壓力容器定檢中“磁粉檢測方法”的應(yīng)用探究

吳曉春

【摘要】在壓力容器定檢中，磁粉探傷起著重要的作用，為了保證壓力容器定檢的質(zhì)量以及確保壓力容器的安全運行，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究消除磁粉探傷靈敏度和可靠性的因素。本文針對磁粉在壓力容器定檢中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了幾點探傷應(yīng)注意的問題，并對今后磁粉在容器定檢中的應(yīng)用提出了幾點建議。

【關(guān)鍵詞】磁粉檢測；壓力容器；定檢

在壓力容器的定期檢驗過程中，除了采用宏觀檢驗測定壁厚外，還經(jīng)常會對于焊縫區(qū)域采用無損檢測。磁粉探傷具有方法簡單、效率高以及成本低和檢測靈敏度高、容易直觀顯示缺陷等特點，因此，磁粉探傷在容器定檢中成為首選的方法。很多壓力容器的缺陷幾乎都是首先通過磁粉探傷發(fā)現(xiàn)的，因此，磁粉探傷的準(zhǔn)確性對容器定檢的可靠性和容器的安全使用起到了決定性作用。

1、磁粉探傷的原理及特點

對于鐵磁性材料，經(jīng)過磁化后就會由于不連續(xù)存在而讓工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，在適合的光照下，吸附的磁粉就能給形成肉眼可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。由于磁粉探傷具有很高的靈敏度且直觀顯示缺陷的位置、形狀、大小以及嚴(yán)重程度，因此，不僅廣泛應(yīng)用于管材、棒材、型材、焊接件、機(jī)加工件、鍛件的探傷，在壓力容器的定檢中更是發(fā)揮著獨特的作用。

2、磁粉探傷方法及在容器定檢中的應(yīng)用現(xiàn)狀

碳素鋼或低合金鋼作為壓力容器的主要材料，由于剩磁小，因此，一般在外加磁場磁化的同時，在工件上加入磁粉或磁懸液進(jìn)行磁粉探傷，即采用連續(xù)法。磁粉探傷具有多種磁化方法，一般根據(jù)被探工件的特點進(jìn)行選擇使用。

如：周向磁化常用的觸頭法等，縱向磁化采用的線圈法等，不同的方法具有不同的特點，因此，在選擇的時候一定要根據(jù)實際情況確定。由于壓力容器的定檢磁粉探傷主要針對對接焊縫和角焊縫等焊縫，因此，只能使用便攜式設(shè)備進(jìn)行分段探傷，而不能使用固定式設(shè)備。目前常用的方法有以下幾種：①磁軛法：這是一種設(shè)備簡單以及操作方便的方法?；顒雨P(guān)節(jié)磁法能夠檢測角焊縫，在同一部位至少做兩次互相垂直的探傷外，還要將焊縫劃分為若干個受檢段以檢測出各個方向的缺陷。但是此方法效率低，且可能會由于誤操作而造成漏檢。②交叉磁軛法：此方法由于能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，因此，具有探傷效率高、靈敏度高、操作簡單等特點，并且一次磁化就能給檢出各個方向的缺陷，因此，是目前容器定檢中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。此方法適用于長的對接焊縫探傷，而不適用于角焊縫。③觸頭法：屬于單向磁化方法，根據(jù)探傷部位情況和靈敏度要求確定電極間距和電流的大小，并且能夠靈活調(diào)節(jié)角焊縫。

此法和磁軛法一樣需要對同一部位進(jìn)行兩次互相交叉垂直的探傷。④線圈法：屬于縱向磁化法，采用繞電纜法對管道圓周焊縫進(jìn)行探傷，從而發(fā)現(xiàn)焊縫以及熱影響區(qū)的縱向裂紋。⑤平行電纜法：能發(fā)現(xiàn)與電纜平行的裂紋，由于此法靈敏度較低，因此，主要采用交叉磁法和磁軛法兩種。這兩種方法對于檢測容器對接的縱、環(huán)焊縫具有無可取代的地位。但是交叉磁法無法檢驗接管的角焊縫。對于與容器筒體垂直的角焊縫，活動關(guān)節(jié)磁軛法發(fā)揮了重要的作用。接頭法和線圈法能夠很好的解決成一定角度角焊縫和球罐柱腿與球殼板角焊縫探傷的問題。角焊縫由于接管處受力復(fù)雜而容易出現(xiàn)問題，因此，如何引入和運用好觸頭法、線圈法是一個值得深入探討和引起重視的問題。

3、磁粉探傷在容器定檢中應(yīng)注意的幾個問題

第一，清理打磨檢測面。一般與介質(zhì)接觸的容器內(nèi)部多有銹蝕、氧化皮以及防腐層等，在容器外部還有漆，為了將缺陷盡可能的處于暴露狀態(tài)而避免漏檢，因此，一定要認(rèn)真清理打磨焊縫和兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶挾榷鴱氐兹コ采w物并且露出金屬光澤后再進(jìn)行檢測。目前，由于配合檢驗單位進(jìn)行打磨清理的單位和人員不僅素質(zhì)低，并且對探傷也不是很了解，因此，為了有效的保證磁粉探傷的結(jié)果，事先檢驗人員就應(yīng)當(dāng)將要求與打磨人員交代清楚，此外，事后為了確保清理打磨完全符合要求，還要做認(rèn)真檢查后在進(jìn)行探傷。第二，正確選擇磁懸液。目前采用的濕法探傷磁懸液主要包括水懸液和油懸液。水懸液具有成本低、配置簡單以及噴灑方便的特點而得到廣泛應(yīng)用；雖然油懸液具有良好的流動性，但是成本高且具有一定的危險。由于容器介質(zhì)具有多樣性，因此，要根據(jù)設(shè)備的具體情況選擇磁懸液，這是因為：如果裝有油介質(zhì)的容器采用水懸液進(jìn)行磁粉探傷，即便清理打磨也不能夠做到徹底，從而造成磁懸液和磁粉無法自由流動而無法進(jìn)行探傷；或者對于較濕的容器采用油懸液進(jìn)行磁粉探傷，也無法進(jìn)行探傷。因此，探傷的時候最好配置兩種溶液，到時候更加需要進(jìn)行選擇。

第三，正確的操作方法。當(dāng)采用交叉磁軛探傷時，為了提高效率和可靠性，可以采用連續(xù)行走探傷的方式。磁化場隨著交叉磁軛在工件表面移動，對于工件表面有效磁化場內(nèi)的任意一點而言，其始終位于一個變化的旋轉(zhuǎn)磁場作用下，因此，在被探面上任意方向的裂紋都有與有效磁場最大幅值正交的機(jī)會，從而得到最大限度的缺陷漏磁場；相反，如果使交叉磁軛固定分段對焊縫探傷，就會使被探工件表面各點處于不同幅值和橢圓度的旋轉(zhuǎn)磁場作用下，結(jié)果將造成各點探傷靈敏度的不一致，對某些地方裂紋的探傷靈敏度降低。第四，探傷前應(yīng)了解容器材料及焊接工藝。

如作者曾在某廠檢查一臺乙烯分餾塔冷凝器，該容器設(shè)計溫度-80℃～100℃，屬低溫壓力容器，在進(jìn)行100%磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)筒體縱、環(huán)焊縫及筒體與設(shè)備法蘭連接焊縫熔合區(qū)存在大量磁痕顯示，非常規(guī)則，走向與焊縫基本平行，經(jīng)局部打磨后復(fù)探，磁痕顯示更加清晰，磁痕寬度增加，但較松散，當(dāng)時判斷為大面積熔合區(qū)裂紋，且為貫穿裂紋，但該設(shè)備并未發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，后用滲透探傷復(fù)驗，無缺陷顯示，經(jīng)仔細(xì)查閱制造資料，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備系統(tǒng)采用3.5%Ni低溫鋼，采用奧氏體非導(dǎo)磁填充材料進(jìn)行焊接，從而在焊縫和母材交界的熔合區(qū)成為導(dǎo)磁材料和非導(dǎo)磁材料的界面，從而在此形成新的N極、S極，由于吸引了大量磁粉聚集而造成裂紋的假象。因此，在容器檢驗前一定要弄清材料和焊接工藝后，才能進(jìn)行探傷。

4、對今后磁粉探傷的幾點建議

第一，為了更好的解決角焊縫等探傷問題，對于接頭法和線圈法應(yīng)當(dāng)大膽的引入和采用；第二，在紫外光的照射下，熒光磁粉能夠發(fā)出 510-550mm的波長，這個波段能發(fā)出色澤鮮明的黃綠色熒光，人眼對于這個顏色最為敏感，因此，提高了應(yīng)該磁粉的可見度和工件表面的對比度，由于容易觀察，從而探傷具有很高的靈敏度。因此，盡量采用熒光磁粉進(jìn)行容器內(nèi)部探傷。

5、結(jié)束語

鑒于磁粉探傷在壓力容器定檢中起的重要作用，應(yīng)認(rèn)真研究消除磁粉探傷靈敏度和可靠性的因素，保證壓力容器定檢的質(zhì)量，確保壓力容器的安全運行。

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