宋文華

(沈陽特種設(shè)備檢測(cè)研究院,遼寧沈陽 110000)

磁粉檢測(cè)在壓力容器無損檢測(cè)中的應(yīng)用

宋文華

(沈陽特種設(shè)備檢測(cè)研究院,遼寧沈陽 110000)

介紹了磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及目的和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀,對(duì)主要磁化方法和磁化規(guī)范以及主要檢測(cè)工藝進(jìn)行了闡述,并就磁粉探傷在容器定檢中需注意的問題進(jìn)行了分析,提出了相關(guān)建議。

壓力容器 無損檢測(cè) 磁粉檢測(cè) 檢測(cè)技術(shù)與問題

對(duì)在用壓力容器而言，應(yīng)用磁粉檢測(cè)技術(shù)的目的通常是為了保證使用安全。其主要作用是在不損傷磁性工件的前提下，檢出表面和近表面缺陷，以滿足在用壓力容器的安全使用。在以磁鐵性材料為主的在用壓力容器的定期檢驗(yàn)與缺陷維修檢測(cè)中，磁粉檢測(cè)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。

1 磁粉檢測(cè)的主要應(yīng)用原理及方法

1.1 軸向通電法或中心導(dǎo)體法和線圈法

常用固定式或移動(dòng)式設(shè)備進(jìn)行軸向通電法或中心導(dǎo)體法周向磁化和線圈法縱向磁化進(jìn)行檢測(cè)。工件長度與直徑之比必須≥2(L/ D＞2)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管狀工件也常用電焊機(jī)電纜纏繞工件的繞電纜法或線圈法進(jìn)行縱向磁化。

1.2 復(fù)合磁化法

復(fù)合磁化由有2個(gè)或2個(gè)以上的磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)，一次磁化就能檢出各種缺陷。其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，檢測(cè)效率高。在管板焊縫的檢測(cè)中應(yīng)用效率高。手提式復(fù)合磁化磁粉探傷儀用于集箱管子接頭角焊縫等的檢測(cè)，提高了可靠性。

1.3 磁軛法和交叉磁軛法

在磁軛法中，工件是閉合磁路的一部分，在壓力容器在用檢測(cè)中，以焊接檢測(cè)為主，但磁軛法效率低，且易造成漏檢。交叉磁軛法可在工件表面形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，適用于對(duì)接焊縫母材、坡口及大口徑筒體封頭等局部檢測(cè)。磁軛的行走速率＜4m/min，一般應(yīng)為2～3m/min；磁極端面為工件表面的間隙越小越好，一般＜1.5mm；噴灑磁懸液時(shí)，如探傷球罐環(huán)向焊縫磁懸液應(yīng)噴灑在行走方向的前上方，而對(duì)縱向焊縫磁懸液應(yīng)噴灑在行走方向的前方。必須注意磁粉噴灑應(yīng)使磁粉有足夠時(shí)間聚集，并避免沖刷已形成的磁痕；觀察磁痕應(yīng)及時(shí)進(jìn)行。但磁軛法磁化規(guī)范是根據(jù)靈敏度試片或提升力來確定的。對(duì)于磁軛、交流電磁軛極間距應(yīng)控制為75～200mm，且至少有45N的提升力，直流電磁軛至少應(yīng)有177N的提升力，其磁極間距應(yīng)控制在50～200mm，但其有效磁化區(qū)域規(guī)定為兩極連線兩側(cè)各50mm區(qū)域內(nèi)，兩側(cè)檢測(cè)時(shí)應(yīng)重疊15mm；交叉電磁軛至少有118N的提升力，磁極與試件表面的間隙為0.5mm。

1.4 觸頭法

觸頭法檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡量避免過熱，起弧或燒傷工件，同時(shí)對(duì)于熱處理后的焊縫及有脆硬傾向材料制造的壓力容器等須限制使用。而且有些材料或特殊用途的容器禁止使用銅觸頭。觸頭法是用兩枝桿觸頭接觸工件表面，通電磁化，在平板工件上磁化能產(chǎn)生一個(gè)奇變的周向磁場(chǎng)，用于發(fā)現(xiàn)與兩觸頭連線平行的不連續(xù)性。

2 磁粉檢測(cè)的應(yīng)用狀況

磁粉探傷主要用于壓力容器的在用維修、定期檢測(cè)及在線監(jiān)護(hù)檢測(cè)等方面，目的是保障使用安全及預(yù)防事故發(fā)生。壓力容器在運(yùn)行過程中受介質(zhì)、壓力和溫度等因素的影響而產(chǎn)生的缺陷主要有腐蝕、沖蝕、斷裂腐蝕等。重點(diǎn)檢測(cè)部位包括：標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值σD＞540MPa材料的焊縫；鉻—鉬(Cr-Mo)低合金鋼制的焊縫；介質(zhì)有應(yīng)力腐蝕傾向容器焊縫和其他有懷疑的焊縫；應(yīng)力集中、變形、導(dǎo)種鋼焊接、補(bǔ)焊和成形不良的部位，卡具焊跡和易產(chǎn)生裂紋的部位以及高強(qiáng)度螺栓等；投入使用后首次檢測(cè)，對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感材料或壓力波動(dòng)較大容器的內(nèi)表面焊接接頭以及強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中的換熱容器管子管板焊接接頭等。

3 磁粉檢測(cè)應(yīng)用的檢測(cè)技術(shù)的主要方式

3.1 熒光法和非熒光法

在用壓力容器檢驗(yàn)工藝受環(huán)境因素的影響和限制，非熒光法的應(yīng)用遠(yuǎn)比熒光法廣泛。常用非熒光法的磁粉為黑色(Fe3O4)和紅褐色(Fe2O3)磁粉或磁膏等。

3.2 濕法和干法

濕法是將磁粉懸浮在載液中進(jìn)行磁粉探傷的方法。濕法檢測(cè)靈敏度較高，特別適用于檢測(cè)如疲勞裂紋類的細(xì)微缺陷，多采用連續(xù)法非熒光磁粉濕法檢測(cè)。而干法是以空氣為載體用于磁粉進(jìn)行磁粉探傷的方法，需與磁軛法或觸頭法相配合。對(duì)較高層間溫度下進(jìn)行的焊縫層間檢測(cè)，常采用干法，干法磁粉顏色可選用較高對(duì)比度的紅、藍(lán)或灰色。

4 磁粉探傷在容器定檢中應(yīng)注意的兩個(gè)問題

4.1 怎樣才能正確選擇磁懸液

目前采用的濕法探傷磁懸液主要有水懸液和油懸液2種，前者由一定量磁膏兌水構(gòu)成，水懸液成本低、配制簡(jiǎn)單、噴灑方便，目前多采用此方法；油懸液流動(dòng)性好，但成本高且有一定的危險(xiǎn)性。由于容器介質(zhì)多種多樣，有的容器盛裝油等介質(zhì)，盡管進(jìn)行清理打磨，但不能做到完全徹底，此時(shí)磁粉探傷如選擇水懸液，將無法完全潤濕檢測(cè)面，致使磁懸液和磁粉不能自由流動(dòng)，造成無法探傷，或容器內(nèi)本身較濕，如選擇油懸液，也將無法潤濕，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備具體情況，選擇磁懸液，最好2種都配制，檢驗(yàn)時(shí)根據(jù)需要選用。

4.2 對(duì)于要檢測(cè)物件檢測(cè)面的清潔和光滑

一般容器內(nèi)部與介質(zhì)接觸面大多有銹、氧化皮，有的還有防腐層，容器外部有漆。檢測(cè)時(shí)一定要對(duì)焊縫及兩側(cè)適當(dāng)寬度進(jìn)行認(rèn)真清理、打磨，以徹底去除覆蓋物，露出金屬光澤為合格，否則會(huì)掩蓋缺陷，影響缺陷顯示，造成漏檢。目前配合檢驗(yàn)單位進(jìn)行打磨清理的單位和人員大多不理解探傷要求，故檢驗(yàn)人員應(yīng)事先將要求向打磨人員交待清楚，事后應(yīng)認(rèn)真檢查，直到清理打磨完全符合要求方可探傷，保證磁粉探傷結(jié)果不受影響。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷發(fā)展，國家對(duì)科學(xué)非常重視，一個(gè)國家發(fā)展力的水平就取決于這個(gè)國家的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新中國成立后，我國國民生活水平不斷提高，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)事業(yè)也被逐漸的重視起來，俗話說，科學(xué)的發(fā)展決定國家的發(fā)展。只有發(fā)展好科學(xué)，我國的經(jīng)濟(jì)水平，國民的總體素質(zhì)才會(huì)提高?，F(xiàn)如今，科學(xué)對(duì)于一個(gè)國家是非常重要的，他反應(yīng)著一個(gè)國家的未來，一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，只有把科學(xué)技術(shù)提高上去，未來才會(huì)有更多的未被探知的創(chuàng)造出現(xiàn)在我們的生活中為我們制造出一個(gè)個(gè)驚喜，讓我們的生活更加絢爛多彩，讓我們的視野得到開拓，讓我們的精神神生活得到了滿足，開發(fā)了我們的智力與探索未知的潛能，向著未知的世界摸索著，發(fā)現(xiàn)未知宇宙的奧秘。以上是我針對(duì)壓力容器技術(shù)檢測(cè)所提出來的注意事項(xiàng)，以供參考。

[1]張杰東.基于金屬磁記憶法的注汽鍋爐內(nèi)管缺陷檢測(cè)研究[D].北京化工大學(xué),2011.

[2]宋玉霞.壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011 (7).