本书系统介绍了工业无损检测领域中两种重要的表面缺陷检测技术——磁粉检测与渗透检测。全书以理论基础为导向，以工程实践为核心，深入浅出地阐述了这两种检测方法的发展历史、基本原理、设备、器材、工艺流程、缺陷显示、应用、质量保证及安全防护等。本书着重突出实用性，不仅讲解了常规检测技术的实施细节，还结合现代工业质量要求，探讨了检测工艺的优化思路、典型工件的检测案例及常见问题的解决方法。同时，本书强调标准化与规范化操作，紧密结合国内外最新技术标准，帮助读者树立严格的质量意识和标准意识。本书可作为高等院校仪器仪表类、材料类、机械类、能源动力类、航空航天类等专业的教材，也可供从事特种设备、轨道交通、船舶工程、航空航天、能源装备等行业的检测工程师、工艺人员和质量管理人员参考学习。
张博，桂林航天工业学院，高级工程师。主讲表面检测技术、电路设计与仿真技术、微小信号检测技术、电子技术综合设计、单片机课程设计、测控技术综合设计等多门课程，具有丰富的教学经验。
目 录
第一部分 磁粉检测
第1章 磁粉检测绪论 2
1.1 磁粉检测技术的发展历史及国内外
?发展现状 2
1.1.1 磁粉检测技术的发展历史 2
1.1.2 磁粉检测技术的国内外发展
现状 3
1.2 磁粉检测的基本原理 4
1.3 磁粉检测的优点及局限性 4
复习题 5
第2章 磁粉检测的基础理论 6
2.1 磁现象和磁场 6
2.1.1 磁现象 6
2.1.2 磁场中的基本概念 6
2.1.3 周向磁化与纵向磁化 11
2.1.4 磁介质 11
2.2 铁磁性材料的磁特性 12
2.2.1 磁畴 12
2.2.2 磁化过程 13
2.2.3 磁化曲线 14
2.2.4 磁滞回线 14
2.2.5 铁磁性材料的特性 15
2.3 典型电流磁场及其分布 16
2.3.1 常见的电流磁场 16
2.3.2 通电圆柱导体的磁场 16
2.3.3 通电钢管的磁场 18
2.3.4 中心导体法磁化钢管的磁场
分布 19
2.3.5 通电线圈的磁场 20
2.3.6 环形工件绕电缆的磁场 22
2.4 退磁场 22
2.4.1 退磁场的概念 22
2.4.2 有效磁场 23
2.4.3 开路磁化和闭路磁化 23
2.4.4 影响退磁场大小的因素 23
2.4.5 退磁场计算 25
2.5 漏磁场 25
2.5.1 漏磁场的形成 25
2.5.2 缺陷产生的漏磁场分布 26
2.5.3 影响漏磁场的因素 27
2.6 磁粉检测的光学基础 28
复习题 32
第3章 磁化电流、磁化方法和磁化规范 35
3.1 磁化电流 35
3.1.1 交流电 35
3.1.2 整流电 37
3.1.3 直流电 39
3.1.4 冲击电流 39
3.1.5 如何选用磁化电流 39
3.2 磁化方法 40
3.2.1 磁场方向与发现缺陷的关系 40
3.2.2 磁化方法的分类 40
3.2.3 各类磁化方法介绍 41
3.3 磁化规范 51
3.3.1 磁化规范及制定 51
3.3.2 各种方法的磁化规范 52
复习题 56
第4章 磁粉检测设备 59
4.1 磁粉探伤机的命名方法 59
4.2 磁粉探伤机的分类 60
4.2.1 固定式磁粉探伤机 60
4.2.2 移动式磁粉探伤机 61
4.2.3 便携式磁粉探伤机 61
4.2.4 专用半自动磁粉探伤机 62
4.3 磁粉探伤机的主要组成 63
4.3.1 磁化电源装置 63
4.3.2 夹持装置 65
4.3.3 指示与控制装置 66
4.3.4 磁粉、磁悬液喷洒装置 66
4.3.5 照明装置 67
4.3.6 退磁装置 68
4.3.7 磁粉检测图像自动识别系统 69
4.4 磁粉探伤机的选择与安装调试、使用、
?维护与保养 69
4.4.1 磁粉探伤机的选择与安装调试 69
4.4.2 磁粉探伤机的使用 71
4.4.3 磁粉探伤机的维护与保养 71
4.5 磁粉检测用测量仪器 72
4.5.1 特斯拉计 72
4.5.2 袖珍式磁强计 72
4.5.3 照度计、紫外辐射照度计 73
4.5.4 通电时间测量器 73
4.5.5 弱磁场测量仪 73
4.5.6 快速断电试验器 74
复习题 74
第5章 磁粉检测器材 75
5.1 磁粉 75
5.1.1 磁粉的分类 75
5.1.2 磁粉的性能及测试 75
5.2 载液 81
5.2.1 油性载液 81
5.2.2 水载液 82
5.3 磁悬液 83
5.3.1 磁悬液浓度 83
5.3.2 磁悬液浓度快速测定 83
5.3.3 磁悬液配制 83
5.4 反差增强剂 85
5.4.1 反差增强剂的应用 85
5.4.2 反差增强剂的配方、施加及
清除 85
5.5 标准试片与标准试块 86
5.5.1 标准试片 86
5.5.2 标准试块 89
5.5.3 自然缺陷试块和专用试块 93
5.5.4 提升力试块 94
复习题 94
第6章 磁粉检测工艺 96
6.1 磁粉检测方法 96
6.1.1 磁粉检测方法的分类 96
6.1.2 连续法和剩磁法 97
6.1.3 干法和湿法 98
6.1.4 荧光磁粉检测与非荧光磁粉
检测 99
6.1.5 磁粉检测?橡胶铸型法 100
6.1.6 磁橡胶法 100
6.2 磁粉检测程序 101
6.2.1 磁粉检测时机 101
6.2.2 预处理 101
6.2.3 磁化、施加磁粉或磁悬液 102
6.2.4 磁痕观察、记录与缺陷评级 102
6.3 退磁 103
6.3.1 剩磁的产生与影响 104
6.3.2 退磁原理 104
6.3.3 退磁方法 105
6.3.4 退磁注意事项 106
6.3.5 剩磁测量 107
6.4 后处理与合格工件的标记 107
6.4.1 后处理 107
6.4.2 合格工件的标记 107
6.5 超标缺陷磁痕的处理和复验 108
6.6 检测记录和检测报告 108
6.7 影响磁粉检测灵敏度的主要因素 109
6.7.1 磁化 109
6.7.2 磁介质 110
6.7.3 设备性能 111
6.7.4 工件材质、形状尺寸和表面
状态 112
6.7.5 缺陷自身的因素 113
6.7.6 工艺操作 114
6.7.7 检测人员素质 114
6.7.8 检测环境 115
复习题 116
第7章 磁痕分析与缺陷分级 118
7.1 磁痕分析的意义 118
7.1.1 什么是磁痕 118
7.1.2 磁痕的分类 118
7.1.3 磁痕分析的意义 118
7.1.4 磁痕分析的方法 119
7.2 相关磁痕 119
7.2.1 原材料缺陷及磁痕特征 119
7.2.2 铸造缺陷及磁痕特征 121
7.2.3 锻造缺陷及磁痕特征 124
7.2.4 焊接缺陷及磁痕特征 125
7.2.5 热处理缺陷及磁痕特征 126
7.2.6 机械加工缺陷及磁痕特征 127
7.2.7 在役缺陷磁痕显示特征及分析 128
7.3 非相关磁痕 128
7.4 伪磁痕 131
7.5 磁粉检测质量分级 132
7.5.1 磁痕分类 132
7.5.2 质量分级 133
复习题 133
第8章 磁粉检测技术的应用 135
8.1 焊接件磁粉检测 135
8.1.1 焊接件磁粉检测的内容与范围 135
8.1.2 磁化方法选择 136
8.1.3 焊接件磁粉检测实例 136
8.2 锻钢件磁粉检测 140
8.2.1 锻钢件磁粉检测的特点 141
8.2.2 锻钢件磁粉检测方法选择 141
8.2.3 锻钢件磁粉检测实例 141
8.3 铸钢件磁粉检测 143
8.3.1 铸钢件磁粉检测的特点 143
8.3.2 铸钢件磁粉检测实例 143
8.4 在役件与维修件的磁粉检测 143
8.4.1 在役件与维修件磁粉检测的
特点 143
8.4.2 在役件与维修件磁粉检测实例 144
8.5 特殊工件的磁粉检测 145
8.5.1 带覆盖层工件 145
8.5.2 需要检查内腔的工件 146
8.5.3 板弯型材 147
8.5.4 带螺纹或键槽的工件 147
8.5.5 异型件 147
复习题 147
第9章 磁粉检测的质量控制与安全防护 149
9.1 磁粉检测的质量控制 149
9.1.1 概述 149
9.1.2 人员资格控制 149
9.1.3 设备与仪器控制 149
9.1.4 材料有效性控制 150
9.1.5 系统综合性能试验 152
9.1.6 文件、记录与工艺方法控制 153
9.1.7 检测环境的控制 154
9.1.8 质量控制周期 154
9.2 安全防护 155
9.2.1 概述 155
9.2.2 机械与操作安全 156
9.2.3 电气安全 156
9.2.4 磁粉检测器材的安全使用 158
9.2.5 防火防爆安全 159
复习题 159
第10章 磁粉检测工艺规程和工艺卡 161
10.1 磁粉检测工艺规程 161
10.2 磁粉检测通用工艺规程 162
10.3 磁粉检测工艺卡 162
10.3.1 磁粉检测工艺卡的内容 163
10.3.2 磁粉检测工艺卡的种类 163
10.3.3 磁粉检测工艺卡的格式 163
10.4 磁粉检测工艺卡编制的一般方法 164
10.4.1 磁粉检测工艺卡的一般结构 164
10.4.2 检测条件的确定 164
10.4.3 检测技术和检测参数的确定 165
10.4.4 对检测要求进行验证 165
10.4.5 对检测过程正确性的控制 165
10.4.6 工艺文件编制中的试验问题 165
10.5 磁粉检测工艺卡编制 166
复习题 168
第二部分 渗透检测
第11章 渗透检测绪论 170
11.1 渗透检测的发展历史及现状 170
11.2 渗透检测技术的基本原理 171
11.3 渗透检测的优点及局限性 172
11.4 常规渗透检测与特殊渗透检测 173
11.5 磁粉检测、渗透检测的比较 174
复习题 175
第12章 渗透检测的基础理论 176
12.1 名词解释 176
12.2 表面张力与表面张力系数 176
12.3 毛细现象 177
12.3.1 毛细管和毛细现象 177
12.3.2 毛细管中的液面高度 178
12.3.3 两平行平板间的液面高度 179
12.4 润湿现象与润湿方程 180
12.4.1 润湿（或不润湿）与润湿剂 180
12.4.2 润湿方程和接触角 181
12.4.3 润湿方式及性能 181
12.4.4 渗透检测与润湿 182
12.5 乳化作用 182
12.5.1 乳化现象和乳化剂 182
12.5.2 乳化形式 183
12.5.3 渗透检测与乳化 183
12.6 表面活性与表面活性剂 184
12.6.1 表面活性与表面活性物质 184
12.6.2 表面活性剂 184
12.7 截留作用 187
12.7.1 渗透液缺陷截留现象 187
12.7.2 渗透液缺陷截留的前提 188
12.7.3 渗透液缺陷截留的效率 188
12.7.4 渗透液缺陷截留效率与检测
灵敏度的关系 189
12.8 吸附现象 189
12.8.1 相关概念 189
12.8.2 固体表面的吸附现象 190
12.8.3 液体表面的吸附现象 190
12.8.4 吸附现象与渗透检测 190
12.9 溶解现象 191
12.9.1 溶液、溶质和溶剂 191
12.9.2 溶解、结晶现象 191
12.9.3 溶解度 191
12.9.4 浓度 192
12.9.5 相似相溶经验法则 192
12.9.6 渗透检测与溶解度、浓度 192
12.10 显像作用 192
12.10.1 显像特性 192
12.10.2 显像过程 194
12.10.3 自显像 195
12.11 蒸气压与沸点、挥发性 195
12.12 折光率 196
复习题 196
第13章 渗透检测剂 198
13.1 渗透特性 198
13.1.1 渗透机理 198
13.1.2 裂纹检出的尺寸界限 199
13.2 渗透液染料 201
13.2.1 荧光染料 201
13.2.2 着色染料 201
13.3 渗透液的物理性能 202
13.4 乳化剂 204
13.4.1 亲油性乳化剂 205
13.4.2 亲水性乳化剂 205
13.5 有机溶剂去除剂 206
13.6 显像剂 206
13.6.1 显像剂灵敏度试验 206
13.6.2 干粉显像剂 207
13.6.3 溶剂悬浮显像剂 208
13.6.4 其他显像剂 209
13.6.5 显像剂的选择原则 209
复习题 209
第14章 渗透检测工艺 211
14.1 表面准备和预清洗 211
14.1.1 表面准备和预清洗的目的与
基本要求 211
14.1.2 表面准备和预清洗的方法 212
14.1.3 表面准备和预清洗方法的
?选择 215
14.2 渗透 216
14.2.1 施加渗透液的基本要求及
方法 216
14.2.2 渗透时间及温度 217
14.3 去除表面多余渗透液 218
14.3.1 水洗型渗透液的去除 219
14.3.2 后乳化型渗透液的去除 219
14.3.3 溶剂去除型渗透液的去除 222
14.4 干燥 223
14.5 显像 224
14.5.1 显像方法 224
14.5.2 显像工艺 225
14.5.3 显像灵敏度与显像分辨力 226
14.6 后处理和复验 226
14.6.1 后处理 226
14.6.2 复验 227
复习题 227
第15章 渗透检测方法 229
15.1 水洗型渗透检测法 229
15.2 后乳化型渗透检测法 231
15.2.1 亲水后乳化型渗透检测法 231
15.2.2 亲油后乳化型渗透检测法 234
15.3 溶剂去除型渗透检测法 235
15.4 渗透液检测泄漏的方法 237
15.5 温度低于10℃的渗透检测 238
15.6 温度高于50℃的渗透检测 239
15.7 渗透检测方法的选择 241
15.8 渗透检测时机安排 241
复习题 242
第16章 渗透检测材料 244
16.1 预处理材料 244
16.2 渗透液 245
16.2.1 渗透液的分类及灵敏度等级 245
16.2.2 渗透液的综合性能 246
16.2.3 渗透液的物理化学性能 246
16.2.4 渗透液的主要组分 250
16.2.5 荧光渗透液 251
16.2.6 着色渗透液 254
16.2.7 过滤型微粒渗透液 256
16.3 去除剂 257
16.3.1 乳化剂 257
16.3.2 有机溶剂去除剂 258
16.4 显像剂 258
16.4.1 基础知识 258
16.4.2 干粉显像剂 259
15.4.3 溶剂悬浮显像剂 260
16.4.4 其他类型的显像剂 260
16.5 后处理材料 261
16.6 渗透检测材料的同族组及其选择
原则 262
16.6.1 渗透检测材料的同族组 262
16.6.2 渗透检测材料的选择原则 262
16.7 国内外渗透检测材料简介 262
16.7.1 国外渗透检测材料简介 262
16.7.2 国内渗透检测材料简介 263
复习题 264
第17章 渗透检测设备和仪器 266
17.1 便携式渗透检测装置 266
17.2 固定式渗透检测设备 267
17.2.1 预清洗装置 267
17.2.2 渗透装置 268
17.2.3 乳化装置 268
17.2.4 水洗装置 268
17.2.5 干燥装置 269
17.2.6 显像装置 269
17.2.7 静电喷涂装置 270
17.2.8 检验暗室 271
17.2.9 渗透检测废液处理装置 271
17.3 渗透检测流水线 271
17.4 渗透检测照明装置 272
17.4.1 光源及其分类 272
17.4.2 光致发光 272
17.4.3 白光灯 273
17.4.4 黑光灯 273
17.5 渗透检测测量仪器 276
17.5.1 紫外辐射照度计 276
17.5.2 白光照度计 276
复习题 276
第18章 渗透检测试块 277
18.1 A型试块 277
18.1.1 A型试块的形式 277
18.1.2 A型试块的用途 278
18.1.3 A型试块的制作及技术参数 278
18.1.4 A型试块的特征及缺陷 279
18.1.5 A型试块的清洗及保存 280
18.2 B型试块 280
18.2.1 单一粗糙度五点B型试块 281
18.2.2 四粗糙度五点B型试块 282
18.2.3 三点B型试块 283
18.3 C型试块 284
18.3.1 四块型分体式C型试块 284
18.3.2 三块型分体式C型试块 285
18.3.3 整体式C型试块 285
18.3.4 C型试块的用途 286
18.4 其他试块 286
18.4.1 陶制试块 286
18.4.2 吹砂钢试块 286
18.4.3 焊接裂纹试块 287
18.4.4 自然缺陷试块 287
复习题 287
第19章 缺陷显示与缺陷评定 289
19.1 显示 289
19.2 显示的分类 291
19.2.1 相关显示 291
19.2.2 不相关显示 291
19.2.3 虚假显示 292
19.3 缺陷显示的分类 292
19.4 缺陷分类及常见缺陷的特征 294
19.4.1 缺陷分类 294
19.4.2 铸造缺陷及其显示特征 295
19.4.3 焊接缺陷及其显示特征 297
19.4.4 挤压轧制缺陷及其显示特征 298
19.4.5 机械加工缺陷及其显示特征 298
19.4.6 热处理缺陷及其显示特征 299
19.4.7 使用缺陷及其显示特征 299
19.5 缺陷显示的等级评定 299
19.5.1 等级评定总则及方法 299
19.5.2 NB/T 47013.5—2015等级
评定实例 301
19.5.3 GJB 2367A—2005 等级评定
实例 302
19.6 缺陷的记录 304
19.7 渗透检测报告 305
复习题 305
第20章 渗透检测工艺规程和工艺卡 307
20.1 渗透检测工艺规程 307
20.2 渗透检测通用工艺规程 307
20.3 渗透检测工艺卡 308
20.3.1 渗透检测工艺卡的编制原则 309
20.3.2 渗透检测工艺卡的基本内容 311
20.3.3 渗透检测工艺卡举例 311
复习题 315
第21章 渗透检测技术的应用 316
21.1 铸件的特点及其渗透检测 316
21.1.1 铸件的特点 316
21.1.2 铸件的渗透检测 316
21.2 锻件的特点及其渗透检测 317
21.2.1 锻件的特点 317
21.2.2 锻件的渗透检测 318
21.3 焊缝的特点及其渗透检测 318
21.3.1 焊缝的特点 318
21.3.2 焊缝的渗透检测 319
21.4 机械加工零件的渗透检测 321
21.4.1 检测对象 321
21.4.2 检测方法 321
21.5 非金属零件的渗透检测 321
21.6 在役设备、零件的渗透检测 322
21.6.1 概述 322
21.6.2 飞机保养中的渗透检测 323
21.6.3 发动机维修中的渗透检测 324
21.6.4 核电设备运行期间的渗透
检测 324
21.6.5 在役承压设备的渗透检测 325
复习题 325
第22章 渗透检测质量保证与安全防护 327
22.1 渗透检测灵敏度试验 327
22.1.1 试验用标准试样的制备 327
22.1.2 试验用试块的选用 327
22.1.3 渗透检测材料及系统灵敏度
试验 328
22.2 渗透检测材料物理性能测试 329
22.2.1 润湿性 329
22.2.2 黏度 330
22.2.3 腐蚀性 330
22.3 荧光亮度与着色强度 330
22.3.1 荧光亮度 330
22.3.2 着色强度 332
22.4 受检试件状况对渗透检测的影响 332
22.5 渗透检测材料工艺性能测试 333
22.5.1 水洗型渗透液工艺性能测试 333
22.5.2 后乳化型渗透液工艺性能
测试 334
22.5.3 干粉显像剂工艺性能测试 335
22.5.4 湿式显像剂工艺性能测试 335
22.5.5 表面多余渗透液去除性校验 336
22.6 渗透检测设备和试块的质量控制 336
22.7 渗透检测质量保证体系 337
22.8 渗透检测人员安全 338
22.8.1 化学试剂、有机溶剂和固体
粉尘的安全防护 338
22.8.2 强紫外线的安全防护 339
22.8.3 三氯乙烯蒸气除油的使用
安全 340
22.8.4 静电喷涂的使用安全 340
22.9 工业生产安全 340
22.10 防火安全 341
22.11 渗透检测材料废液处理 342
复习题 342
参考文献 34
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