磁粉檢測在壓力容器無損檢測中的應用

宋文華

(沈陽特種設備檢測研究院,遼寧沈陽 110000)

磁粉檢測在壓力容器無損檢測中的應用

宋文華

(沈陽特種設備檢測研究院,遼寧沈陽 110000)

介紹了磁粉檢測技術的應用現狀及目的和技術標準現狀,對主要磁化方法和磁化規范以及主要檢測工藝進行了闡述,并就磁粉探傷在容器定檢中需注意的問題進行了分析,提出了相關建議。

壓力容器 無損檢測 磁粉檢測 檢測技術與問題

對在用壓力容器而言，應用磁粉檢測技術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與缺陷維修檢測中，磁粉檢測技術得到了廣泛應用。

1 磁粉檢測的主要應用原理及方法

1.1 軸向通電法或中心導體法和線圈法

常用固定式或移動式設備進行軸向通電法或中心導體法周向磁化和線圈法縱向磁化進行檢測。工件長度與直徑之比必須≥2(L/ D＞2)，對現場的管狀工件也常用電焊機電纜纏繞工件的繞電纜法或線圈法進行縱向磁化。

1.2 復合磁化法

復合磁化由有2個或2個以上的磁場的合成磁場，一次磁化就能檢出各種缺陷。其優點是靈敏度高，檢測效率高。在管板焊縫的檢測中應用效率高。手提式復合磁化磁粉探傷儀用于集箱管子接頭角焊縫等的檢測，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中，以焊接檢測為主，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磁場，適用于對接焊縫母材、坡口及大口徑筒體封頭等局部檢測。磁軛的行走速率＜4m/min，一般應為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，如探傷球罐環向焊縫磁懸液應噴灑在行走方向的前上方，而對縱向焊縫磁懸液應噴灑在行走方向的前方。必須注意磁粉噴灑應使磁粉有足夠時間聚集，并避免沖刷已形成的磁痕；觀察磁痕應及時進行。但磁軛法磁化規范是根據靈敏度試片或提升力來確定的。對于磁軛、交流電磁軛極間距應控制為75～200mm，且至少有45N的提升力，直流電磁軛至少應有177N的提升力，其磁極間距應控制在50～200mm，但其有效磁化區域規定為兩極連線兩側各50mm區域內，兩側檢測時應重疊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

觸頭法檢測時應盡量避免過熱，起弧或燒傷工件，同時對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生一個奇變的周向磁場，用于發現與兩觸頭連線平行的不連續性。

2 磁粉檢測的應用狀況

磁粉探傷主要用于壓力容器的在用維修、定期檢測及在線監護檢測等方面，目的是保障使用安全及預防事故發生。壓力容器在運行過程中受介質、壓力和溫度等因素的影響而產生的缺陷主要有腐蝕、沖蝕、斷裂腐蝕等。重點檢測部位包括：標準抗拉強度下限值σD＞540MPa材料的焊縫；鉻—鉬(Cr-Mo)低合金鋼制的焊縫；介質有應力腐蝕傾向容器焊縫和其他有懷疑的焊縫；應力集中、變形、導種鋼焊接、補焊和成形不良的部位，卡具焊跡和易產生裂紋的部位以及高強度螺栓等；投入使用后首次檢測，對應力腐蝕敏感材料或壓力波動較大容器的內表面焊接接頭以及強腐蝕介質中的換熱容器管子管板焊接接頭等。

3 磁粉檢測應用的檢測技術的主要方式

3.1 熒光法和非熒光法

在用壓力容器檢驗工藝受環境因素的影響和限制，非熒光法的應用遠比熒光法廣泛。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行磁粉探傷的方法。濕法檢測靈敏度較高，特別適用于檢測如疲勞裂紋類的細微缺陷，多采用連續法非熒光磁粉濕法檢測。而干法是以空氣為載體用于磁粉進行磁粉探傷的方法，需與磁軛法或觸頭法相配合。對較高層間溫度下進行的焊縫層間檢測，常采用干法，干法磁粉顏色可選用較高對比度的紅、藍或灰色。

4 磁粉探傷在容器定檢中應注意的兩個問題

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成，水懸液成本低、配制簡單、噴灑方便，目前多采用此方法；油懸液流動性好，但成本高且有一定的危險性。由于容器介質多種多樣，有的容器盛裝油等介質，盡管進行清理打磨，但不能做到完全徹底，此時磁粉探傷如選擇水懸液，將無法完全潤濕檢測面，致使磁懸液和磁粉不能自由流動，造成無法探傷，或容器內本身較濕，如選擇油懸液，也將無法潤濕，因此應根據設備具體情況，選擇磁懸液，最好2種都配制，檢驗時根據需要選用。

4.2 對于要檢測物件檢測面的清潔和光滑

一般容器內部與介質接觸面大多有銹、氧化皮，有的還有防腐層，容器外部有漆。檢測時一定要對焊縫及兩側適當寬度進行認真清理、打磨，以徹底去除覆蓋物，露出金屬光澤為合格，否則會掩蓋缺陷，影響缺陷顯示，造成漏檢。目前配合檢驗單位進行打磨清理的單位和人員大多不理解探傷要求，故檢驗人員應事先將要求向打磨人員交待清楚，事后應認真檢查，直到清理打磨完全符合要求方可探傷，保證磁粉探傷結果不受影響。

5 結語

隨著我國經濟實力的不斷發展，國家對科學非常重視，一個國家發展力的水平就取決于這個國家的科學技術的發展，新中國成立后，我國國民生活水平不斷提高，隨著經濟的發展，科學事業也被逐漸的重視起來，俗話說，科學的發展決定國家的發展。只有發展好科學，我國的經濟水平，國民的總體素質才會提高。現如今，科學對于一個國家是非常重要的，他反應著一個國家的未來，一個國家經濟的發展，只有把科學技術提高上去，未來才會有更多的未被探知的創造出現在我們的生活中為我們制造出一個個驚喜，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，發現未知宇宙的奧秘。以上是我針對壓力容器技術檢測所提出來的注意事項，以供參考。

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

[2]宋玉霞.壓力容器無損檢測技術探討[J].中國新技術新產品,2011 (7).