導讀：磁棒在食品行業(yè)的應用非常廣泛，尤其是在農產品（茶葉、大豆等）、干燥粉類產品（如面粉、烘焙、添加劑行業(yè)等行業(yè)）或者流體類（醬類、巧克力、飲料等）的生產中常使用的異物控制工具。
企業(yè)在磁棒管理上經常出現(xiàn)一些困惑，如磁棒的效果不佳，強度的選擇，磁棒的檢查和清潔等等。本文和大家介紹下磁棒的相關知識。主要包括如下內容：
磁鐵相關術語：磁通量，高斯，特斯拉，磁梯度，磁力，磁鐵矯頑力。
磁棒的選擇與主要參數(shù)：金屬的分類，磁棒可以吸附哪些金屬，磁棒的強度，退磁率，磁棒間距。
磁棒的設計與強度檢查：衛(wèi)生焊接及強度檢查頻率。
磁棒上吸附的異物清潔：清潔頻率要求，異于清潔的設計，手動清除方法。
關于磁鐵，先來了解這幾個術語：
1）磁通量（Magnetic Flux）：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個面積為S且與磁場方向垂直的平面，磁感應強度B與面積S的乘積，叫做穿過這個平面的磁通量，簡稱磁通（Magnetic Flux）。標量，符號“Φ”。簡單來說就是：“用磁力線密度衡量磁場強弱”
2）高斯（Gauss）：是磁通量的計量單位，指每平方厘米內通過的磁力線數(shù)量。通常使用的高斯儀來測量磁棒的強度。
3）特斯拉（Tesla）：是磁通量密度或磁感應強度的國際單位制導出單位，常用T表示。在1960年巴黎召開的國際計量大會上，此單位被命名以紀念在電磁學領域做出重要貢獻的美籍塞爾維亞發(fā)明家、機械工程師、電氣工程師尼古拉·特斯拉。大家熟悉的特斯拉汽車就是以這個特斯拉背景來命名的。特斯拉與高斯的換算公式為：1特斯拉= 10000高斯
4）磁梯度（Magnetic Gradient）：單位距離內（例如1厘米）磁場強度的變化率或磁力線密度的變化率。磁場的不均勻程度可以用磁場梯度來量度。如下圖所示，在均勻磁場中磁力線的分布是均勻的，而在不均勻磁場中磁力線的分布是不均勻的。磁梯度越大，越容易吸附。
5）磁力（Pull Force）。鐵磁性物體在磁場中受到的吸附力，通常以kg或牛頓作為單位來表示磁力的大小。通常使用拉力儀來測試。
6）磁鐵矯頑力（Coercively）。也稱為矯頑性或保磁力，是磁性材料的特性之一，是指在磁性材料已經磁化到磁飽和后，要使其磁化強度減到零所需要的磁場強度。矯頑力代表磁性材料抵抗退磁的能力，會用HC的符號表示，單位為A/m（國際標準制）或Oe（高斯單位制）。矯頑力可以用磁強計或是B-H分析儀（如FE-2100H 永磁材料 裝置）測量。矯頑力大，則稱為硬磁性，可以用來作為永久磁鐵的材料。永久磁鐵可以用在馬達、磁性儲存媒體（如硬盤、磁盤片或磁帶）、強磁棒中。矯頑力小的鐵磁性材料則稱為軟磁性，可以用在變壓器及電感器的鐵芯，磁性儲存媒體的讀寫頭等。
2.1金屬的磁性分類
要想了解磁棒能夠吸附哪些金屬，則需要先了解一下金屬的磁性分類。根據(jù)物質磁化后對磁場的影響，可以把物質分為三類：
鐵磁性物質：在磁場作用下產生與外磁場相同的強烈的附加磁場，可理解為使原有磁場大大增強。具有鐵磁性的金屬主要是鐵（Fe）、鈷（Co）和鎳（Ni）。
順磁性物質：在磁場作用下產生與外磁場相同的附加磁場，可理解為使原有磁場小小增強。如堿金屬或堿土金屬（鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)也都是順磁性的。稀土金屬也是順磁性。鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）等過渡族元素屬于順磁性。三價金屬鋁（Al）也是順磁性。
抗磁性物質：在磁場作用下產生與外磁場相反的附加磁場，可理解為使原有磁場減弱。金屬中銅（Cu）、銀（Ag）、金(Au)、鎘（Cd）、汞（Hg），都是抗磁性物質。
2.2 磁棒的材質
磁棒是需要具有永磁的性質，其材質一定是鐵磁類的材料，目前永磁性的磁棒的材質主要有如下幾種：
大家平時使用的不銹鋼磁棒是使用不銹鋼將磁鐵進行包裹而形成，不銹鋼內部是由若干個磁鐵組合而成。
2.3 磁棒可以吸附哪些金屬
在食品工業(yè)中，常見的金屬風險有：鐵、鋁、銅絲、304不銹鋼、316不銹鋼、不銹鋼焊渣等。大家非常關心哪些金屬是有一定磁性，可以使用磁棒進行控制和管控呢？接下來一一分析：
對于304不銹鋼及其焊點尤其關注到底使用磁棒能否將其吸附？
304不銹鋼屬于奧氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼本身是無磁或弱磁性，但是由于冶煉時成分偏析或熱處理不當，會造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體（通常來制作刀具等）或鐵素體組織。這樣，304不銹鋼中通常會帶有弱磁性。
因此使用磁棒來吸附和控制304不銹鋼是一個合理的、科學的行為，但是由于304不銹鋼是弱磁性，通常建議使用的磁棒強度為12000高斯及以上的強度。
2.4 磁棒強度的選擇
磁棒強度的選擇，是否是越強越好？如果從吸附金屬異物的效果來看是磁棒強度越強越好；但是如果對于金屬異物很高的物料（如農產品），磁棒強度越大，帶來一個問題是吸附的異物越難清除，因此更加合理的做法是在加工的前段使用的強度稍小一點來吸附大的金屬異物，加工后段使用強度大的來吸附小的金屬異物或者弱磁性物質。
對于行業(yè)使用的磁棒，不同的強度吸附的異物類型和大小大致如下表所示：
如上的磁場強度是指在此強度下，此類金屬污染物直接貼近時可以吸附情況，若是物料與磁棒有一定的間距（如超過1cm），則需要更高的磁場強度。
很多國際品牌客戶對于磁棒的強度要求是不低于8000高斯。但是若要是控制304不銹鋼焊點/渣等弱磁性的細小微粒風險，建議使用不低于12000高斯的磁棒。
2.5 磁棒的退磁率
市場上的磁棒價格差異非常大，不同價格的磁棒，主要是因為磁棒的退磁率不同，好的磁棒，其永磁性更好，而差的磁棒，退磁非常快。導致磁棒退磁性的主要因素有：
1）高溫（超出磁鐵本身材質的耐溫等級）。通常低于80度以下，對于磁棒的影響有限，若超過80度，則需要選擇相應的耐高溫度的磁鐵。
2）磁鐵材料本身。磁鐵本身含有雜質太多，磁性保持能力越弱。通常選擇選擇矯頑力大的材料(如鋁鎳鈷等)，以求盡可能保存磁性，不使其消失。
3）外界的強磁場。通常若外界的磁場比磁棒的本身強度更大，則很容易導致失磁。
4）撞擊。若經常受到高頻率撞擊，則會影響退磁。因此避免野蠻安裝及拆卸，同時避免安裝在振動源的地方。
5）潮濕。是指磁鐵本身在潮濕環(huán)境下，會影響磁力。而磁棒外部通常裹有不銹鋼，因此用水沖洗是不會受什么影響。
注意：磁棒的退磁與吸附多少次的磁性物質并沒有直接的關系，國內很多企業(yè)使用的磁棒過程中，會出現(xiàn)退磁很快（幾個月至一年就退磁30%以上），一般會認為是吸附異物過多造成的，實際上，兩者沒有直接關系，退磁主要還是源于磁棒本身的材質及其加工工藝過程造成的。而國外一些優(yōu)質廠家（如藝利磁鐵）的年退磁率在1%左右，一根磁棒用個十幾二十年是沒有問題的。
2.6 磁棒的間距
磁棒的間距與物料越近越好，而目前的很多企業(yè)工程部自己DIY做的磁棒間距是很大的，往往很難取到理想的效果。比如像下圖所示：
通常磁棒的直徑是2.5厘米，而磁棒的間距在不影響物料下料的情況下，建議是與磁棒的直徑保持一致，間距也是2.5厘米。
為了讓物料更多可能的接觸物料，通常還有使用多層交叉層疊的方法，第一層的間隙正好是第二層的磁棒。磁棒的排列方式如下圖所示。
3.1 磁棒的衛(wèi)生焊接
磁棒的衛(wèi)生焊接是需要一定的技術含量的，目前很多企業(yè)內部制作的磁棒，其二端的焊接經常是直角形狀，容易形成衛(wèi)生死角，不易清潔；而好的衛(wèi)生焊接應當是如下圖所示。
3.2 磁棒的強度檢查頻率
磁棒的強度檢查，正常是使用高斯儀對磁棒的強度進行檢查，并保留相應的記錄。磁棒在正常的使用環(huán)境下，磁性消弱是比較緩慢；關于磁棒的檢查頻率，沒有明確的具體的要求，行業(yè)通常的檢查頻率是1個月至3個月一次。若使用的環(huán)境比較惡劣（如高溫，振動等），建議增加檢查頻率。
4.1 磁棒清潔頻率要求
磁棒的檢查頻率需要根據(jù)企業(yè)自己的異物風險來制定恰當?shù)念l率，如果物料中的磁性異物多，則檢查頻率應當相應增加。如果物料非常干凈，可以降低相應的頻率。
檢查頻率最重要的一點是在制定的檢查頻率情況下，磁棒上的吸附異物不能太多，通常磁棒上吸附的異物超過2mm厚，即會吸附異物的效果有較大影響。若檢查頻率太低，導致磁棒吸附滿了，則會大大降低磁棒的吸附效果。如下圖中的磁棒吸附情況，就需要進行相應的清理。
4.2 磁棒清潔前需要開展的工作
很多企業(yè)對于磁棒的清潔是一清了之，從而喪失了對于吸附異物進行分析的良好機會。通常在磁棒清潔前，需要對于吸附的異物進行檢查和必要的統(tǒng)計和分析，建議的做法有如下：
收集異物。對于吸附的異物進行收集和判斷是否屬于合理的方法。通常會有客戶要求對于收集的異物進行稱重，小編覺得這個適用于易清潔的磁棒套，否則若異物直接粘附在磁棒上，異物通常很難完整地取下來，而且量很少，這樣通過稱重來判斷異物的風險，意義也非常有限。
吸附異物的磁棒照片。若不采用稱重的方法，可以使用照片來進行。企業(yè)可以提前制定不同異物水平的標準照片卡，然后培訓員工來根據(jù)磁棒上的異物與標準照片卡進行比對，從而判斷異物是否屬于正常水平。
吸附的非常規(guī)異物（指金屬粉末外的較大異物）：進行收集存檔，分析異物的來源。例如吸附到螺絲/螺帽等，需要對此類非常規(guī)異物進行原因分析。
4.3 易于異物清潔的設計
強磁棒上一旦吸附上磁性或弱磁性物質，通常是比較難去除了，因此易于清潔的設計是行業(yè)的一個良好實踐。易于清潔的設計是在磁棒的外部加一個夾套，抽取磁棒后，夾套上的磁性消失，吸附的異物自動脫落。如下圖所示。
4.4 手動清除
對于企業(yè)已經安裝的磁棒沒有易清潔設計時，只能采用手動清除的辦法，很多企業(yè)有如下一些錯誤做法：
1）使用高壓空氣進行吹掃。
2）使用抹布進行清潔，然后再對抹布進行清洗后再擦拭其它地方。
3）使用刷子進行清潔。
如上的方法，都容易導致吸附的金屬粉末隨著清潔工具污染到環(huán)境或其它設施環(huán)境。
而清潔磁棒的方法，建議有如下方法：
1）使用一次性的無紡布進行抹試，使用后丟棄。
2）使用磁棒專用的抹布，避免吸附的金屬粉末隨抹布帶至其它地方。
3）使用水洗的方法（適用于濕洗的情況），再配合上專用抹布。
