觸頭軸向通電磁粉探傷法檢測煉油預制管道

雒里柯

（石河子特種設備檢驗檢測所，新疆 832000）

1 問題的提出

在煉油生產裝置上使用的無縫碳鋼鋼管一般工況條件比較惡劣。原油腐蝕性強，高溫高壓且介質比較復雜，一旦發生危險，后果不堪設想。煉油裝置上的泵房管線比較多，在安裝焊接過程中所涉及的彎頭、三通和閥門等管配件比較多，從而使所用的管線長度都不是太長。而在管線采購時整根管子都在8m 以上，這就使得安裝過程中經常涉及到對管線進行切割，從而造成下料后的管子端部存在與機械切割力垂直的縱向裂紋。另外，采用機械化程度高的焊接方法進行焊接時，坡口的制備也是經機加工銑床銑出來的，此時也可能在管子的端部產生縱向裂紋。再次，鋼管在軋制過程中，如果遇到加熱不良、表面存在雜質、熱處理和加工不當等原因時，鋼管容易產生裂紋，此時的裂紋方向一般與鋼管縱向成一定的夾角（一般在15°～30°），呈螺旋形。所以在安裝焊接前，對于用在重要位置或有疑問的鋼管進行無損檢測，控制裂紋的產生就十分重要。在多種檢測方法中，磁粉檢測因其對表面缺陷檢測靈敏度高、成本低和缺陷顯示直觀等優點而得到了廣泛應用。

2 磁化檢測方法的選擇

在石化廠裝置上對在用設備和管道進行檢測時，由于大部分檢測工作都是發現問題進行維修后再檢測，檢測工作量不大，同時考慮到生產裝置介質的危險性特點，基本上都采用磁軛法進行檢測。而筆者在壓力管道預制廠進行管道預制和自檢自查時，由于工作量特別大，磁軛法在檢測效率上就沒有通電法高。因此，筆者在對預制管道焊接前進行縱向裂紋檢測時，選用軸向通電法。

軸向通電法能使整根鋼管均勻磁化。但軸向通電法要在鋼管兩頭固定上夾鉗，不同的管徑，夾鉗直徑不一樣，因此檢測過程中裝卸和更換夾鉗十分不方便，當遇到大批量、規格多的鋼管時，不能及時地進行檢測。

3 觸頭軸向通電磁粉檢測法的盲區

為了提高生產勞動效率，筆者對軸向通電法的工藝進行了改進。采用觸頭代替了夾鉗，提高了勞動效率。但該方法在管子的端部存在漏檢問題。

如圖1所示，操作中發現，放在A，B，C三處的A－30／100試片都能清楚地顯示出磁痕，這說明觸頭軸向通電磁化方法是可行的。因為最先檢測的是ACB的弧面，此時觸頭接觸點為A點，而ADB的弧面因磁懸液不斷滴落而有可能將鋼管下部的缺陷磁痕顯示沖去，影響缺陷的觀察。所以鋼管的磁化應錯開180°再進行一次。待ACB的弧面檢測完畢，再把鋼管的ADB弧面轉到上面，進行另半部分的檢測，此時接觸點為D點。

用觸頭代替夾鉗進行檢測可以使檢測速度提高很多，但在鋼管的每一端存在著兩處檢測盲區。盲區形成的主要原因是觸頭與鋼管為局部接觸，電流在鋼管內的分布不均勻，導致兩端的磁場分布也不均勻。

根據相關無損檢測標準中的計算公式，采用中等強度的磁化電流，對一根外徑為89mm 的鋼管進行檢測試驗。觸頭接觸點為C點，將試片放在沿A和B（圖1）縱向位置上。通過試驗發現，靠近鋼管端部280 mm 內的區域，試片都沒有顯示；在約300mm處，試片有了清楚的顯示；再將試片放在D處縱向位置上，發現靠近鋼管端部730 mm 內的試片都沒有顯示，在約750mm 處，試片才有了清楚的顯示（圖2）。CDD′弧面內的區域是無法檢測的，但弧面外的區域是完全可以檢測到的。而每根鋼管的檢測要錯開180°各進行一次，觸頭接觸點在D點，在進行另一次檢測中，DCC′弧面外的區域完全可以檢測到。綜合起來，圖2中的雙陰影區可以檢測到兩次，只有CAD和CBD兩處弧面不能被檢測到，是盲區，但面積很小。對外徑為89 mm 的鋼管，兩端盲區共4處，每處約210mm2。

為此，筆者在原有改進的基礎上，采用加大觸頭直徑的方法，增加與鋼管的接觸面積，來減少檢測盲區。但要注意的是，觸頭端部的接觸型面應有一定的弧度，以保證與鋼管有良好的接觸。在實際使用觸頭時，操作人員只要通過一定時間的練習，就可以有效地防止打火現象的產生，而使用夾鉗一般情況下是無法做到的。

4 盲區的補充檢測

由于在管子切割和坡口加工時，端部的裂紋對焊接質量的影響比較嚴重，為避免端部盲區裂紋的漏檢，采用磁軛法作為觸頭軸向通電法的補充，以保證檢測質量的可靠性和勞動效率。

通過以上方法的實際使用，筆者所在管道預制廠不僅在勞動效率上得到了提高，而且通過對材料的復驗和坡口自檢自查，使管道的焊接質量和整體安全性都得到了保證，觸頭軸向通電法磁粉檢測在實際生產中具有重要的意義。