帶涂層工件磁粉檢測的試驗分析

王 珍

(黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江哈爾濱150016)

0 引言

磁粉檢測因其檢測成本低、能快速檢測出鐵磁性材料的表面和近表面缺陷、缺陷檢測重復(fù)性好等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用，它是RT、UT、MT、PT無損檢測方法中對表面裂紋檢測靈敏度最高的檢測方法。缺陷處產(chǎn)生漏磁場是磁粉檢測的基礎(chǔ)，漏磁場的大小對磁粉檢測缺陷的靈敏度至關(guān)重要。影響漏磁場的因素很多，其中工件表面覆蓋層就是漏磁場最重要的影響因素之一。由于壓力容器出廠時自帶的涂層質(zhì)量和性能都比較優(yōu)良，使用單位通常都不希望它受到破壞，因為去除涂層后再恢復(fù)不但會增加成本，還會破壞涂層的整體保護效果，后恢復(fù)處往往最容易受到腐蝕。因此，不破壞涂層又能使壓力容器等得到檢驗無疑是壓力容器用戶的首選，這也為壓力容器定期檢驗的磁粉檢測提出了一個必須面對的課題。

1 磁粉檢測的原理［1］

磁粉檢測是利用鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁感應(yīng)線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。

2 涂層對磁粉檢測的影響

磁粉檢測的基礎(chǔ)是不連續(xù)性處漏磁場與磁粉的磁相互作用，漏磁場的大小決定了磁粉檢測的靈敏度。工件表面覆蓋層的存在會影響漏磁場的大小，從而影響磁痕的顯示。表面覆蓋層對磁痕顯示的影響如圖1所示。3個深寬比一樣的橫向裂紋為a、b、c，它們表面的覆蓋層的厚度由無、較薄、至較厚，磁痕的顯示由清晰顯示、有顯示至無顯示。

圖2是漆層厚度與漏磁場切向分量之間的關(guān)系圖，隨著漆層厚度的增加，漏磁場逐漸減弱，這也是漆層超過一定厚度范圍進行帶漆層磁粉檢測時會發(fā)生漏檢的根本原因。

圖1 表面覆蓋層對磁痕顯示的影響

圖2 漆層厚度對漏磁場的影響

3 關(guān)于涂層是否要去除問題的有關(guān)規(guī)定［2］

JB/T4730.4 －2005 規(guī)定［3］:“如果被檢工件表面殘留有涂層，當(dāng)涂層厚度均勻且不超過0.05 mm，不影響檢測結(jié)果時，經(jīng)合同各方同意，可以帶涂層進行磁粉檢測?！?/p>

ASME SE－709(2001版)規(guī)定:“薄的非導(dǎo)電涂層(數(shù)量級約為0.02～0.05 mm)一般可能不會干擾顯示的形成，檢測區(qū)及附近非導(dǎo)電涂層或覆蓋層大于0.05 mm時，必須證明對最厚涂層處亦能探測出不連續(xù)性?！?/p>

國內(nèi)也有資料介紹，當(dāng)涂層厚度為0.05 mm時，可以發(fā)現(xiàn)A－30/100靈敏度試片上的人工缺陷顯示。因此，當(dāng)涂層厚度不超過0.05 mm時，可以帶涂層進行磁粉檢測，但應(yīng)用觸頭法時工件和電極接觸部分必須清除干凈。

4 實驗過程

4.1 實驗的目的

當(dāng)涂層厚度超過0.05 mm時的一定厚度范圍內(nèi)，帶涂層進行磁粉檢測的靈敏度仍然能夠滿足檢驗的需要。

4.2 實驗器材

BT－810PA型便攜式磁粉探傷儀:提升力為4.5 kg;極距為0～206 mm。

標(biāo)準(zhǔn)試片為A1－30/100。

磁懸液為黑磁粉+水;配制濃度為20 g/L;施加方式為噴涂。

涂層測厚儀為MiniTest 1100。

實驗試板材質(zhì)為Q235;規(guī)格為200 mm×500 mm×10 mm。

實驗試板是外委加工而成(共需6塊)，在每塊試板上面加工8處不同寬、深的人工十字裂紋。試驗試板及人工缺陷的示意圖如圖3所示，8處人工十字裂紋的尺寸如表1所示。油漆為燈塔牌防腐漆。

圖3 試板及人工缺陷的示意圖

表1 試板及人工缺陷規(guī)格 mm

4.3 實驗的方法

a.先取1塊試板，在有人工缺陷的一側(cè)用A1－30/100型標(biāo)準(zhǔn)試片來檢驗磁粉探傷儀和磁懸液的綜合性能，檢驗合格后方可進行以下試驗。

b.分別在6塊試板有人工缺陷的一側(cè)噴涂油漆，使6塊試板上的油漆層依次增厚，油漆層厚度盡可能分別達到 50 μm(試塊1)、150 μm(試塊2)、200 μm(試塊 3)、250 μm(試塊 4)、300 μm(試塊5)、350 μm(試塊 6)，噴涂在每塊試板上的油漆層厚度要盡量均勻。

c.用涂層測厚儀分別測出6塊試板上油漆層的實際厚度，并做好記錄。

d.用磁粉探傷儀分別對涂有不同油漆層厚度的6塊試板及標(biāo)準(zhǔn)試片進行磁粉檢測，認真觀察人工裂紋磁痕的顯示效果，并做好記錄。

5 試驗結(jié)果與分析

裂紋磁痕顯示的結(jié)果如表2所示。通過裂紋磁痕顯示結(jié)果可知:

表2 裂紋磁痕顯示結(jié)果

a.當(dāng)漆層厚度≤200 μm時，帶漆進行磁粉檢測對檢測靈敏度影響較小，仍然能夠滿足檢驗的需要。

b.缺陷的深寬比是影響檢測靈敏度的一個重要因素，缺陷的深寬比越大，漏磁場越大，缺陷越容易檢出。

6 結(jié)論

上述分析及實驗結(jié)果表明，當(dāng)涂層厚度≤200 μm時，帶涂層進行磁粉檢測其檢測靈敏度仍然可以滿足檢驗的需要。在對壓力容器進行磁粉檢測之前，可以先對其表面的涂層進行測厚，如果厚度≤200 μm時，就可以對其帶涂層進行磁粉檢測。壓力容器表面的涂層大多數(shù)采用自動噴涂法，涂層厚度基本在200 μm左右，因此帶涂層進行磁粉檢測的方法可以在壓力容器的表面檢測中(尤其在役壓力容器的定檢)得到廣泛應(yīng)用。

［1］宋志哲.磁粉檢測［M］.北京:中國勞動社會保障出版社，2007.

［2］全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.JB/T4730.4－2005承壓設(shè)備無損檢測(磁粉檢測)［M］.北京:新華出版社，2005.

［3］強天鵬.JB/T4730.4－2005《承壓設(shè)備無損檢測(磁粉檢測)》學(xué)習(xí)指南［M］.北京:新華出版社，2005.