磁粉檢測的漏磁現(xiàn)象

軒寅露

(洛陽欣隆工程檢測有限公司，河南洛陽 471012)

磁粉檢測的漏磁現(xiàn)象

軒寅露

(洛陽欣隆工程檢測有限公司，河南洛陽 471012)

結(jié)合磁粉探傷中的經(jīng)驗(yàn)，對磁粉檢測的漏磁現(xiàn)象進(jìn)行了討論，總結(jié)了一般性的規(guī)律。

磁粉探傷;漏磁現(xiàn)象;磁導(dǎo)率;靈敏度

磁粉探傷是鍋爐壓力容器制造及檢測工作中最常用的無損檢測方法之一，特點(diǎn)是易于掌握、對表面及近表面缺陷的檢出具有很高的靈敏度。但是缺陷性材料的磁化方法的選擇和探傷過程的各個環(huán)節(jié)的忽視，都會造成檢測無效度的降低，甚至造成漏檢和誤檢。磁粉探傷主要檢測鐵磁材料表面及近表面危險性缺陷，其靈敏度的高低決定缺陷檢出率的高低。較高探傷靈敏度的情況依然會出現(xiàn)漏檢和誤檢，其中漏磁現(xiàn)象就是最常見的一種現(xiàn)象，表現(xiàn)是在兩種磁導(dǎo)率不同的板材交界面處往往會產(chǎn)生漏磁。

1 影響磁粉探傷靈敏度的因素分析

1.1 工件表面狀態(tài)的影響

在用壓力容器內(nèi)壁大都直接與介質(zhì)接觸，由于其介質(zhì)多為高溫高壓并具有腐蝕性，因此其疲勞性缺陷一般從內(nèi)表面開始出現(xiàn)，這就需要首先從容器內(nèi)部進(jìn)行磁粉探傷。另外，由于其內(nèi)表面的腐蝕狀況多為鐵銹，探傷需要打磨光亮，這對提高靈敏度有很大的幫助。

1.2 磁化方法的影響

由于在用壓力容器位置固定，并且大多只對環(huán)縫、縱縫進(jìn)行檢查，因此，直接通電法、穿心棒法及繞電纜法等探傷方法就不適用。而旋轉(zhuǎn)磁場交叉磁軛法具有靈敏度高、可檢出焊縫中不同方向的缺陷、探傷效率高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于此種情況。其采用的方式為濕法、連續(xù)法，可獲得很高的探傷靈敏度。

1.3 磁粉與磁懸液的影響

磁探用磁粉應(yīng)具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力和低剩磁的性質(zhì)，其粒度的選擇應(yīng)考慮缺陷的性質(zhì)、埋藏的深度、磁粉的施加形式及工件表面的狀態(tài)。在用壓力容器磁粉探傷主要針對其表面及近表面的危險性缺陷，在幾種磁粉類型中，熒光磁粉探傷法能獲得最高的靈敏度，因此對一些重要的壓力容器，高壓螺栓螺紋根部等，應(yīng)采用熒光法探傷，而對于次要的壓力容器，通過嚴(yán)格的工藝和操作規(guī)范，采用粒度較細(xì)的非熒光黑磁粉(粒度為2～10 μm，最大不超過45 μm)也能滿足探傷靈敏度。另外，在用壓力容器由于位置固定，且探傷部位主要是環(huán)縫和縱縫，因此在對臥式容器環(huán)縫等進(jìn)行磁粉探傷時，在其上部，需仰面進(jìn)行探傷，在這個部位，磁懸液不易附著，會使探傷靈敏度降低，不利于缺陷檢出。對此，可通過對比實(shí)驗(yàn)，對油磁懸液及水磁懸液的性能進(jìn)行綜合評價，來選擇一種合適的磁懸液。

1.3.1 配制磁懸液

由于表面預(yù)處理已將焊縫表面打磨光亮，因此，可采用濃度稍大的磁懸液配方。

磁懸液配方如下：無味煤油∶變壓器油=1∶1，總量1 000 mL;非熒光黑磁粉：15 g/L。配制過程：先取少量油基載液與磁粉混合，讓磁粉全部潤濕，攪拌成糊狀，再加入余下的油基載液，攪拌均勻即可。

水磁懸液的配方如下：100#濃乳10 g，三乙醇胺5 g，亞硝酸鈉10 g，消泡劑1 g，非熒光黑磁粉15 g，水1000mL。配制過程：將100#濃乳加入到1 L、50℃的溫水中，攪拌至完全溶解，再分別加入亞硝酸鈉、三乙醇胺、消泡劑，每加入一種成分后都要攪拌均勻，最后加入磁粉攪拌均勻即可。

1.3.2 探傷靈敏度的對比試驗(yàn)

首先做交叉電磁軛提升力試驗(yàn)，探傷機(jī)型號CDX-Ⅲ型平面交叉電磁軛，為交流電型，因此，其提升力應(yīng)不小于88 N，約9.0 kg，然后將A1型靈敏度試片(規(guī)格為15/100、30/100)用透明膠帶將有槽的一面緊貼在試板的焊縫邊緣旁，注意不要使膠帶把有槽部位的背面蓋住。試板厚度為10 mm，為磁粉探傷一級人員取證所用。將試板分別擺成圖1所示的幾個位置(模擬環(huán)縫)，用連續(xù)法分別測試油懸液及水磁懸液發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，并將結(jié)果列于表1。

圖1 模擬環(huán)縫位置示意圖

表1 探傷靈敏度的試驗(yàn)結(jié)果對比

從以上結(jié)果可以看出，采用油磁懸液的對比試驗(yàn)在位置a、b(即環(huán)縫的上半部)的探傷靈敏度比水磁懸液高。

1.4 工藝操作過程影響

探傷過程中要盡量使交叉磁軛與工件表面緊密接觸，其間隙控制在1 mm之內(nèi)，可縮小磁極端面附近的探傷盲區(qū)，對于一些直徑較小的容器表面進(jìn)行的交叉磁軛法探傷，由于四個磁極不能很好的與工件表面相接觸，就需要用試片來檢驗(yàn)靈敏度是否達(dá)到要求，以使缺陷不至于漏檢。磁軛的推進(jìn)速度不宜太快，一般控制在1.5 m/min左右。施加磁懸液時在仰面朝上的部位，宜采用噴霧的方式，而不宜采用刷、澆的方式。在環(huán)縫其他部位，宜采用從上而下的運(yùn)行方式，磁懸液應(yīng)施加在磁軛運(yùn)行方向的正前方。對于縱縫而言，由于其位置分布走向與水平平行，因此，磁懸液應(yīng)施加在運(yùn)行方向的前上方。通過上述磁懸液的施加方法，可將多余磁懸液對可能形成的相關(guān)顯示的沖擊降到最低，從這個意義上講，相對地提高了探傷靈敏度。

2 較高磁粉探傷靈敏度漏磁現(xiàn)象實(shí)例分析

通過以上分析，我認(rèn)為在用壓力容器縱縫、環(huán)縫的磁粉探傷，采用交叉電磁軛，油磁懸液，采用濕法連續(xù)法，按照第一條及第四條進(jìn)行操作，可獲得較高的探傷靈敏度。下面用一實(shí)例來分析在保證較高探傷靈敏度的情況下磁粉檢測的漏磁現(xiàn)象。

2007年在焦炭塔的制造中，上段兩節(jié)及上封頭為復(fù)合板，復(fù)合板基層為15CrMo耐熱鋼，復(fù)層為0Cr18Ni9不銹鋼。制造工藝要求對刨后坡口作表面檢測。根據(jù)材質(zhì)，下段的15CrMo鋼刨后坡口采用磁粉檢測，復(fù)合板部分采用滲透檢測。檢測結(jié)果顯示，刨后坡口沒有發(fā)現(xiàn)缺陷顯示。但在上段復(fù)合板焊縫照相時，發(fā)現(xiàn)焊縫邊復(fù)合板母材有結(jié)合不良的粗波紋影像，經(jīng)現(xiàn)場解剖，有結(jié)合不良的條孔。由于焊接成形后處理結(jié)合不良現(xiàn)象較困難，于是就增加了板材刨邊壓制成形后進(jìn)行磁粉檢測。經(jīng)檢測，在基層與復(fù)層結(jié)合處出現(xiàn)明顯的分層磁痕，長短不一，最長的達(dá)40 cm。對此結(jié)果，有兩種意見：一種認(rèn)為這不是未結(jié)合，因?yàn)榘垂に囈?，?fù)合板焊接坡口只采用滲透檢測，現(xiàn)在采用磁粉檢測不符合要求，檢測結(jié)果不能正確反應(yīng)結(jié)合情況。另一種意見認(rèn)為就是未結(jié)合，因?yàn)榇藕劬统霈F(xiàn)在基層與復(fù)層結(jié)合處，并且磁痕是不連續(xù)的，如果不是未結(jié)合為什么有的地方?jīng)]有磁痕顯示。

對于復(fù)合板基層與復(fù)層結(jié)合情況，JB/T4730-2005提出采用超聲波縱波直探頭進(jìn)行檢測。采用射線照相法雖然能檢測出結(jié)合不良的粗波紋，緊貼的面積型未結(jié)合卻是檢測不到的。對于復(fù)合板刨后并壓制成形的坡口上顯示的磁痕是否是未結(jié)合，我們對同一缺陷分別采用照相、超聲、磁粉和滲透進(jìn)行檢測。對照相底片上發(fā)現(xiàn)的粗波紋影像用超聲波直探頭進(jìn)行檢測，有缺陷波出現(xiàn)，但波幅很低，達(dá)不到未結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)。解剖焊縫，在坡口位置用滲透檢測，有一排不連續(xù)點(diǎn)狀缺陷顯示，與照相底片比對，每個點(diǎn)對應(yīng)一條黑色影像。對同一位置進(jìn)行磁粉檢測，在滲透檢測出現(xiàn)點(diǎn)狀缺陷顯示的相同位置出現(xiàn)了缺陷磁痕。從檢測結(jié)果看，對于復(fù)合板結(jié)合不良的現(xiàn)象，照相、超聲、磁粉、滲透均能檢出。

對在復(fù)合板坡口上結(jié)合層有明顯磁痕的位置分別進(jìn)行照相、超聲、磁粉和滲透檢測。在照相底片上沒發(fā)現(xiàn)缺陷影像。超聲波分別從復(fù)層和基層進(jìn)行檢測。沒有發(fā)現(xiàn)缺陷波。滲透檢測沒有缺陷顯示。鑒于對未結(jié)合最敏感的超聲沒有缺陷波出現(xiàn)，因此認(rèn)為該處不存在未結(jié)合。

復(fù)合板基層與復(fù)層之間有明顯磁痕，用其他方法又檢測不到的現(xiàn)象，我們對已成形的封頭拼板進(jìn)行了逐塊觀察，發(fā)現(xiàn)有磁痕顯示的地方多在拼板的四角或靠近四角，在中間的很少。對有磁痕顯示最多的一塊板統(tǒng)計：共有磁痕顯示8處，最長一條150 mm，在四角300 mm范圍內(nèi)有6處，其中包括最長的一條，在拼板長邊靠中間位置一處，長度30 mm，在短邊靠中間一處，長度10 mm。從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，有磁痕顯示的地方多在復(fù)合板變形最大的地方。

根據(jù)以上檢測和統(tǒng)計，我認(rèn)為復(fù)合板坡口上的磁痕為非缺陷顯示。理由有二：①復(fù)合板是由兩種磁導(dǎo)率不同的板材制成，在對板材磁化時，在兩種材料的交界面處會產(chǎn)生漏磁，這時施加磁粉，會產(chǎn)生磁痕;②成形時，由于機(jī)械作用在兩種材料的界面處，磁導(dǎo)率會有更大的變化。

3 結(jié)論

在復(fù)合板基層與復(fù)層是否結(jié)合的檢測時，超聲還是首選的一種檢測方法。由于位置原因無法檢測的坡口位置，應(yīng)選用滲透檢測，以更能客觀地反映材料狀態(tài)。通過以上實(shí)例分析得出在保證較高探傷靈敏度情況下，在磁導(dǎo)率不同的兩種材料界面處會出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象，這種現(xiàn)象不可避免。在這種情況下，要用其他方法來綜合檢驗(yàn)，從而得出準(zhǔn)確的結(jié)果。

TQ050.7

B

1003-3467(2010)12-0027-03

2010-04-21