Page 76 - 无损检测2021年第十二期

杨志军, 等:

铁磁性填充物对缺陷漏磁检测的影响

涂料缺陷的漏磁检测原理为: 被检测钢板在外加磁
场的作用下被磁化, 若被检测钢板上的缺陷中无贝
尔佐纳涂料, 则该缺陷会使磁力线发生较大的畸变,
较多的磁力线会溢出工件表面, 在缺陷处形成磁场
强度较大的漏磁场 [ 5-7 ] , 原理如图1 ( a ) 所示; 若被检
测钢板上的缺陷中含有贝尔佐纳涂料, 由于贝尔佐
纳涂料的磁导率大于空气的磁导率, 小于铁的磁导
率, 所以会有较少的磁力线经过贝尔佐纳涂料, 磁力
图2 有限元分析模型
线畸变较小, 较少的磁力线溢出工件表面, 在缺陷处
形成的漏磁场便较弱, 原理如图1 ( b ) 所示。利用磁
敏元件对缺陷漏磁场进行检测, 没有填充贝尔佐纳
涂料的缺陷漏磁场信号较强, 填充了贝尔佐纳涂料
的缺陷漏磁场信号较弱, 将磁场信号转换成电信号
并进行相应处理, 就可以得到缺陷信息 [ 8 ] 。
图3 磁通量密度分布云图
置提取路径, 提取不同体积缺陷漏磁场强度的水平
, 将提取到的数据绘制成缺
分量B x 与垂直分量B y
陷漏磁场强度的分量曲线( 见图4 , 5 )。

图1 漏磁检测原理示意
图4 填充了贝尔佐纳涂料的不同体积缺陷的B x 曲线
2 漏磁检测有限元分析

2.1 建立有限元模型
为了研究贝尔佐纳涂料对缺陷漏磁场的影
响, 建立漏磁检测有限元分析模型: 有限元模型采
用棱边单元法, 选择 SOLID117 单元, 磁铁材料选
用钕铁硼永磁铁, 衔铁和极靴采用工业纯铁 [ 9-11 ] ,

被检测钢板采用厚度为 10mm 的碳钢板, 在钢板

上表面模拟球形铣刀加工的直径为 20mm 缺陷,
缺陷深度分别为板厚的 10% , 20% , 30% , 40% , 图5 填充了贝尔佐纳涂料的不同体积缺陷的B y 曲线
50% , 60% , 70% , 80% , 90% 。对上述填充了贝尔 由图4 , 5可以得出: 填充了贝尔佐纳涂料缺陷
佐纳涂料与未填充贝尔佐纳涂料缺陷的情况进行 曲线仅存在一个峰值, 峰值位
的漏磁信号明显, B x
有限元模拟, 图2为有限元分析模型, 图 3 为磁通 置约在缺陷的中心处; B y 曲线存在一个正峰和一个
量密度分布云图。 负峰, 峰值位置分别对应缺陷两侧的边缘处; 对于不
2.2 仿真结果分析 同体积的缺陷, 漏磁场强度随着缺陷体积的增大而

在填充了贝尔佐纳涂料缺陷的上方1mm 处设 增大, 在对填充了贝尔佐纳涂料的缺陷进行漏磁检
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2021年 第43卷 第12期
无损检测