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【摘要】金属磁记忆无损检测技术是一项新兴的、科学的无损检测方法,与其他无损检测技术相比,具有更便利、更准确、更可靠的优势。本文介绍了金属磁记忆无损检测技术的原理，比较分析了金属磁记忆无损检测技术和传统无损检测技术的优越性以及发展的展望。
【关键词】无损检测；磁记忆
【中图号】TM711【文献标示码】A【文章编号】1005-1074(2009)02-0209-01
1无损检测——现代工业的“质量卫士”
无损检测（Non Destructive Testing或 Non Destructive Evaluation，简称NDT或NDE），又称非破坏性检测，是利用材料的不同物理力学或化学性质在不破坏目标物体内部及外观结构与特性的前提下，对目标物体相关特性（如形状、位移、应力、光学特性、流体性质、力学性质等）进行测试与检验，尤其是对各种缺陷的测量。从而判断被检测物体是否合格，进而评价其适用性。无损检测的最大特点是既不破坏材料的原有特性，而且能在短时间内获得期望的结果，以便操作人员迅速作出判断，有利于连续生产和提高生产效率，还有利于作出正确的决策。作为现代工业的基础技术之一，无损检测技术在保证产品质量和工程质量上发挥着愈来愈重要的作用，对于金属残余应力无损检测主要包括衍射法、超声波法、磁性法、电子散斑干涉法、金属磁记忆法。
2金属磁记忆法
这是一种新型的无损检测方法。处于地磁环境下的铁制工件受工作载荷的作用,其内部会发
生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的取向,并在地磁环境中表现为应力集中区局部磁异常,形成所谓“漏磁场”,并在工作载荷消失后仍能保留,这是磁记忆检测的物理基础。磁记忆无损检测方法就是在这种情况下检测出应力与变形集中区形成最大的漏磁场Hp的变化。即磁场的切向分量Hp(x)具有最大值,而法向分量H(y)改变方向并有零值点。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留,从而通过漏磁场法向分量Hp(y)的测定,便可推断工件的应力集中区。应力集中区域的Hp值的变化曲线如图1。
x—切向;y—法向;Hp(x)—切向磁信号;Hp(y)—法向磁信号
3磁记忆探伤
铁磁材料内部的各种不均匀性（如形状、结构及含有夹杂或缺陷等）往往是应力集中的部位。应力集中将使得材料在该区域的磁畴取向发生改变，在地磁环境中表现为局部的磁场异常，形成所谓的“漏磁场”，这就是地磁场激励下应力磁检测方法的物理基础。基于这一理论，只要构件中开始出现应力集中或缺陷，就会产生磁状态的不可逆变化，并在该区域内发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向，因而可通过磁场测量检测出来。在铁磁制件承受拉伸、压缩、扭转和周期性载荷时发生的剩余磁性的变化，都与最大作用应力有关系。在应变集中区，具有很高的应力能，在应力能的作用下，引起工件内部的磁畴在地球磁场中作畴壁的位移甚至不可逆的重新取向排列，产生磁弹性能来抵消应力能的增加，从而在应力集中区形成微弱的磁场，其分布形式类似缺陷的漏磁场，表现为金属的磁记忆特性。磁场的切向分量HP（x）具有最大值，而法向分量HP（y）改变符号且具有零值点。通过对漏磁场法向分量HP（y）的测定，便可以准确地推断工件的应力集中区，这非常有利于构件缺陷的早期检测与预防。常规无损检测方法（超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤等）都以缺陷检测为主要目标。尽管应力的变化对检测结果有一定的影响（如超声波检测），但使用常规的无损检测却不能判定部件的应力状态，仅能检出已发展成形的缺陷，均是缺陷和事故后的处理。金属磁记忆检测技术是迄今为止对金属构件进行早期诊断的唯一可行的无
损检测方法。
4金属磁记忆法的优点
①应力集中区是未知的,可以在检测中准确测出。②不要求做人工磁化，因为它利用的是工件制造和使用过程中形成的天然磁化强度。③不需要对被测金属表面作专门的清理,对表面有保护层的允许最大提离150mm,提离效应小,而涡流检测对金属表面要求比较严格,提离效应大。④金属磁记忆检测使用便携式仪表，独立的供电单元，记录装置，微处理器和4MB容量的存储器。⑤对机械制造零件，金属磁记忆法能保证百分之百的质量检测和生产在线分选和传统无损检测方法配合能提高检测效率和精度。⑥与传统的射线、超声、压力应变片检测相比,能够灵敏地检测出金属濒临损伤的状态,在应力-应变状态评价与设备强度及可靠性分析、寿命预测方面有独到的能力。
5磁记忆检测方法的应用现状
金属磁记忆检测方法在俄罗斯已经应用于300多家企业,涉及石油、化工、天然气、动力及其他工业领域。如俄罗斯Konakovo GRES发电站在1993～2001年间采用金属磁记忆技术检查了8个涡流发电机的转轴以及蒸汽管道的600个弯管、400个焊接接头以及所有锅炉设备的单独部件。有效地降低了电力部件的损伤失效,保证了电力设備安全稳定工作。此外,该方法还在波兰、保加利亚、乌克兰、南斯拉夫、中国、等国家得到应用。磁记忆技术引入我国后,引起电力及锅炉压力容器行业的极大关注,得到了推广应用。如福建厦门篙屿电厂用磁记忆技术检测了1号炉屏式再热器4个对接焊口;广东云浮发电厂采用磁记忆方法检测受热面管件异种钢焊接接头,并采用金相及硬度试验配合检查,表明磁记忆信号异常处能够反映焊接接头的应力和组织异常的状态;在燕山石化CJA-78412LT锅炉改造检验项目中,用磁记忆检测方法检测了新焊接的34根水冷壁管焊缝,检测结果与其他无损检测结果进行了对比,具有很好的重复性。此外,磁记忆检测技术在我国航天、造船、石油、化工行业也获得了大量应用。
金属磁记忆检测方法作为一种崭新的无损检测技术,具有其独特的优点和广泛的应用前景。无损检测凝聚着现代科学的智慧，闪耀着现代文化的光辉，现代文明有无损检测的一份贡献。在人类进入辉煌的21世纪的今天，我们应该以更高的视角来审视无损检测技术。但就我国目前的研究技术还需要进行更多的基础性研究,才能使其发挥出更大的优势,更好地满足我国工业装备的需要。
6参考文献
[1]卢诚磊,倪纯珍,陈立功.巴克豪森效应在铁磁材料残余应力测量中的应用[J].无损检测,2005,27(4)
[2]任吉林，邬冠华，宋凯，等.金属磁记忆检测机理的探讨[A].全国首届金属磁记忆检测技术研讨会论文集[C].
【关键词】无损检测；磁记忆
【中图号】TM711【文献标示码】A【文章编号】1005-1074(2009)02-0209-01
1无损检测——现代工业的“质量卫士”
无损检测（Non Destructive Testing或 Non Destructive Evaluation，简称NDT或NDE），又称非破坏性检测，是利用材料的不同物理力学或化学性质在不破坏目标物体内部及外观结构与特性的前提下，对目标物体相关特性（如形状、位移、应力、光学特性、流体性质、力学性质等）进行测试与检验，尤其是对各种缺陷的测量。从而判断被检测物体是否合格，进而评价其适用性。无损检测的最大特点是既不破坏材料的原有特性，而且能在短时间内获得期望的结果，以便操作人员迅速作出判断，有利于连续生产和提高生产效率，还有利于作出正确的决策。作为现代工业的基础技术之一，无损检测技术在保证产品质量和工程质量上发挥着愈来愈重要的作用，对于金属残余应力无损检测主要包括衍射法、超声波法、磁性法、电子散斑干涉法、金属磁记忆法。
2金属磁记忆法
这是一种新型的无损检测方法。处于地磁环境下的铁制工件受工作载荷的作用,其内部会发
生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的取向,并在地磁环境中表现为应力集中区局部磁异常,形成所谓“漏磁场”,并在工作载荷消失后仍能保留,这是磁记忆检测的物理基础。磁记忆无损检测方法就是在这种情况下检测出应力与变形集中区形成最大的漏磁场Hp的变化。即磁场的切向分量Hp(x)具有最大值,而法向分量H(y)改变方向并有零值点。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留,从而通过漏磁场法向分量Hp(y)的测定,便可推断工件的应力集中区。应力集中区域的Hp值的变化曲线如图1。
x—切向;y—法向;Hp(x)—切向磁信号;Hp(y)—法向磁信号
3磁记忆探伤
铁磁材料内部的各种不均匀性（如形状、结构及含有夹杂或缺陷等）往往是应力集中的部位。应力集中将使得材料在该区域的磁畴取向发生改变，在地磁环境中表现为局部的磁场异常，形成所谓的“漏磁场”，这就是地磁场激励下应力磁检测方法的物理基础。基于这一理论，只要构件中开始出现应力集中或缺陷，就会产生磁状态的不可逆变化，并在该区域内发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向，因而可通过磁场测量检测出来。在铁磁制件承受拉伸、压缩、扭转和周期性载荷时发生的剩余磁性的变化，都与最大作用应力有关系。在应变集中区，具有很高的应力能，在应力能的作用下，引起工件内部的磁畴在地球磁场中作畴壁的位移甚至不可逆的重新取向排列，产生磁弹性能来抵消应力能的增加，从而在应力集中区形成微弱的磁场，其分布形式类似缺陷的漏磁场，表现为金属的磁记忆特性。磁场的切向分量HP（x）具有最大值，而法向分量HP（y）改变符号且具有零值点。通过对漏磁场法向分量HP（y）的测定，便可以准确地推断工件的应力集中区，这非常有利于构件缺陷的早期检测与预防。常规无损检测方法（超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤等）都以缺陷检测为主要目标。尽管应力的变化对检测结果有一定的影响（如超声波检测），但使用常规的无损检测却不能判定部件的应力状态，仅能检出已发展成形的缺陷，均是缺陷和事故后的处理。金属磁记忆检测技术是迄今为止对金属构件进行早期诊断的唯一可行的无
损检测方法。
4金属磁记忆法的优点
①应力集中区是未知的,可以在检测中准确测出。②不要求做人工磁化，因为它利用的是工件制造和使用过程中形成的天然磁化强度。③不需要对被测金属表面作专门的清理,对表面有保护层的允许最大提离150mm,提离效应小,而涡流检测对金属表面要求比较严格,提离效应大。④金属磁记忆检测使用便携式仪表，独立的供电单元，记录装置，微处理器和4MB容量的存储器。⑤对机械制造零件，金属磁记忆法能保证百分之百的质量检测和生产在线分选和传统无损检测方法配合能提高检测效率和精度。⑥与传统的射线、超声、压力应变片检测相比,能够灵敏地检测出金属濒临损伤的状态,在应力-应变状态评价与设备强度及可靠性分析、寿命预测方面有独到的能力。
5磁记忆检测方法的应用现状
金属磁记忆检测方法在俄罗斯已经应用于300多家企业,涉及石油、化工、天然气、动力及其他工业领域。如俄罗斯Konakovo GRES发电站在1993～2001年间采用金属磁记忆技术检查了8个涡流发电机的转轴以及蒸汽管道的600个弯管、400个焊接接头以及所有锅炉设备的单独部件。有效地降低了电力部件的损伤失效,保证了电力设備安全稳定工作。此外,该方法还在波兰、保加利亚、乌克兰、南斯拉夫、中国、等国家得到应用。磁记忆技术引入我国后,引起电力及锅炉压力容器行业的极大关注,得到了推广应用。如福建厦门篙屿电厂用磁记忆技术检测了1号炉屏式再热器4个对接焊口;广东云浮发电厂采用磁记忆方法检测受热面管件异种钢焊接接头,并采用金相及硬度试验配合检查,表明磁记忆信号异常处能够反映焊接接头的应力和组织异常的状态;在燕山石化CJA-78412LT锅炉改造检验项目中,用磁记忆检测方法检测了新焊接的34根水冷壁管焊缝,检测结果与其他无损检测结果进行了对比,具有很好的重复性。此外,磁记忆检测技术在我国航天、造船、石油、化工行业也获得了大量应用。
金属磁记忆检测方法作为一种崭新的无损检测技术,具有其独特的优点和广泛的应用前景。无损检测凝聚着现代科学的智慧，闪耀着现代文化的光辉，现代文明有无损检测的一份贡献。在人类进入辉煌的21世纪的今天，我们应该以更高的视角来审视无损检测技术。但就我国目前的研究技术还需要进行更多的基础性研究,才能使其发挥出更大的优势,更好地满足我国工业装备的需要。
6参考文献
[1]卢诚磊,倪纯珍,陈立功.巴克豪森效应在铁磁材料残余应力测量中的应用[J].无损检测,2005,27(4)
[2]任吉林，邬冠华，宋凯，等.金属磁记忆检测机理的探讨[A].全国首届金属磁记忆检测技术研讨会论文集[C].