100立方米液化石油氣儲(chǔ)罐磁粉探傷淺析

李 敏

（西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院,西安 710065）

100立方米液化石油氣儲(chǔ)罐磁粉探傷淺析

李 敏

（西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院,西安 710065）

本文指出用單方向磁化的極間式磁粉探傷方法檢驗(yàn)液化石油氣罐表面裂紋，存在探傷速度慢、漏檢率高和再現(xiàn)性差等問(wèn)題；進(jìn)而對(duì)旋轉(zhuǎn)磁化探傷裝置的原理、性質(zhì)和在100立方米液化石油氣儲(chǔ)罐的定期檢驗(yàn)中應(yīng)用、探傷條件的選擇、探傷時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題和效果等方面一一作了詳細(xì)介紹。

液化石油氣儲(chǔ)罐；裂紋；旋轉(zhuǎn)磁化；磁粉探傷

1 概述

國(guó)內(nèi)外大量液化石油氣儲(chǔ)罐破壞事故的分析結(jié)果表明，導(dǎo)致液化石油氣儲(chǔ)罐失效脆斷的直接原因是在焊縫及母材表面存在著起始的表面裂紋。因此，必須可靠地檢出并及時(shí)消除多種表面裂紋，才能確保液化石油氣儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

對(duì)于焊縫及母材表面裂紋的無(wú)損檢驗(yàn)主要采用的磁粉探傷及滲透探傷兩種方法。然而，對(duì)于液化石油氣儲(chǔ)罐表面裂紋的檢驗(yàn)通常使用單方向磁化的極間式磁粉探傷方法，這種方法只能靈敏地發(fā)現(xiàn)與磁力線方向成一定夾角（一般為45—135°）的缺陷，而對(duì)平行與磁力線方向的缺陷則根本不能檢出。因此，對(duì)于同一個(gè)探傷部位至少要進(jìn)行兩次（互相垂直的）磁化探傷，顯然，這種探傷方法的探傷質(zhì)量和速度都是不高的。

我院在多次100立方米液化石油氣儲(chǔ)罐的檢驗(yàn)中，采用了具有趨膚效應(yīng)的交流電+CYE3A型交叉磁軛旋轉(zhuǎn)磁化探傷儀。這個(gè)儀器在連續(xù)磁化、移動(dòng)探傷方面有本身的優(yōu)勢(shì)，它在使用時(shí)一次磁化被探部位，就可以同時(shí)發(fā)現(xiàn)各個(gè)不同方向上的缺陷，不但適應(yīng)與液化石油氣儲(chǔ)罐的焊縫及母材的探傷，而且也可以用來(lái)檢查搭接和角接等形式焊縫的表面裂紋。因此，這種探傷方法不但缺陷漏檢少，探傷結(jié)果再現(xiàn)性好，而且探傷速度快、探傷人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也可以降低，取得了較好的效果。

2 旋轉(zhuǎn)磁化磁粉探傷方法的工作原理

多向磁化是根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理，在工件中某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度等于幾種磁化方法在該點(diǎn)分別產(chǎn)生的磁場(chǎng)的矢量和，或者是不同方向的磁場(chǎng)在工件上的輪流交替磁化。

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成的原理是：用兩個(gè)幅值相等、相互交叉、并具有一定電流相位差α的交流磁場(chǎng)對(duì)工件磁化，其矢量合成的磁場(chǎng)為隨時(shí)間而變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在平面上的軌跡呈圓形或橢圓形。如兩個(gè)磁場(chǎng)分別為H1和H2，H1=Hosinωt， H2=Hosin（ωt+α）,H=√H12+H22。

當(dāng)H1=H2并且H1⊥H2（即兩磁軛的交叉角θ=900）時(shí)，若電流相位差α=1200，則可形成橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。圖1-1表示四個(gè)磁極所在平面幾何中心點(diǎn)O處旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成原理。圖a）為兩相電流變化曲線，圖b）為不同瞬間的合成磁場(chǎng)的方向和大小，圖C）為合成磁場(chǎng)的軌跡。

CYE—3型旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷儀是由兩個(gè)交叉的∏性形電磁軛構(gòu)成，用三相交流電中任兩相A、B供電，經(jīng)降壓后分兩路供電給電磁軛，一路Ua供激磁線圈L1和 L2，另一路Ub，供激磁線圈L3和L4，Ua和Ub有1200的相位差，由這兩個(gè)電磁軛產(chǎn)生的兩個(gè)正弦交變磁場(chǎng)疊加后，產(chǎn)生一個(gè)方向隨時(shí)間變化的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

此外，必須指出：使用旋轉(zhuǎn)磁化探傷儀進(jìn)行液化石油氣儲(chǔ)罐探傷時(shí)，必須正確操作和使用儀器，并合理選擇探傷條件，方可收到滿意的探傷結(jié)果。

（1）電流表在校驗(yàn)期內(nèi)。

（2）設(shè)備內(nèi)部短路檢查合格。

（3）電磁軛提升力校驗(yàn)應(yīng)為118N。

3 磁粉探傷操作

3.1 檢測(cè)工藝的控制

本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，增加磁粉探傷的可靠性性，檢查過(guò)程中要嚴(yán)格按照規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

圖1 十字交叉磁軛

3.2 自然缺陷標(biāo)準(zhǔn)樣件

對(duì)自然缺陷標(biāo)準(zhǔn)樣件進(jìn)行檢驗(yàn)，如果樣件上的已知缺陷磁痕能清晰顯示，為綜合性能試驗(yàn)合格。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)試片

將A型標(biāo)準(zhǔn)試片貼在被檢工件表面，進(jìn)行磁化和濕連續(xù)法檢驗(yàn)，按所要求的靈敏度等級(jí)，如果磁痕能清晰顯示，為綜合性能試驗(yàn)合格，否則，即為不合格。

3.4 磁懸液的噴灑

在操作過(guò)程中，噴灑磁懸液要電磁鐵磁化、探傷、移動(dòng)使用同步進(jìn)行。要使檢測(cè)效果達(dá)到最佳，探傷部位，電磁鐵的移動(dòng)方向都要玉磁懸液的噴灑部位相匹配。

探傷時(shí)，一般使用塑料壺噴灑磁懸液。

探傷時(shí)，用手?jǐn)D壓塑料壺把磁懸液通過(guò)其噴咀灑到電磁鐵所探部位的前沿。交叉電磁軛磁化時(shí)自焊縫上方向下方連續(xù)行走應(yīng)保證磁軛與液化石油氣儲(chǔ)罐表面接觸良好，要使磁懸液在磁場(chǎng)內(nèi)起作用的有效時(shí)間盡量延長(zhǎng)，（應(yīng)不小于3秒鐘）。

在進(jìn)行縱縫探傷時(shí)，磁懸液應(yīng)噴到電磁鐵所探部位的前沿中部；在進(jìn)行環(huán)縫探傷時(shí)，磁懸液應(yīng)該噴灑到電磁鐵所探部位的前沿偏上的地方。

磁懸液的使用量要酌情處理，要符合標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)量不能太多，這樣容易使磁懸液聚集，形成磁粉聚痕。

磁懸液的噴灑壓力不應(yīng)過(guò)大，以防止噴灑沖力影響磁粉活動(dòng)，致使在缺陷表面不能得到理想的磁粉聚痕。

3.5 觀察磁痕

觀察磁痕在磁軛通過(guò)后盡快進(jìn)行。在進(jìn)行觀察時(shí)不要粗糙，也不要單從一個(gè)方向觀察，要遵循認(rèn)真、多角度觀察的原則，觀察的照明度也很重要，要保持燈具的潔凈，在（光照度不小于1000lx）。為排除隱患，對(duì)重要部位要采取多次檢驗(yàn)，反復(fù)查看，必要時(shí)用5-10倍放大鏡觀察。并采用示意圖方式記錄缺陷磁痕。

總之，探傷時(shí)，探傷人員必須合理選用上述種種探傷條件，方可得到良好的探傷效果。

[1]全國(guó)鍋爐壓力容器無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定考核委員會(huì)組織編寫(xiě)《磁粉探傷》[G].1999年2月中國(guó)鍋爐壓力容器安全雜志社出版.

[2]國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB4730-94《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》11[S].磁粉檢測(cè).