晁強(qiáng)

摘要：電磁檢測(cè)包括渦流檢測(cè)、漏磁檢測(cè)、磁記憶檢測(cè)、微磁檢測(cè)等。承壓專(zhuān)用設(shè)備無(wú)損檢測(cè)是近年來(lái)承壓專(zhuān)用設(shè)備無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。介紹了新型電磁檢測(cè)技術(shù)的基本概念、特點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)行了電磁檢測(cè)相關(guān)試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了初步分析，探討了目前新型電磁檢測(cè)技術(shù)在承壓專(zhuān)用設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用。提出了該技術(shù)在檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題及相應(yīng)的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：承壓設(shè)備；電磁檢測(cè)；新技術(shù)檢驗(yàn)；分析

前言

為滿足某些特定條件下承壓設(shè)備的狀態(tài)診斷、全面檢驗(yàn)、在線監(jiān)測(cè)、壽命評(píng)估、可靠性分析、安全評(píng)定等任務(wù)的需要，以渦流檢測(cè)、漏磁檢測(cè)、磁記憶檢測(cè)、微磁檢測(cè)等技術(shù)為代表的表面無(wú)損檢測(cè)新方法—電磁檢測(cè)新技術(shù)近年來(lái)在承壓設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的研究與應(yīng)用Ci7，正在逐步走向成熟。

1電磁檢測(cè)新技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀

表面檢測(cè)在承壓類(lèi)特種設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱(chēng)承壓設(shè)備）定期檢驗(yàn)中使用廣泛、作用重要。對(duì)于Cr-Mo鋼、標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值）540MPa鋼、盛裝介質(zhì)有明顯應(yīng)力腐蝕傾向等設(shè)備定期檢驗(yàn)時(shí)，均要求進(jìn)行表面無(wú)損檢測(cè)川。而相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定鐵磁性材料壓力容器的表面檢測(cè)應(yīng)優(yōu)先選用磁粉檢測(cè)川。磁粉滲透檢測(cè)具有缺陷檢出率較高、靈敏度高、缺陷顯示直觀、易識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在污染環(huán)境、效率低下、需去除涂層、成本較高、安全等諸多問(wèn)題，因此急需研究應(yīng)用以渦流檢測(cè)、漏磁檢測(cè)、磁記憶檢測(cè)、微磁檢測(cè)等為代表的新型表面檢測(cè)技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)磁粉與滲透表面無(wú)損檢測(cè)方法的不足。

國(guó)內(nèi)外漏磁檢測(cè)技術(shù)研究起步較早。合肥工業(yè)大學(xué)何輔云等人利用漏磁檢測(cè)技術(shù)對(duì)石油管道進(jìn)行高速檢測(cè)氣沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)魏兢、楊理踐等人對(duì)儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)技術(shù)與裝置進(jìn)行了系統(tǒng)性、應(yīng)用性的研究；華中理工大學(xué)與中國(guó)特檢院和天津石化公司合作研制成功了兩種儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)系統(tǒng)；2005年，中石油管道檢測(cè)技術(shù)有限公司、英國(guó)AT公司和清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)研制成功了一套用于油氣管道腐蝕缺陷的內(nèi)檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了缺陷的量化檢測(cè)和管道安全評(píng)估；UB/T12606-1990《鋼管漏磁探傷方法》}JB/T10765-2007《無(wú)損檢測(cè)常壓金屬儲(chǔ)罐漏磁檢測(cè)方法》等標(biāo)準(zhǔn)的相繼制定和頒布，加速推進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

1993年以來(lái)，石家莊軍械工程學(xué)院開(kāi)展電磁檢測(cè)研究，提出了材料缺陷微磁檢測(cè)理論，解決了微磁檢測(cè)中的一些關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了裂紋微磁定量檢測(cè)和缺陷微磁成像，取得了一批具有先進(jìn)水平的研究成果仁。

金屬磁記憶法（MMMT）通過(guò)漏磁場(chǎng)法向分量的測(cè)定，可探測(cè)出工件以應(yīng)力集中區(qū)為特征的危險(xiǎn)部位，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬部件的早期診斷川。其特點(diǎn)是不用對(duì)被測(cè)件磁化，簡(jiǎn)化了檢測(cè)工序，擴(kuò)大了檢測(cè)范圍。不足之處是僅適用于鐵磁性材料，檢測(cè)結(jié)果受磁特性影響較大，目前還不能實(shí)現(xiàn)缺陷定量檢測(cè)。中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院李運(yùn)濤、解放軍后勤工程學(xué)院唐德東等人針對(duì)管道氣瓶等承壓設(shè)備進(jìn)行了金屬磁記憶方法的試驗(yàn)研究，得出了一些有意義的結(jié)論。

渦流檢測(cè)方法是目前應(yīng)用最為廣泛的電磁檢測(cè)方法之一，并由此衍生出多頻渦流、脈沖渦流、遠(yuǎn)場(chǎng)渦流等新興電磁檢測(cè)方法，在相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用仁～習(xí)。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1試驗(yàn)用對(duì)比試件

為保證儀器調(diào)試的穩(wěn)定性和檢測(cè)結(jié)果的可比性，檢測(cè)系統(tǒng)調(diào)試采用人工缺陷試件，缺陷與試件表面垂直，每條人工裂紋的長(zhǎng)度、寬度和深度一致。

自然裂紋試件經(jīng)鑒定驗(yàn)收并滿足特種設(shè)備磁粉/滲透無(wú)損檢測(cè)人員培訓(xùn)和考核要求的16個(gè)低碳鋼焊縫表面裂紋試件，以相對(duì)真實(shí)地模擬承壓設(shè)備檢驗(yàn)中最常見(jiàn)的表面裂紋缺陷。

2.2試驗(yàn)儀器

微磁檢測(cè)采用軍械工程學(xué)院研制的JYY-1電磁檢測(cè)儀，渦流檢測(cè)采用北京中科希望與廈門(mén)渦流檢測(cè)技術(shù)研究所共同研制生產(chǎn)的TET-200焊縫裂紋探傷儀，磁記憶檢測(cè)采用俄羅斯生產(chǎn)的TSC'.-EM-4應(yīng)力集中磁檢測(cè)儀。

2.3試驗(yàn)步驟

首先準(zhǔn)備試樣、儀器和非金屬模擬涂層墊片；其次，對(duì)試件進(jìn)行磁粉或滲透試驗(yàn)，記錄缺陷；然后分別對(duì)未包覆的試樣進(jìn)行微磁、渦流和磁記憶試驗(yàn)。各種缺陷檢測(cè)方法；然后對(duì)涂層試樣進(jìn)行微磁、渦流和磁記憶試驗(yàn)，記錄各種方法缺陷的檢測(cè)；最后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了綜合分析。為了防止外加磁場(chǎng)的殘余影響，有必要在試樣的磁粉檢測(cè)后放置一段時(shí)間，以達(dá)到與地球磁場(chǎng)的平衡。

3不帶涂層檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)16個(gè)試件進(jìn)行不帶涂層條件下的小樣本電磁檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果如表1所示，結(jié)果表明：微磁檢測(cè)裂紋缺陷波形尖銳清晰，信噪比高，缺陷容易識(shí)別，對(duì)長(zhǎng)度為5一25mm的表面裂紋類(lèi)缺陷，在一定條件下其有效檢出率可達(dá)67.700，誤檢率3.2%；渦流檢測(cè)裂紋缺陷波形尖銳清晰，信噪比高，缺陷容易識(shí)別，對(duì)同樣試件的表面裂紋類(lèi)缺陷，其有效檢出率在一定條件下可達(dá)7100；磁記憶檢測(cè)裂紋缺陷波形多數(shù)情況下較清晰，但信噪比不高，缺陷較難識(shí)別，同樣試件的表面裂紋類(lèi)缺陷，在一定條件下其有效檢出率可達(dá)62.5%，誤檢率為9.4%。

對(duì)比幾種電磁檢測(cè)方法所得試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：

（1）在所進(jìn)行的幾種電磁檢測(cè)方法中，磁記憶檢測(cè)信息最豐富，但與宏觀缺陷的對(duì)應(yīng)性有一定偏差，需要綜合分析，否則可能存在較高的誤檢率?？偟膩?lái)說(shuō)，磁記憶信號(hào)強(qiáng)弱與缺陷宏觀尺寸大小并無(wú)直接的關(guān)系。這可能也是該方法迄今未確定和配置對(duì)比試塊的原因之一。

（2）渦流檢測(cè)具有較高的檢出率，但該方法檢測(cè)結(jié)果的可靠性依賴(lài)于探頭與被測(cè)表面之間的距離、探頭與裂紋之間的夾角等因素，對(duì)操作人員的要求較高。配置的點(diǎn)式探頭雖然操作靈活，適用范圍較廣，可用于對(duì)焊縫的檢測(cè)，但一次掃查面積太小，效率很低，不適用大面積的掃查。因此應(yīng)選擇大截面的掃查器和設(shè)計(jì)探頭夾具，以保證探頭的平穩(wěn)掃查，減小人為因素的影響，確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

（3）微磁檢測(cè)方法檢測(cè)結(jié)果的可靠性同樣取決于探頭與被測(cè)表面之間的距離、探頭與裂紋之間的夾角等因素，因此宜采用探頭夾具，以保證探頭掃查過(guò)程的穩(wěn)定，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4帶涂層檢測(cè)結(jié)果

對(duì)帶涂層條件下的16個(gè)試件進(jìn)行小樣本電磁檢測(cè)試驗(yàn)，結(jié)果表明：

（1）隨著涂層厚度的增加，對(duì)于同一處表面裂紋缺陷，缺陷信號(hào)幅度逐漸降低，信噪比逐漸降低，電磁渦流法檢出裂紋的能力有所降低，但對(duì)于一定尺寸的裂紋，一定厚度的涂層基本不影響電磁渦流法的缺陷檢測(cè)能力。對(duì)尺寸為50mm（長(zhǎng)）X50mm（寬）的試件，其0.5mm（深）的人工裂紋，當(dāng)試件表面涂層厚度鎮(zhèn)500pm時(shí)，缺陷信號(hào)明顯，仍然可以有效檢出。

（2）一定厚度的漆層對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響不大，但隨著涂層厚度的增加，缺陷的波幅稍有降低。通過(guò)焊接試件進(jìn)行電磁渦流檢測(cè)，經(jīng)與磁粉檢測(cè)或滲透檢測(cè)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，對(duì)于尺寸較大的表面裂紋（長(zhǎng)度X25mm），即使焊縫表面平均涂層厚度鎮(zhèn)1000pm時(shí)，缺陷信號(hào)仍然比較明顯，能夠有效檢出。

5結(jié)束語(yǔ)

在本文所述的實(shí)驗(yàn)步驟和工藝條件下，幾種電磁檢測(cè)方法對(duì)表面裂紋有一定的檢測(cè)率，基本可以滿足壓力設(shè)備定期檢測(cè)中典型表面裂紋檢測(cè)的要求。在進(jìn)一步的技術(shù)研究，儀器開(kāi)發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)制定和人員培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，新的電磁測(cè)試技術(shù)可廣泛應(yīng)用于壓力設(shè)備檢測(cè)和測(cè)試領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：河北省特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)研究院唐山分院）