磁粉檢測技術的特點及其在壓力容器檢驗中的應用

蔣鵬

（江西省鍋爐壓力容器檢驗檢測研究院南昌分院，江西南昌，330006）

引言

磁粉檢測技術在工業中應用極為普遍，它可以發現鐵磁性材料表面和近表面的各種缺陷，如發紋、皺紋、氣孔、夾雜、折疊等，其特點也廣泛被人們運用。壓力容器檢驗的應用范圍較廣，注意事項較多，覆蓋了諸多領域，但工作時容易發生事故，引起爆炸。這就要求做好檢驗工作，對其性能和狀態實時進行檢測，以確保生產安全，從而降低容器失效的發生率。

1 磁粉檢測技術的原理、特點、應用范圍

1.1 磁粉檢測的原理

磁粉檢測技術是一種常規的無損檢測技術，常用于鐵磁性材料，以磁粉為顯示介質，可對材料表面缺陷尺寸及程度進行觀察顯示。它的原理是當材料或工件被磁化后，如果材料表面和近表面存在不連續或者缺陷，在材料的表面就會出現漏磁場。此漏磁場將吸引、聚集檢驗過程中施加的磁粉，據此就可以發現被檢材料表面和近表面的不連續或者缺陷，也就實現了對壓力容器的無損檢測。按照磁粉介質的不同，可分為濕法和干法。

1.2 特點

磁粉檢驗能夠直觀的顯示出缺陷的位置，可檢測出不連續寬度為 0.1μm的裂紋；同時還能夠將缺陷的形狀、大小等直接顯示出來。綜合使用多種磁化方法，幾乎不受工件大小和幾何形狀的影響，能檢測出工件各個方向的缺陷。檢查缺陷的重復性好，單個工件檢查速度快，工藝流程簡單，成本低廉，保護環境。

其缺點在于：適用對象少，只能檢測鐵磁性材料，且并非全部鐵磁材料都能使用此技術；檢驗深度不夠，只能檢驗工件表面和近表面缺陷；若工件表面有油漬，或其他粘附磁粉的雜質，則檢驗效率會降低；而且工件的幾何形狀易產生非相關顯示。

1.3 應用范圍

表1 磁粉檢測技術應用范圍

2 磁粉檢測技術在壓力容器檢驗中的應用

2.1 人員要求

檢測人員，必須為從事承壓設備原材料、零部件和焊接接頭的無損檢測人員，并且取得相應的無損檢測資格，經過相關部門認定。無損檢測人員具有的等級檢測資格，要與其相應的無損檢測工作相匹配。表面磁粉檢測雖然靈敏度高，也并不是萬能的。如果由于操作不當，而造成漏檢、錯檢，不僅會給壓力容器安全運行帶來隱患，還有可能對一系列運轉帶來問題隱患。同時，檢測人員的實踐經驗、操作技能和工作責任心都對檢測結果有直接的影響。在壓力容器檢驗過程中，作業人員必須嚴格審查，進而工作。

2.2 準備工作

前期設備的準備，直接影響了實驗的效率、準確度。首先是選擇檢驗設備，因自身帶有照明度，可提供足夠的光亮觀察磁痕。交流電具有集膚效應，可將冷卻器的磁痕集中在表面，從而方便檢驗，所以選擇使用交流電源。提前開展靈敏度、提升力等測試，按照要求校準設備，確保其性能正常。一切工作必須精細化、有條不紊的進行。

其次是選擇磁粉材料，通常有干濕兩種。干粉靈敏度低，可在空氣中漂浮，若被人吸入，會傷害到人們的身體健康。若是一類或二類壓力容器且為對接焊縫，適合使用非熒光黑磁膏與水配比成的磁懸液；若容器為搭接焊縫或接管角焊縫，適合使用非熒光油磁懸液。若是三類容器，或盛有有毒有害介質，適合選用熒光水磁懸液。

2.3 磁懸液選用與配制

磁粉分為熒光磁粉和非熒光磁粉兩種，常用的磁懸液有水磁懸液和油磁懸液兩種，不同的組合用于不同壓力容器檢測，則靈敏度會有所差異，優缺點也顯而易見。非熒光水磁懸液適用于碳鋼和低合金鋼制壓力容器的外表面檢測禁止油場區。水懸液流動性好，有利于磁粉遷移，在充分潤濕材料表面，無水斷表面情況下，檢測靈敏度較高。

在黑光照射下熒光磁粉會發生黃綠色熒光，這是一種正確現象，與材料表面顏色的對比度也高，適用于任何顏色的受檢表面，容易觀察，而且檢測靈敏度高。磁懸液濃度的配制對磁粉檢測的靈敏度影響很大，它的濃度太低或者太高都會直接影響到磁粉檢測的靈敏度，導致缺陷漏檢等，所以正確選用和配制磁懸液，是整個檢測過程中的不可缺少的環節。

3 磁粉檢測技術在壓力容器檢驗中應注意事項

3.1 操作方法

①檢測前充分了解容器材料、制造、使用情況；

②正確選擇磁懸液：水懸液和油懸液兩種；

③噴灑磁懸液的原則：在檢測球罐橫縫時，磁懸液應噴灑在檢驗行走方向的前上方，在檢測球罐的縱縫時，磁懸液應噴灑在檢驗行走方向的正前方；

④使用交叉磁軛探傷時，應連續行走探傷，具有效率高，可靠性高的特點。

3.2 使用黑光燈的注意事項

黑光燈剛開啟， 輸出能量達不到最大值，所以檢驗工作應在開啟 4min后進行，并盡量減少黑光燈的開啟次數。濾光片如有損傷，應及時更換，并保持濾光片的清潔。

4 結束語

隨著無損檢測技術的發展，磁粉檢測、滲透檢測、超聲波檢測、射線檢測等應用越來越多。其中，磁粉檢驗具有頗多特點，在壓力容器中頗為適用。磁粉檢測技術歷史悠久，我們不能將它埋沒于歷史洪流中，其所具有的操作簡單、直觀、準確、價格低廉等優點，仍被航空、航天、石油等各行各業廣泛使用，已經成為保證產品質量必不可少的無損檢測手段之一。

[1]張娜.磁粉檢測在壓力容器檢驗中的運用[J].機械工業標準化與質量,2015.

[2]喬朋飛.淺談磁粉檢測在壓力容器定期檢驗中的運用[J].商品與質量,2016.

[3]檀發佳.淺析在用壓力容器的磁粉檢測工藝要點[J].裝備制造技術,2014.

[4]張毅.在用化工壓力容器磁粉檢測淺談[J].中國石油和化工標準與質量,2016.

[5]李慧林.淺析磁粉檢測的特點[J].裝備制造技術,2017.