程度填充系数线圈

当线圈截面尺寸与被检零件截面尺寸之比在 2~10 倍时，则所需的安-匝数为：

（X3.3）

式中：

（NI）hf=由高填充系数线圈公式（X3.3）中计算的 NI 值得出；

（NI）if=由低填充系数线圈公式（X3.1）或（X3.2）计算的 NI 值得出；

Y=线圈和零件截面积之比，例如线圈内径为 10in.(25.4cm)、零件外径为 5in.(12.2cm)，

则


56

X3.2.2.3 高填充系数线圈

在此情况下，当使用固定式线圈或电缆缠绕线圈的截面积小于零件截面积（包括空心部

分）的 2 倍时，线圈有一个高的填充系数。

（1）对于放置在高填充系数线圈中的零件，并且其 L/D 等于或大于 3：

式中：

N=线圈或电缆的匝数；

I=线圈电流，A；

K=35 000（经验系数）；

L=零件长度，in；

D=零件直径，in；

NI=安-匝数。

举例：公式（X3.3）的应用说明如下：一个零件长：10in.(25.4mm)，直径 2in.(5.08cm)，

L/D=5。则所需的安-匝数为 NI=35 000/（5+2）和 5000（±10%）安-匝。若所有的线圈或电

缆缠绕是 5 匝，则所需安培是：I=5 000/5 或 1000（A）（±10%）。

注 X3.1：对于 L/D 小于 3 的零件，宜按一段磁极（与零件直径大致相同的铁磁材料）以有效地增加

L/D 比值或使用另外的磁化方法如感应电流法。对于 L/D 大于 15 的零件，上面引证的所有公式中适用的

L/D 最大值为 15。

X3.2.2.4 空心零件的长径比 L/D

当计算空心零件时，宜把 L/D 比值中的 D 换算成有效直径 Deff，用下式计算：

Deff=2[(Al-Ah)/π]1/2

式中：

Al=零件的总截面积；和

Ah=零件空腔截面积。

Deff=2[(OD)2-（ID）2]1/2

式中：

OD=圆筒外径；和

ID=圆筒内径。


57

X4. 磁粉检验材料的鉴定设备

X4.1 范围

X4.1.1 本附录描述了几种能够用来评价和对比磁粉检测用到的干粉和湿粉性能评价和对比

设备。颗粒性能评定设备可用于评定：磁粉材料的粒度；不同的材料的比较；检测在变化光

照下任何材料的可见性；其它类型的对比。

注 X4.1：本节所讨论的设备不能以任何形式的磁化和消磁。他们拥有某种形式的永久磁性。在保护得

到的条件下，每个设备的磁性不会一直变化。

X4.2 设备

X4.2.1 加密磁体——磁体加密过程能够产生高控制要求的磁性变化。这些变化，当编入进

媒介（即磁条卡）能够被用来表示磁粒性能。图 X4.1 描述了磁粒是如何加进加密的磁条卡

中的。如需使用信息，见 X4.3.4。

X4.2.1.1 特性——磁带卡应按 ISO 7810-显示卡—物理特性制造。按制造厂的要求，磁带可

用低或高强制性材料制造。

X4.2.1.2 编码图样——恒定的编码图样、衰变的编码图样、变换的衰变编码图样或其他图样

可编入磁带中。见图 X4.1 衰变和变换衰变编码图样的荧光磁粉显示照片。

X4.2.2 永久磁化设备——铁磁体物品能够永久磁化用来作为定性磁粒敏感度指示图。图

X4.2 展示了被压缩成小磁盘上的裂缝。磁粒由于磁盘永久磁化而形成裂缝。

图 X4.1 在磁条卡上，磁粉被编号的地方就出现磁粉指示。在此情况下，磁粉值从“0”（最

强）下降“X”（最弱）。磁粉敏感度可以从最弱可见指示分级

X4.2.3 永久磁块——两个成对磁铁块之间的裂缝由于存在漏磁场而产生磁粉显示。随着磁

体的距离增加，磁场强度下降，导致此风颗粒显示减少。图 X4.3 阐述了永磁铁如何放置会


58

导致颗粒沿着两个精密成型的铁块的裂缝堆积显示。随着裂纹的递增，颗粒的性能被分级。

X4.3 程序注意事项

X4.3.1 准备——在进行材料检测前，设备表面必须保证没有液体或其它可能影响评价效应的

外来物质。

X4.3.2 设备验证——设备应在使用前用已知的或新的材料进行检查，以验证设备没有改变

磁性。如果测试表明设备的磁性能被改变，应重新使用新设备。磁化问题或其它性能问题可

以质询设备制造商。

X4.3.3 设备和程序——为了有一个标准的评价，应对磁粉颗粒性能检测用的设备要求，检

测条件和检测工艺进行要求并以文档的形式存档。这些要求可能包括诸如：UV-A 距离光照

的要求，可见光的要求，颗粒的喷洒及使用的工艺，背景对比的使用，多余磁粉的去处及结

果存档的方法等。

注 X4.2:非荧光磁粒可能被背景色影响，须在设备上采用白色底色以便在真实的检测条件下能更清楚地

评价磁粉磁粒。

X4.3.4 采用的颗粒——干法和湿法的材料应和检测用的方法一致。

X4.3.4.1 湿法磁粒检测材料——湿法磁粒检测材料可被倾倒、喷洒或其他适用于设备的方

式，来帮助进行检验。允许槽过大时磁粉流到设备的外面。需要在适合磁粒指示图形成的照

明条件下，观测设备。观测结果包括磁粒指示图数量和其中的清晰度。

X4.3.4.2 干法磁粒检测材料——干法磁粒检测材料可被倾倒、喷洒、吹开或其他适用于设备

的方式，来帮助进行检验。额外的粉可轻轻地将其吹掉。需要在适合磁粒指示图形成的照明

条件下，观测设备。观测结果包括磁粒指示图数量和其中的清晰度。

X4.3.5 记录——颗粒显示应按照第 17 节的要求进行记录。

X4.3.6 不规则材料——不满足公司标准要求的评定的磁粉材料不能用作检测。

X4.3.7 永久性磁化设备的指示损失——当磁粉指示在设备上不可见，以及当指示不可见时，

这里存在几种情况，此时颗粒应不能用于检测，除非经过验证其是可以接受的。

X4.3.7.1 浓度——潮湿法颗粒可能没有足够的浓度水平。在这种场合，增大槽子的浓度水平，

然后重新执行检查，直到验证颗粒具有合适的性能。

X4.3.7.2 灵敏度——易受损磁粉不可能提供必须的灵敏度。在这种情况下，用具有适当灵敏

度的材料来替代并再检查，直至磁粉表现出适合的性能。


59

图 A 图 B

图 X4.2 被永久磁化的包括纤细表面裂痕的磁盘的典型尺寸。在此情况下

(1) 通过抛光,指示出现大的裂缝；(2) 应力导致的微裂纹显示（淬火导致）

图 X4.3 一个包含用磁铁的装置,安装在带铜盖的两个精确制成的钢试块之间。两个钢试

块之间的缝隙作为瑕疵；磁粉在缝隙产生的指示离磁铁越近越强，离磁铁越远，逐渐削弱

X4.3.7.3 消除——设备能进行磁性消除。在这种场合，将不再出现可识别的颗粒指示。采用

另一个设备进行重复检查，或（或）者重复灵敏度检查，直到验证颗粒具有合适的性能。设

备损坏时，向制造商进行报告，同时遵循制造商的建议。

X4.3.8 处理——观察过后，应小心的（不能损害到设备的方式）擦去设备表面的残留液体

和磁粉颗粒。不用的设备应远离高温和强磁场。对于任何磁化和性能问题可以咨询设备制造

商。


60

X5. 离心管

X5.1 离心管宜是梨状的，用彻底退火玻璃制成，应用时应符合图 X5.1 和图 X5.2 给出的尺

寸。所示的等级、编号应该是清楚和明显的。

图 X5.1 梨形离心管-荧光液槽


61

图 X5.2 梨形离心管-非荧光液槽

X6. 磁粉检测的适用材料

X6.1 一些材料的检测，磁粉方式远好于其它。但另一些情况下，渗透也许更为适合。

X6.2 一些淀积硬化（PH）钢退火或低温热处理部分为奥氏体结构。奥氏体材料不能用磁

粉方式检测。

X6.3 必须注意低导磁率钢，如 PH 钢，使用足够高的安培数以提供合适的场强。

X6.4 超高磁导率钢易于磁化，但不应用剩磁法检测。

X6.5 图 X6.1 是不锈钢和耐腐蚀钢的列表以及它们关于磁粉检测的适应性。

X6.6 铝和铝基合金，铜和铜基合金，以及镍基合金不能使用磁粉检测方式。

X6.7 所有低碳合金钢，1000 系列（1020，1050，1117，1340 等），4000 系列（4130，4330，

4340M 等），5000、6000、8000、9000 系列，HY 80, HY 100, 9Ni-4Co，以及马氏体钢均为

铁磁体，可用磁粉方式检测。


62

图 X6.1 不锈钢与耐蚀钢列表

X7. 系统性能试验工具钢环形试样

X7.1 环形试样类似于图 X7.1 所示，用于 X7.2 中所述的性能试验展示。

X7.2 湿法磁粒试验（遵照书面规定步骤进行）

X7.2.1 圆环消磁。

X7.2.2 圆环中心插入一个直径在 1~1.25(25.4mm~31.75mm)的非铁磁性导体。

X7.2.2.1 将圆环放在导体中心位置。

X7.2.3 通过将既定电流通过导体，使圆环周向磁化。所使用的电流等级如表 X7.1 或表 X7.2

所示，适用于所使用的圆环属性，或书面规定步骤，或两者兼有。

X7.2.4 进行追踪试验时，使悬浮适用于圆环。

X7.2.5 在电流通过后一分钟内检查圆环。

X7.2.5.1 检查非荧光槽须在强度不小于 100 fc（1076 lx）可见光下被进行。

X7.2.5.2 检查荧光槽应该在强度为 1000 μW/cm2的暗光和不高于 2 fx(22 1x)的环境光线下进

行。


63

表 X7.1 AS 5282 圆环安培与霍尔指示要求

悬液种类安培 FW 或 HW

纠正孔指示最低数字

荧光氧化物

（湿）

1000 5

1500 6

2500 7

3500 9

500 3

1000 4

可了氧化物

（湿）

1500 5

2500 6

3500 8

500 4

1000 6

干磁粉 1500 7

2500 8

3500 9

X7.2.5.3 测量孔指示图的数量应该等于或多于表 X7.1 或表 X7.2 中适用于所用圆环型号、或

书面规定步骤、或两者兼有的规定数量。

X7.2.6 圆环消磁

X7.3 干法磁粒试验（遵照书面规定程序）

X7.3.1 将一个直径在 1~1.25[25.4mm~31.75mm］非荧光导体插在圆环中心。

X7.3.2 将圆环放在导体中心位置。

X7.3.3 通过将既定电流通过导体，使圆环循环磁化。所使用的电流等级如表 X7.1 或表 X7.2

所示，适用于所使用的圆环属性，或书面规定步骤，或两者兼有。

表 X7.2 KETOS 01 工具钢安培与霍尔指示要求

悬液类型安培 FW 或 HW

纠正孔指示最低数字

荧光氧物

（湿）

可见氧化物

（湿）

干磁粉

1400

2500

3400

1400

2500

3400

1400

2500

3400

3

5

6

3

5

6

4

6

7


64

X7.3.4 当电流通过时，使用压缩电子管或其他适当的工具使磁粒适用于圆环。

X7.3.5 在电流通过 1 分钟后，在最低强度 100fc（1000 1x)可见光下，检测圆环。

X7.3.5.1 可见的测试孔指示图的数量应该等于或大于表 X7.1、表 X7.2 或书面规定程序、或

二者兼在内的规定数量。

X7.3.5.2 所用电流等级和观察的测试孔的数量视设备电流负荷不同而异。

X7.3.6 圆环消磁。

孔 C 1 2 3 4 5 6

直径 A 0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

“D”B 0.07 in.

(1.78 mm)

0.14 in.

(3.56 mm)

0.21 in.

(5.33 mm)

0.28 in.

(7.11 mm)

0.35 in.

(8.89 mm)

0.42 in.

(10.67 mm)

孔 7 8 9 10 11 12

直径 A 0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

0.07 in.

(1.78 mm)

“D”B 0.49 in.

(12.45 mm)

0.56 in.

(14.22 mm)

0.63 in.

(16.00 mm)

0.70 in.

(17.78 mm)

0.77 in.

(19.56 mm)

0.84 in.

(21.34 mm) A 所有孔的直径均为±0.005 英寸（±0.13mm）。环上可有 10 到 12 孔，自行选择。 B 距离允许误差为±0.005 英寸 in.(±0.13mm)。 C 所有其它尺寸均为±0.03in.(±0.76mm)。

图 X7.1 ANSI KETOS 工具钢环


65

X8. 油田管材的磁化

X8.1 以下要求宜用来感应油田管材的剩余磁场（油管、套管、管线和钻管）。

X8.2 圆形磁性

X8.2.1 当电容放电器用作磁化源时，油田管材宜与金属架和附近油田管材绝缘，以防止电

弧烧伤。

X8.2.2 磁化下一个相邻的长度之前，如果它没有充分分开，局部退磁可能发生在长的磁化

油田管材上。使用的距离应至少为 36 in 或由公式 I（0.006）确定，以较高者为准，I 是施加

的安培数。

X8.2.3 对于电池或三相整流的交流电源，使用磁化电流最小宜为指定外径的 300 安培/in。

X8.2.4 对于材料指定 16in.和较小的外径的全圆周检查，磁化期间中心导体不要求居中。

X8.2.5 对于电容放电器的磁化电流的要求，见表 X8.1。

X8.2.6 以上要求已被经验数据证明，不要求验证，但是，安培数宜在施加电流时进行监测。

X8.3 纵向磁化

X8.3.1 线圈的数量和所需的电流是不严密的，但指定外径的不宜小于每英寸 500 安培-匝。

电流宜设置尽可能高，但不能太高以致造成干磁粉板结成垢或湿磁粉固定不动。

表 X8.1 电容放电器的最小电流

脉冲数电容放电器的电流的要求

单脉冲指定的每英尺重量的 240 倍，lb/ft 指定的每米重量的 161 倍，kg/m

双脉冲指定的每英尺重量的 180 倍，lb/ft 指定的每米重量的 121 倍，kg/m

三脉冲指定的每英尺重量的 145 倍，lb/ft 指定的每米重量的 97 倍，kg/m


66

变更一览表

E07 委员会已经标记了相对于前一版本(E709-14)发生的可能影响本标准的修改位置。

（2015 年 6 月 1 日批准）

（1）整份标准将“双色”改为“双重响应”。

E07 委员会已经标记了相对于前一版本(E709-08)发生的可能影响本标准的修改位置。

（2014 年 3 月 1 日批准）

(1) 将整个标准的“黑光”替换为“UV-A（黑光）”。

(2) 整个标准修订了语言，以使得文件与E1444/E1444M-12相一致。

(3) 更换图9，图14和图X2.3。

(4) 移动附录X8和添加附录X1，X4，X6和X7。

(5) 整个标准进行了补充修订。

ASTM 国际组织采取的立场是，尊重任何与在本标准中提到的项目有关的专利权利的主张。本标准用

户必须明确，任何该专利的有效性，侵犯这种专利的风险，完全由他们自己负责任。

本标准任何时候都由责任技术委员会进行修改，并且每五年评价一次，如果无需修订，则不必重新批

准或撤回。您的评论在本标准或其附加标准中都未被采纳的话，请与 ASTM 总部讨论。您的评论将会得到

责任技术委员会的仔细考虑。如果您觉得您的评论没有得到承认，你可以按下面注明的地址，向 ASTM 委

员会发表您的见解。

本标准的版权归属于 ASTM 国际组织，地址：100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken,

PA 19428-2959,United States。需要本标准的个别重印版（单本或多本），可与 ASTM 组织的上述地址联系，

或 610-832-9585 (电话），610-832-9555 (传真)，[email protected] (e-mail)；或者通过美国 ASTM 网站

(www.astm.org)联系获得。拷贝本标准的权利也可从版权结算中心获得，地址：222 Rosewood Drive, Danvers,

MA 01923, 电话：（978）646-2600；网址：http://www.copyright.com/。

astm e709-2015 · 2017. 12. 22. · astm e709-2015 磁粉检验的标准指南 1 ....

Documents