帶防腐層在役壓力容器表面磁粉探傷靈敏度的試驗探討

摘 要：帶防腐層壓力容器表面磁粉試驗過程中需要應用磁粉探傷方法，應用過程中需要經過表面處理檢驗和防腐。在防腐過程中一般應用底漆和金屬本體相結合的方法，除漆難度較大，在處理過程中往往會出現局部腐蝕問題，必須對這類壓力容器進行定期檢驗，此時應用表面帶漆磁粉的探傷方法，在不影響原有防腐層的前提下，提高檢測精度。文章主要從帶防腐層在役壓力容器表面磁粉探傷試驗入手，探究了靈敏度問題。

關鍵詞：帶防腐層；壓力容器；磁粉探傷；靈敏度

國家質量監督檢驗部門對在役壓力容器的檢驗提出了較高的要求，必須對安全狀況等級進行評定，磁粉探傷檢驗方法具備無損快速的優點獲得了廣泛的應用。在防腐需求的指導下，容器表面需要有可靠的油漆防腐層，傳統的磁粉探傷過程中需要除掉油漆后進行檢測，實際檢測工作將會遇到一定的困難[1]。檢測過程中需要重點關注靈敏度問題，而容器裂紋靈敏度一般受到裂紋漏磁場的影響，實際影響漏磁場的因素有很多，例如作為定位、裂紋的實際寬度、容器表面的磁荷密度、工件的磁化率和工件形狀等。對著因素的定量測試較為困難，自然裂紋的大小和形狀也無法精確掌握，因此必須應用新的方法檢測油漆防護層和裂紋。

1 試驗部分

1.1 試驗原理

從物理特性上分析，特定磁場將會對鐵磁材料形成較大的影響，針對一塊完整的材料而言，如其表面和近表面上存在缺陷，材料內部的磁導率將會出現較大的變化，整體材料的磁阻就會增大，磁路中的磁通出現畸變。此時的磁通主要分為三部分，分別穿過材料缺陷位置、材料內部、缺陷表面，穿過材料內部的磁通形成明顯的環流，通過缺陷部分的磁通流回材料內部，在缺陷部位的表面將會形成漏磁場[2]。通常情況下，漏磁場形成的磁通與工件表面的裂紋有著直接的關系，工件表面的裂紋越淺，漏磁通穿過表面的幅度就會越小。兩者基本呈現出線性關系。經過分析后發現，材料表面漏磁場的位置會受到磁力線出入的影響，在材料缺陷位置形成明顯的S、N兩極，此時將鐵磁性的粉末噴灑在材料表面，表面的漏磁場將會吸附磁粉后形成磁痕。

1.2 試驗方法

一般在材料的表面涂有防腐層，傳統的磁粉探傷方法應用過程中需要先將油漆除掉，有時會面臨較大的困難。可以充分就協助人工裂紋試驗的方法，及時模擬出油氣防腐層位置的實際狀態，之后借助磁粉探傷方法確定靈敏度和防腐層厚度之間的關系。以《壓力容器缺陷評定》規范為標準，對帶油漆在役壓力容器進行磁粉探傷檢驗。

1.3 試驗關鍵步驟

鐵磁材料是應用磁粉探傷方法的重要工具，如果工件表面存在缺陷，磁化后的磁粉會在缺陷位置堆積起來，表明該位置存在一定強度的漏磁場，可以及時反映出缺陷位置和大小。受到工件表面油漆層的影響，表面的漏磁場強度也會表現出較大的差異性，通常情況下，工件表面油漆層厚度越大，漏磁場的影響就會越大，兩者呈現出線性關系。如果增加防腐漆層的厚度，漏磁場表現出的吸附磁粉的能力也會不斷降低[3]。

鐵磁材料受到磁場的影響，如果工件表面存在缺陷，工件的磁導率將會出現相應的變化，磁阻增大，缺陷的位置形成明顯的漏磁場，將磁粉施加于工件表面后，磁粉會不斷受到內部磁場的影響，磁化后形成明顯的南北極，工件缺陷位置形成的漏磁場和磁粉形成磁場之間發生聯系，將磁痕顯示在工件的表面，從而顯示出缺陷存在的位置。

磁粉探傷方法應用過程中的重點步驟是做出裂紋試驗，及時準備探傷設備，將不同厚度的油漆涂刷在工件試樣上，為了精確測出防腐漆層的厚度，一般在實際工程中應用標準測厚儀，一次刷漆工作完成后及時作出磁化試驗，結合磁粉的顯示情況將磁痕位置記錄下來，將工件涂刷防腐層前后的檢測結果進行分析對比，明確在不同油漆層厚度下的裂紋檢測狀況，對試驗結果進行分析總結，評價磁粉探傷的重要作用。

2 成果探究

2.1 靈敏度與油漆層厚度的關系

將帶防腐層在役壓力容器的測試結果匯總在表格中，判斷磁粉探傷方法的靈敏度。應用磁粉探傷方案，其中如果應用交流磁化，50um厚度以下的漆層對靈敏度的影響不大，磁粉對缺陷位置的檢測能力也不會受到磁粉的油漆層的影響。

如果漆層后度在50-100um，可以及時判斷出較大深度的缺陷，針對微小缺陷而言，一般會受到漆層厚度的影響，此時的磁粉探傷方法的精確度也會受到一定程度的影響。如果油漆層的厚度維持在100um左右，依然可以應用磁粉探傷方法，結合已有裂紋擴展和產生原理來看，應用壓力容器的過程中，裂紋問題與外在因素有著直接的聯系，防腐層厚度在100um左右時，微小裂紋的檢測將會受到影響，只能通過定期檢測的方法判斷裂紋擴展狀況。應用磁粉探傷方法，如果應力較小，可以大大提供檢測技術的應用價值。

2.2 磁化過程中優先選用交流磁化方法

試驗過程中應用交流電磁化方法。試驗過程中發現，直流電可以提高磁力，但是無法形成良好的裂紋磁痕，因此在實際檢測過程中優先應用交流磁化方法，將《壓力容器缺陷評定》作為重要的技術指導依據，壓力容器的油漆防護層一般為200um，漆層在250um時，磁粉探傷方法將無法檢測出0.3mm深度的裂紋[4]。

2.3 定期檢查在役壓力容器

在役壓力容器表面焊縫問題十分復雜，在應用磁粉探傷技術的過程中必須一絲不茍，針對漆層厚度超過250um的情況，必須在檢測過程中重點考慮壓力容器的工作條件，及時作出科學的安全評估。在檢測過程中，以之前的檢測結果為基礎，制定定期檢查方案，避免出現漏檢情況，提高壓力容器在臨界狀態下的運行穩定性，在保證結構安全的同時，降低工作量。

3 結束語

將磁性材料磁化后，借助壓力容器缺陷部位對磁化材料的吸附作用，磁粉堆積在缺陷周圍，結合磁粉在容器表面的分布狀態判斷出被測工件表面和內部的缺陷位置。磁粉探傷方法應用過程中體現出簡便快捷的特點，可以有效檢測出金屬材料和工件表面的裂紋和缺陷，設備和操作方法簡便，檢驗效率高，實現了無損檢測，適合在大型設備工件探傷中應用。

參考文獻

[1]田野，代欣.復雜外形工件自動磁粉探傷系統[J].湖北工業大學學報，2012，27（5）：64.

[2]蘇明國.帶防腐層在役壓力容器表面磁粉探傷靈敏度的試驗研究[J].荊楚理工學院（化工學院院報），2015，13（3）：69.

[3]郭成.磁粉探傷在壓力容器檢測中的應用[J].化工管理，2013，16（12）：184.

[4]王彤.帶防腐層在役壓力容器表面磁粉探傷靈敏度的試驗研究[J].四川大學學報，2014，18（1）：4.