姚 力，范呂慧，胡學(xué)知

（1.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心，綿陽(yáng) 621000；2.中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)生產(chǎn)部，德陽(yáng) 618013；3.陜西航空工業(yè)壓力容器檢測(cè)站，西安 710077）

鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道等承壓類特種設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱承壓設(shè)備）通常裝載高低溫、高壓、易燃、易爆、有毒或有腐蝕性氣體，其原材料、制造過程中的缺陷或使用中產(chǎn)生的新生缺陷，均會(huì)導(dǎo)致其安全可靠性大幅下降，甚至引起災(zāi)難性事故。已有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在材料與制造過程中產(chǎn)生的缺陷有70%以上是表面缺陷，而在使用中產(chǎn)生的缺陷90%以上是表面缺陷或表面缺陷導(dǎo)致的缺陷［1］。針對(duì)表面或近表面缺陷，磁粉檢測(cè)（Magnetic particle testing，以下簡(jiǎn)稱MT）有很高的檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確性和可靠性，是最常用、最經(jīng)濟(jì)快捷、最可靠的常規(guī)無損檢測(cè)方法之一［2］。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀及特點(diǎn)

對(duì)于承壓設(shè)備而言，應(yīng)用MT 的主要作用是在不損傷鐵磁性工件的前提下，檢出表面和近表面缺陷，以滿足承壓設(shè)備應(yīng)用中強(qiáng)度、疲勞等方面的需要。從這一意義上講，承壓設(shè)備MT 仍屬于應(yīng)用型的無損探傷技術(shù)。在以鐵磁性材料為主的承壓設(shè)備的原材料驗(yàn)收、制造安裝過程質(zhì)量控制與產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收、使用中的定期檢驗(yàn)與缺陷維修監(jiān)測(cè)等幾個(gè)階段，MT 均得到了廣泛的應(yīng)用，是最常用的無損檢測(cè)方法之一［3］；其主要檢測(cè)表面裂紋、白點(diǎn)、表面夾雜和折疊等缺陷［4－6］；相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)也明確要求鐵磁性材料制承壓設(shè)備焊接接頭的表面檢測(cè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用MT。

承壓設(shè)備MT 檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)部位、檢測(cè)比例、技術(shù)等級(jí)、合格級(jí)別及檢測(cè)時(shí)機(jī)等，均按TSG 系列行業(yè)相關(guān)法規(guī)［7－11］、GB 系列標(biāo)準(zhǔn)［12］等的相關(guān)規(guī)定和要求執(zhí)行（詳見表1）。

1.1 原材料檢測(cè)［13］

在原材料方面，MT 的作用是控制材料質(zhì)量和降低成本。檢測(cè)范圍涉及：板材、棒材、管材、鍛件及鑄件等，包括毛坯件及半成品（鋼坯、鑄件和鍛件）。檢測(cè)的主要缺陷有：發(fā)紋、裂紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔、疏松、夾雜及氣孔等。典型的檢測(cè)方法有：棒材和管材主要采用固定式磁化裝置，軸向通電周向磁化法和線圈縱向磁化法，非熒光或熒光濕法；對(duì)較大型的毛坯件、鑄鍛件等，常采用觸頭法及磁軛法磁化，非熒光干法或濕法。

1.2 制造檢測(cè)

在承壓設(shè)備制造、安裝過程和產(chǎn)品驗(yàn)收中，MT的主要作用是控制焊接的質(zhì)量，保障使用安全。檢測(cè)的主要缺陷有：裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣等。典型的檢測(cè)方法有：對(duì)母材和焊縫等的檢測(cè)，多采用磁軛法或交叉磁軛法，也可有條件采用觸頭法，水基或油基磁懸液；對(duì)坡口和鈍邊，采用觸頭法或交叉磁軛法、濕法進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)螺栓和管狀件（如CNG 氣瓶瓶體、長(zhǎng)管拖車管束等）等的檢測(cè)，多采用固定式磁化裝置、線圈法和軸向通電法磁化、油基或水基磁懸液熒光或非熒光連續(xù)法，或熒光磁懸液、剩磁法；對(duì)焊接過程中的層間檢測(cè)常采用磁軛或觸頭法干粉法；對(duì)超高壓容器筒體內(nèi)壁可采用中心導(dǎo)體法；超高壓人造水晶釜釜體內(nèi)臺(tái)階可采用交叉磁軛法［14］。

表1 承壓類特種設(shè)備表面無損檢測(cè)技術(shù)要求一覽表

1.3 在用檢驗(yàn)

在承壓設(shè)備的在役維修、定期檢驗(yàn)、在線監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)等方面，MT 的目的是保障使用安全、預(yù)防事故發(fā)生。使用中常見的缺陷有疲勞裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋、氫損傷、晶間腐蝕、各類局部腐蝕等。絕大部分承壓設(shè)備的檢測(cè)均在安裝、使用、檢驗(yàn)、維修的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，受檢測(cè)條件的限制，MT 多采用適于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的技術(shù)和便攜式設(shè)備器材等；針對(duì)焊縫采用磁軛或交叉磁軛法，水基磁懸液濕法；針對(duì)高強(qiáng)鋼、裂紋敏感材料和可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋的工件采用熒光法檢測(cè)。在用檢驗(yàn)中，MT 通常應(yīng)在除去表面涂層、進(jìn)行表面清理后，UT 之前進(jìn)行。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

到20世紀(jì)90年代末，通過參考、吸收以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)思路和經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)基本建立起了覆蓋各個(gè)要素的，較為完整的M T 標(biāo)準(zhǔn)體系；我國(guó)無損檢測(cè)通用方法標(biāo)準(zhǔn)由“全國(guó)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC／TC56）”制定，具體的產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家各產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定。

現(xiàn)行承壓設(shè)備MT 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。承壓設(shè)備行業(yè)的MT 標(biāo)準(zhǔn)JB／T 4730.4—2005為推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)相關(guān)法規(guī)引用后具有強(qiáng)制性，在承壓設(shè)備行業(yè)應(yīng)用最廣泛。近年來，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂和復(fù)審工作一直在進(jìn)行中，這樣一方面可逐步完善檢測(cè)方法和工藝，另一方面可逐步實(shí)現(xiàn)與國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容接軌。

表2 承壓設(shè)備MT相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一覽表

（續(xù)表）

3 主要磁化方法和磁化規(guī)范

3.1 磁軛法和交叉磁軛法

在制造和在用檢驗(yàn)中，MT 以焊縫檢測(cè)為主，一般采用便攜式磁軛探傷儀，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、使用方便，在承壓設(shè)備行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。單磁軛法采用固定關(guān)節(jié)和活動(dòng)關(guān)節(jié)磁軛磁化工件，適用于大型工件的局部檢測(cè)，如對(duì)接焊縫、角焊縫、筒體鋼板母材、坡口等。其特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，但由于須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨(dú)立檢測(cè)，且必須要有一定的重疊區(qū)域才不會(huì)出現(xiàn)漏檢，故檢測(cè)效率低。磁軛法的檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)效果需要用試片校驗(yàn)。

交叉磁軛法采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件，適用于對(duì)接焊縫、母材、坡口、大口徑筒體封頭等的局部檢測(cè)，條件允許時(shí)推薦采用完全連續(xù)磁化法，不建議采用步進(jìn)式分段磁化［15］；當(dāng)采用外側(cè)檢測(cè)時(shí)，必須用試片確定有效磁化場(chǎng)范圍。采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件常采用完全連續(xù)磁化法，4 個(gè)磁極端面與檢測(cè)面之間應(yīng)盡量貼合，最大間隙應(yīng)不大于1.5mm。其檢測(cè)速度應(yīng)盡量均勻，應(yīng)不大于4m／min［16］。由于交叉磁軛能夠在工件表面形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，一次磁化就能檢出工件表面有效磁化區(qū)內(nèi)各個(gè)方向的缺陷，靈敏可靠并且探傷效率高，故應(yīng)用廣泛。

3.2 觸頭法

觸頭法作為周向磁化方法，也適用于大型工件的局部檢測(cè)，包括坡口、焊縫層間、電弧氣刨面、鑄鍛件材料及無法在固定式設(shè)備上進(jìn)行探傷的大型結(jié)構(gòu)和工件等。觸頭法通常使用便攜式或移動(dòng)式探傷設(shè)備，其特點(diǎn)是電極間距及磁化規(guī)范可調(diào)，但也須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨(dú)立檢測(cè)，效率不高；由于存在電流的導(dǎo)入，可能產(chǎn)生過熱、起弧或燒傷工件，對(duì)熱處理后的焊接接頭及有淬硬傾向材料（如長(zhǎng)管拖車鋼瓶瓶體）等進(jìn)行磁粉檢測(cè)時(shí)，應(yīng)限制使用。當(dāng)觸頭法對(duì)坡口、焊縫層間等進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需注意保持觸頭與工件表面接觸良好后再通電磁化，并在關(guān)電源后再拿開觸頭，以免燒傷工件。有些材料或特殊用途的設(shè)備上禁止使用銅觸頭。磁化時(shí)，磁化電流應(yīng)根據(jù)試片實(shí)測(cè)結(jié)果來校驗(yàn)。

3.3 軸向通電法、中心導(dǎo)體法和線圈法

對(duì)于檢驗(yàn)原材料缺陷狀況的塔形試驗(yàn)件以及無縫鋼管、螺栓等軸類零件、法蘭、凸元等，常用固定式或移動(dòng)式設(shè)備進(jìn)行軸向通電法周向磁化和線圈法縱向磁化；對(duì)于環(huán)形和筒形工件，常采用中心導(dǎo)體法（受設(shè)備磁化能力限制時(shí)，采用偏置芯棒法）；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)管狀工件，常用移動(dòng)式設(shè)備或電焊機(jī)電纜纏繞工件的繞電纜法或線圈法進(jìn)行縱向磁化，用直接通電法進(jìn)行周向磁化；對(duì)于一些中空的超高壓設(shè)備（如水晶釜等），常采用中心導(dǎo)體法對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行周向磁化。對(duì)軸向通電法、中心導(dǎo)體法和線圈法，其磁化規(guī)范（電流）可由經(jīng)驗(yàn)公式確定，但有效磁化區(qū)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)試片來確定。

3.4 復(fù)合磁化方法

復(fù)合磁化為同時(shí)在被檢工件上施加兩個(gè)或兩個(gè)以上不同方向的磁場(chǎng)，其中一個(gè)必然是交流磁場(chǎng)，其合成磁場(chǎng)的方向在被檢區(qū)域內(nèi)隨著時(shí)間變化，經(jīng)一次磁化就能檢出各種不同取向的缺陷。其主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏可靠、檢測(cè)效率高，在管板焊縫的檢測(cè)中的應(yīng)用效率較高。

3.5 直流磁化和交流磁化

由于交流電的集膚效應(yīng)、表面磁場(chǎng)強(qiáng)度高和對(duì)磁粉的振動(dòng)作用有利于磁粉遷移，且退磁方便等原因，交流磁化和整流磁化對(duì)表面缺陷的檢測(cè)效果通常均遠(yuǎn)優(yōu)于恒穩(wěn)直流磁軛和永久磁鐵磁化，故應(yīng)用范圍更廣泛。如充電式電瓶的恒穩(wěn)直流磁軛探傷儀，雖然提升力指標(biāo)一般遠(yuǎn)大于188N，但針對(duì)表面缺陷的檢測(cè)效果卻很不理想，遠(yuǎn)遜于電瓶帶逆變器的充電式交流磁軛。

4 主要檢測(cè)工藝

4.1 濕法和干法檢測(cè)

濕法檢測(cè)靈敏度較高，特別適合于檢測(cè)如疲勞裂紋一類的細(xì)微缺陷，多采用連續(xù)法非熒光磁粉或熒光磁粉濕法（油或水懸液）。

非熒光濕法可以使用新配制的磁懸液，也可以使用多次回收利用的磁懸液。固定式探傷機(jī)一般用油懸液，有回收裝置，每天開始工作前應(yīng)采用梨形瓶測(cè)定沉淀濃度；在用設(shè)備、外場(chǎng)檢測(cè)一般采用便攜式探傷儀，當(dāng)工件油污等已被有效清洗或工件對(duì)銹蝕無特殊要求時(shí)，可使用方便、經(jīng)濟(jì)的成品磁膏現(xiàn)場(chǎng)配制的黑磁粉水基磁懸液。常用非熒光法的磁粉為黑色（Fe3O4）、紅褐色（r－Fe2O3）磁粉等。

熒光法具有對(duì)比度高、靈敏度高、適于暗處等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用。近年來國(guó)內(nèi)承壓設(shè)備行業(yè)熒光磁粉的應(yīng)用也逐步增多，針對(duì)高強(qiáng)鋼、對(duì)裂紋敏感材料、長(zhǎng)期工作在腐蝕介質(zhì)環(huán)境、有可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋的場(chǎng)合，其內(nèi)壁檢測(cè)推薦采用熒光法。

由于熒光磁粉檢測(cè)必須使用黑光燈才能觀察缺陷磁痕顯示，承壓設(shè)備受制造、安裝和在用檢驗(yàn)工況環(huán)境等因素的影響和限制，非熒光法的應(yīng)用更多一些。

干粉法常與磁軛法或觸頭法相配合，用于大型鑄鍛件毛坯及大型結(jié)構(gòu)件焊縫的局部檢測(cè)，如較高的層間溫度下進(jìn)行的焊縫層間檢測(cè)。干磁粉顏色可用提高對(duì)比度的藍(lán)、灰或紅色。對(duì)于300～400℃的高溫，還可使用特制的高溫磁粉［17］。特別要注意的是，干粉法檢測(cè)時(shí)工件表面一定要干凈、干燥。

4.2 系統(tǒng)綜合靈敏度校驗(yàn)

由于使用簡(jiǎn)單、攜帶方便，并能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作的需要，相對(duì)于經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算、磁特性曲線、霍爾元件或場(chǎng)強(qiáng)計(jì)測(cè)量以及其它人工缺陷比對(duì)等方法而言，標(biāo)準(zhǔn)試片和磁場(chǎng)指示器是合理選擇磁化規(guī)范以及系統(tǒng)綜合檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的快速、直觀和有效的方法，應(yīng)用較為廣泛。標(biāo)準(zhǔn)試片是校驗(yàn)磁粉探傷系統(tǒng)綜合靈敏度的工具，能較為準(zhǔn)確地反映復(fù)雜結(jié)構(gòu)工件不同部位的磁場(chǎng)方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度。標(biāo)準(zhǔn)試片用于被檢工件表面有效磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向、有效檢測(cè)區(qū)以及磁化方法是否正確的測(cè)定。常用的有A1型、C型、D 型、M1型；A1型熱處理狀態(tài)為經(jīng)退火，其也可省略寫為A 型（A2型熱處理狀態(tài)為未經(jīng)退火，在我國(guó)無生產(chǎn)、銷售和使用記錄［18］）；承壓設(shè)備一般采用A1－30／100型標(biāo)準(zhǔn)試片確定靈敏度；當(dāng)檢測(cè)狹小位置，由于尺寸關(guān)系，可用相近靈敏度的C－15／50型或者D－15／50型標(biāo)準(zhǔn)試片；M1型能夠一次檢測(cè)確定靈敏度的等級(jí)。雖然JB／T 4730.4規(guī)定磁場(chǎng)指示器不能作為磁場(chǎng)強(qiáng)度及其分布的定量指示，但因其使用方便、耐用且可用于連續(xù)法，其可粗略校驗(yàn)被檢工件表面磁場(chǎng)方向、有效檢測(cè)區(qū)以及磁化方法是否正確，也是一不錯(cuò)的工具。

4.3 磁懸液潤(rùn)濕性能試驗(yàn)、反差增強(qiáng)劑應(yīng)用和帶涂層檢測(cè)

濕法磁粉檢測(cè)前，應(yīng)進(jìn)行潤(rùn)濕性能試驗(yàn)（特別是采用水懸液時(shí)）：將磁懸液施加在被檢工件表面上，如果磁懸液的液膜是均勻連續(xù)的，則磁懸液的潤(rùn)濕性能合格；如果液膜被斷開，則磁懸液的潤(rùn)濕性能不合格，需進(jìn)一步處理。

承壓設(shè)備MT 允許使用反差增強(qiáng)劑增強(qiáng)對(duì)比度，試驗(yàn)證實(shí)，即便噴涂數(shù)層達(dá)到50μm，反差增強(qiáng)劑仍能極大地改善表面質(zhì)量狀況較差工件的檢測(cè)效果，明顯改善視力欠佳以及色弱者對(duì)細(xì)微磁痕的觀察；但實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意攪拌均勻、噴灑形成均勻白色薄膜、避免油脂導(dǎo)致反差增強(qiáng)劑脫落、避免反差增強(qiáng)劑覆蓋不均［19］等。

滿足一定條件的承壓設(shè)備工件表面，可進(jìn)行帶涂層MT。比如：厚度均勻且小于50μm 時(shí)，不影響檢測(cè)結(jié)果。多次試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)涂層厚度遠(yuǎn)超過50μm，甚至達(dá)到111μm 以上時(shí)，系統(tǒng)靈敏度校驗(yàn)仍然合格［20］，但其對(duì)實(shí)際細(xì)微缺陷的檢出率已大大降低。

4.4 質(zhì)量分級(jí)

JB／T 4730.4質(zhì)量分級(jí)有4個(gè)等級(jí)，通常均按I級(jí)驗(yàn)收：不允許存在任何裂紋和白點(diǎn)，緊固件和軸類零件不允許任何橫向缺陷顯示；焊接接頭不允許存在線性缺陷磁痕以及1 個(gè)以上直徑為1.5 mm（35mm×100mm 評(píng)定框內(nèi)）的圓形缺陷；加工部件和材料內(nèi)不允許存在線性缺陷磁痕以及1個(gè)以上直徑為2.0mm（2 500mm2評(píng)定框內(nèi)，其中一條矩形邊長(zhǎng)最大為150mm）的圓形缺陷。JB／T 4730.4還規(guī)定了綜合評(píng)級(jí)方法，但工程實(shí)際中應(yīng)用較少。

5 主要設(shè)備器材現(xiàn)狀［21－23］

國(guó)內(nèi)現(xiàn)已能夠生產(chǎn)滿足承壓設(shè)備磁粉檢測(cè)需要的全系列主機(jī)和附件、標(biāo)準(zhǔn)試片試塊和相關(guān)器材，包括適用于承壓設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的磁膏、反差增強(qiáng)劑、濃縮磁懸液、全粉型復(fù)合熒光磁粉、熒光MT 載液及噴灌、LED 黑光燈、照度計(jì)、紫外輻射計(jì)、場(chǎng)強(qiáng)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)試片等輔助器材，部分產(chǎn)品的質(zhì)量已符合相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求；相關(guān)磁粉檢測(cè)設(shè)備與材料的制造廠家已超過129家，大都取得ISO 9000系列國(guó)際質(zhì)量保證體系認(rèn)證，并有產(chǎn)品出口到大陸以外的國(guó)家和地區(qū)。其中，YC－2型等牌號(hào)熒光磁粉的檢測(cè)靈敏度達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平；LPW－3 型油基載液（無味煤油），具有高閃點(diǎn)、無熒光、低粘度、無味、無毒和無刺激等特點(diǎn)，各項(xiàng)性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；自行研制的特斯拉計(jì)（CT，HT102 及TYU－2000H）、JXC 袖 珍式場(chǎng)強(qiáng)計(jì)、ST 白光照度計(jì)、UV－A 輻射照度計(jì)、磁粉性能測(cè)定裝置、標(biāo)準(zhǔn)試片（A、C、D 型）和標(biāo)準(zhǔn)試塊（B、E型）等輔助器材的性能與國(guó)外同類產(chǎn)品的水平相當(dāng)；新型LED 冷光源黑光燈，不需預(yù)熱、即開即亮，其壽命可達(dá)50 000h。

便攜式磁粉探傷儀：①手提式復(fù)合磁化裝置可實(shí)現(xiàn)大型承壓設(shè)備焊縫、管板角焊縫等的一次性磁化，并可全方位顯示缺陷磁痕，有所創(chuàng)新。②便攜式儀器設(shè)備袖珍化，體積更小，多種方法綜合一體化，總量更輕，功能更強(qiáng)；多個(gè)國(guó)內(nèi)外設(shè)備廠家已推出了重量輕、適應(yīng)高空作業(yè)、野外無電源等現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的帶蓄電池式恒穩(wěn)直流磁軛探傷儀（檢測(cè)效果與永久磁鐵相近，厚壁時(shí)靈敏度不能滿足要求［24］）、帶逆變器的蓄電池式交流磁軛（分為外置與內(nèi)置兩種，檢測(cè)效果與交流磁軛相同）、帶黑光燈和逆變器的蓄電池式交叉磁軛以及充電式智能磁粉探傷機(jī)［25］。③集角焊縫磁軛、活動(dòng)關(guān)節(jié)磁軛、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁軛、磁化線圈等多種功能為一體的多功能儀器，滿足了承壓設(shè)備檢測(cè)的多項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)需要。④低頻交流磁軛的研究和應(yīng)用進(jìn)一步深入廣泛，現(xiàn)已能用于管對(duì)接焊縫等6～8 mm 深的未焊透等近表面缺陷的檢測(cè)。

檢測(cè)裝置：①系列固定式磁粉探傷機(jī)可滿足各種中小型零件的需求，其中已有微機(jī)控制自動(dòng)化固定式磁粉探傷機(jī)供應(yīng)，可進(jìn)行上下工件、磁化、噴液、檢測(cè)和退磁等工序的程控化，在小型鍛件、螺栓件、管材、長(zhǎng)管拖車鋼瓶瓶體等部件的檢測(cè)中取得了良好的效果。②移動(dòng)式半波直流探傷機(jī)作為檢測(cè)承壓設(shè)備多層焊縫的專用設(shè)備，對(duì)表面層下缺陷有較高靈敏度。③用于MT 的自動(dòng)爬行裝置、應(yīng)用CCD 攝像記錄的自動(dòng)化及圖像處理技術(shù)熒光MT 系統(tǒng)都已面市［26－28］。

6 技能培訓(xùn)與技術(shù)交流

承壓設(shè)備MT 人員的技術(shù)素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平，對(duì)于保證承壓設(shè)備的安全運(yùn)行十分重要，并受到了各級(jí)政府部門和各行業(yè)部門的高度重視。國(guó)家特種設(shè)備管理部門歸口管理、培訓(xùn)和考核對(duì)承壓設(shè)備MT質(zhì)量控制和人員素質(zhì)的提高十分有益，特種設(shè)備NDT 人員已達(dá)12.3萬余人（其中MT 人員達(dá)2.5萬余人），約占全國(guó)NDT 持證人員的40%［29］；開展承壓設(shè)備MT 技術(shù)學(xué)術(shù)交流的主要途徑包括以《無損檢測(cè)》和《無損探傷》為代表的專業(yè)學(xué)術(shù)刊物以及遠(yuǎn)東無損檢測(cè)論壇、全國(guó)無損檢測(cè)學(xué)術(shù)年會(huì)、全國(guó)表面探傷技術(shù)年會(huì)以及其它各類學(xué)術(shù)交流會(huì)議等；近年來隨著IT 技術(shù)的進(jìn)步，各類無損檢測(cè)專業(yè)網(wǎng)站和論壇等新興平臺(tái)，對(duì)MT／PT 人員的交流作用越來越重要。

7 主要研究進(jìn)展

在承壓設(shè)備MT 技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域，近年來部分相關(guān)應(yīng)用研究進(jìn)展有：

（1）在相同的檢測(cè)條件下，MT 比PT 能檢出更小深度的缺陷，對(duì)同一缺陷MT 的檢出概率較高［30］；對(duì)承壓設(shè)備焊縫表面使用化學(xué)除漆劑除漆、水基磁懸液磁軛法工藝進(jìn)行MT 檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，證實(shí)其以個(gè)數(shù)計(jì)的缺陷檢出率達(dá)到98.3%，在95%置信度下的檢出率達(dá)90%以上，是一種可靠、有效、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法［31］。

（2）試 驗(yàn)表明［32－34］，對(duì)于交流 電，一定厚度（250～500μm）的涂層不影響A 型靈敏度試片的人工缺陷顯示；但對(duì)涂層厚度不大于100μm 的弧坑裂紋的獨(dú)立檢測(cè)，則不能保證有效檢出。

（3）低頻磁軛磁化裝置已能夠發(fā)現(xiàn)距被檢表面6mm深的缺陷［35］，可有效檢出深度達(dá)6～8mm的根部未焊透等缺陷，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（4）對(duì)不同表面狀況下的水懸液磁粉的檢測(cè)靈敏度進(jìn)行試驗(yàn)，表明在母材表面狀況良好、不修磨焊縫表面的情況下，使用反差增強(qiáng)劑和黑磁粉，即便是噴涂數(shù)層后對(duì)表面和近表面缺陷的檢出率和分辨力也能夠滿足要求［36］。

（5）磁懸液濃度對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響的試驗(yàn)表明，MT 靈敏度并不隨磁懸液濃度單調(diào)上升，而是受磁懸液濃度、表面粗糙度和磁化規(guī)范的共同影響［37］。

（6）余世明等研究了溫度對(duì)非熒光磁懸液連續(xù)法MT 的影響［38］，試驗(yàn)表明：磁懸液的分散性能隨著溫度的升高而升高，因此溫度對(duì)檢測(cè)靈敏度有一定影響，選擇合適的磁懸液溫度能提高缺陷檢出率。

（7）對(duì)電磁軛提升力的討論表明：提升力是考核電磁軛磁化規(guī)范的主要性能指標(biāo)，其除了受磁感應(yīng)強(qiáng)度和截面積等因素影響外，還受材質(zhì)（磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率）及與工件接觸間隙等因素的影響；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交叉磁軛的提升力為兩磁軛的矢量和，≥118N（間隙0.5mm）；林錫忠研究了交流電磁軛的關(guān)節(jié)對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響［39］，得出了在不超負(fù)荷、輸出電壓比較穩(wěn)定時(shí)，交流電磁軛的關(guān)節(jié)與檢測(cè)靈敏度無關(guān)。

（8）黃廉華開展了帶鍍層、包覆層工件液面下的MT 試驗(yàn)［40］，結(jié)果表明：采用“液下法”的靈敏度比剩磁法高，但操作難度較大、缺陷顯示時(shí)間較長(zhǎng)，宜在鍍鉻件缺陷顯示困難時(shí)采用。

（9）劉彬等開發(fā)的可彎曲磁力顯示薄膜能夠重復(fù)使用、有一定的靈敏度（高于干粉，低于磁懸液）、可粘到工件任何形狀表面、方便記錄磁痕長(zhǎng)期顯示、效率高，具有一定的應(yīng)用價(jià)值［41］。

（10）許才厚研究了ASME 規(guī)定的便攜式磁軛法應(yīng)用范圍［42］，試驗(yàn)證實(shí)交流磁軛法近表面缺陷僅能檢出1mm 以內(nèi)的缺陷，在各種因素影響下應(yīng)以0.5mm以內(nèi)的缺陷作為檢測(cè)極限；直流磁軛法的有效性與板厚有關(guān)，但板厚超過5mm 以后，其有效性不能得到完全滿足。

（11）熊彬等研究了鐵磁性材料缺陷的2.5維成像方法［43－44］，認(rèn)為2.5維場(chǎng)源成像應(yīng)用于磁法檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理是可行的，其通過封閉單一的顏色區(qū)域能夠準(zhǔn)確反映出缺陷的位置及形貌特征。

（12）李龍等在大型結(jié)構(gòu)件的檢測(cè)上應(yīng)用了脈沖磁化技術(shù)［45］，充分驗(yàn)證了其具有磁場(chǎng)飽和、靈敏度高、檢測(cè)速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)約能源等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（13）由CCD、計(jì)算機(jī)及圖像處理軟件構(gòu)成的自動(dòng)熒光MT 系統(tǒng)可很好地識(shí)別工件表面的可疑缺陷，不僅改善了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作環(huán)境、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，并且可有效防止漏檢事故發(fā)生，對(duì)消除事故隱患具有重要意義。

8 總結(jié)與展望

在承壓設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域，磁粉檢測(cè)對(duì)表面或近表面缺陷，且有很高的檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確性和可靠性，是最常用、最經(jīng)濟(jì)、最可靠的常規(guī)無損檢測(cè)方法之一。綜上所述：

（1）以熒光磁粉檢測(cè)技術(shù)為代表的新技術(shù)，應(yīng)用日益廣泛，能夠較大幅度地提高承壓設(shè)備磁粉檢測(cè)的靈敏度、準(zhǔn)確性和可靠性。

（2）多功能小型化便攜式磁粉檢測(cè)通用裝置、一體化大型磁粉檢測(cè)專用裝置、以及用于特殊工件的復(fù)合磁化設(shè)備，能夠進(jìn)一步地降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高檢測(cè)效率、改善檢測(cè)條件、減少環(huán)境污染。

（3）圖像處理技術(shù)應(yīng)用于承壓設(shè)備磁粉檢測(cè)的磁痕解釋與評(píng)定，具有明顯的可以預(yù)期的良好發(fā)展前景。

（4）隨著法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的更新、設(shè)備材料的發(fā)展，承壓設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)磁粉檢測(cè)中人機(jī)料法環(huán)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理將會(huì)更加規(guī)范，并得到更多關(guān)注和重視。

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