蔡忠

摘要：磁粉檢測(cè)法主要應(yīng)用于機(jī)械、航空、航天、化工、冶金、鐵路等行業(yè)，用它可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，對(duì)原材料進(jìn)、成品進(jìn)行檢驗(yàn)。本文介紹了球型儲(chǔ)罐焊縫磁粉檢測(cè)的原理和方法，對(duì)于在橫向磁場(chǎng)與機(jī)械載荷共同作用下的薄板，在其非線性磁彈性動(dòng)力方程的基礎(chǔ)上，討論了系統(tǒng)在只受動(dòng)載荷作用時(shí)的分岔行為，并繪出了相應(yīng)的分岔圖。

關(guān)鍵詞：磁粉檢測(cè)；焊縫；技術(shù)

引言

球罐磁粉檢測(cè)的重點(diǎn)部位是對(duì)接焊縫的內(nèi)外表面、補(bǔ)強(qiáng)圈或支柱角焊縫的外表面以及工卡具的焊痕處等等。磁粉檢測(cè)應(yīng)在射線探傷和超聲探傷發(fā)現(xiàn)的缺陷修補(bǔ)合格后、耐壓實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行。球型儲(chǔ)罐上產(chǎn)生表面和近表面缺陷的部位，除機(jī)械損傷外，大都集中于焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)，雖然母材本身也可能存在表面缺陷，但存在的幾率很小。檢測(cè)時(shí)，必須先了解所檢測(cè)部位可能產(chǎn)生何種表面和近表面缺陷以及這些缺陷的磁痕形態(tài)，以便正確地進(jìn)行磁痕分析，做出準(zhǔn)確無(wú)誤的判斷。由于球罐磁粉檢測(cè)受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，目前主要采用非熒光磁粉濕法檢測(cè)。

一.確定磁化規(guī)范

由于球型儲(chǔ)罐主要以對(duì)接焊縫為主，因此采用磁軛法來(lái)檢測(cè)。首先要測(cè)定磁軛法的提升力，磁軛的吸引力F 與鐵素體鋼板的磁導(dǎo)率、磁極間距、磁極與鋼板的間隙及移動(dòng)情況有關(guān)，所以注明提升力大小時(shí)必須注明磁極間距L 的數(shù)值。

采用磁軛法磁化時(shí)，檢測(cè)靈敏度可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試片上的磁痕顯示和電磁軛的提升力來(lái)確定，兩磁極間的間距L 一般應(yīng)控制在75-200mm 之間，當(dāng)使用磁軛最大間距時(shí)，交流電磁軛至少應(yīng)有45N 的提升力；直流電磁軛至少應(yīng)有177N 的提升力；交叉磁軛至少應(yīng)有118N的提升力，一般現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)均采用便攜式電磁軛設(shè)備，其磁化規(guī)范應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試片上的磁痕顯示來(lái)驗(yàn)證。

根據(jù)球型儲(chǔ)罐壁厚來(lái)確定選用交流電磁軛法或直流電磁軛法。因交流電具有集膚效應(yīng)，因此對(duì)表面缺陷有較高的靈敏度，又因電流方向在不斷變化，使交流電磁軛產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也不斷變化，這種變化可以攪動(dòng)磁粉有助于磁粉遷移，提高檢測(cè)靈敏度。

直流電磁軛產(chǎn)生的磁場(chǎng)能滲入工件表面較深，有利于發(fā)現(xiàn)較深層的缺陷，因此在同樣的磁通量時(shí)，探測(cè)深度越大，磁通密度越低，為此對(duì)于厚度大于6mm 的工件不要使用直流電磁軛檢測(cè)。針對(duì)于像球罐這類的特種設(shè)備，其表面和近表面的缺陷的危害程度較內(nèi)部缺陷要大得多，所以對(duì)于其焊縫檢測(cè)一般采用交流電磁軛法，而對(duì)于小于6mm 的薄壁壓力管道宜采用直流電磁軛法。

二.檢測(cè)實(shí)施步驟

（一）清理表面。

為了保證檢測(cè)靈敏度達(dá)到要求，對(duì)于球罐焊縫及熱影響區(qū)需檢查的部位，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的清理，除去表面污垢、銹蝕、氧化皮及油漆等，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪ス猓冻鼋饘俟鉂?。試?yàn)表明，被檢測(cè)表面狀態(tài)，對(duì)檢測(cè)靈敏度有很大的影響，約1 毫米厚的氧化皮，就可能使其下面7-8 毫米深的裂紋被漏檢。用手砂輪清理表面或進(jìn)行表面磨光時(shí)，用力不要過(guò)大，以免萌生出磨削裂紋。

（二）校驗(yàn)磁粉檢測(cè)靈敏度。

根據(jù)JB /T4730。4 -2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)磁粉檢測(cè)》規(guī)定，用標(biāo)準(zhǔn)試片或標(biāo)準(zhǔn)試塊校驗(yàn)檢測(cè)靈敏度的方法。

（三）操作方法。

儀器經(jīng)校驗(yàn)靈敏度后即可進(jìn)行正式檢測(cè)操作。使用交叉磁化探傷儀檢測(cè)時(shí)，要在電磁鐵磁化、行走的同時(shí)噴灑磁懸液。為了得到較好的檢測(cè)結(jié)果，必須根據(jù)檢測(cè)位置和行走方向酌情選擇磁懸液的噴灑部位。

一般把磁懸液噴灑到電磁鐵所探部位的前沿，在水平位置（如下極板）、仰向位置（如上極板）或在沿垂面上探縱縫（如赤道帶縱縫）時(shí)，磁懸液應(yīng)噴灑到電磁鐵所探部位的前沿中部，在沿垂面上進(jìn)行橫向檢測(cè)時(shí)（如赤道帶環(huán)縫），磁懸液應(yīng)噴灑到電磁鐵所探部位的前沿偏上的地方（見(jiàn)圖1），磁化電流每次持續(xù)時(shí)間為0.5 ～2s，間歇時(shí)間不得超過(guò)1s，停施磁懸液至少1s 以后待磁痕形成后才可停止磁化。

（四）磁痕識(shí)別。

由于形成磁痕原因的多樣性，要注意相關(guān)顯示和非相關(guān)顯示。例如原材料缺陷、熱加工缺陷、使用后產(chǎn)生的缺陷等，這些缺陷會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)吸附磁粉形成磁痕，會(huì)影響工件的使用。而像工件局部冷作硬化、金相組織不均勻等而產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)吸附磁粉形成磁痕就不屬于缺陷。

（五）磁痕記錄。

磁痕顯示缺陷可用透明膠紙粘取記錄，也可用照相、噴涂可剝離薄膜等方法記錄磁痕，也可用畫草圖的方法來(lái)記錄。

三.生產(chǎn)應(yīng)用

表1 列出了本公司2006-2009 年中利用磁粉檢測(cè)法對(duì)球型儲(chǔ)罐對(duì)接焊縫檢測(cè)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)。由表1 可以看出，對(duì)于焊縫大于0.25mm 的微裂紋的檢測(cè)率為100%。完全符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于檢測(cè)出的球罐表面上比較淺的缺陷可用砂紙、刮刀或手砂輪等工具來(lái)清除。清除后所形成的凹坑如不需補(bǔ)焊，則一定要將凹坑邊緣磨得平滑，以免出現(xiàn)拐角而造成應(yīng)力集中。

對(duì)于比較深的缺陷，可以用小手砂輪或氣刨來(lái)清除，同時(shí)進(jìn)行磁扮檢測(cè)，一邊挖一邊探傷，直到確認(rèn)表面?zhèn)淹耆诘魹橹?。挖凈后，按焊接工藝要求進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊的部位還應(yīng)做必要的無(wú)損探傷檢查。

檢測(cè)球型儲(chǔ)罐對(duì)接焊縫時(shí)，如果曲率半徑較大，磁極與被檢表面能夠保證接觸良好，一般選擇磁軛法或交叉磁軛法；如曲率半徑太小，采用磁軛法和交叉磁軛法無(wú)法保證磁極與工件表面接觸良好或磁極間距無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，則應(yīng)采用觸頭法或線圈法；

生產(chǎn)實(shí)踐表明，利用磁粉檢測(cè)法對(duì)球型儲(chǔ)罐對(duì)接焊縫檢測(cè)時(shí)，對(duì)于焊縫大于0.25mm 的微裂紋的檢測(cè)率為100%，完全符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

四.結(jié)束語(yǔ)

磁粉檢測(cè)是利用磁現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)材料和工件中缺陷的方法，由于該方法具有檢測(cè)可靠、靈敏度高、不破壞被檢工件、可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施檢測(cè)等諸多優(yōu)點(diǎn)，它作為一種成熟的無(wú)損檢測(cè)手段被廣泛地應(yīng)用于石化裝置的檢測(cè)中。加強(qiáng)球型儲(chǔ)罐焊縫磁粉檢測(cè)的工藝規(guī)范，可以有效地檢測(cè)出球型儲(chǔ)罐焊縫中所存在的缺陷，增加生產(chǎn)安全性。

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