帶防腐層在役壓力容器表面磁粉探傷靈敏度的試驗(yàn)探討

摘 要：帶防腐層壓力容器表面磁粉試驗(yàn)過程中需要應(yīng)用磁粉探傷方法，應(yīng)用過程中需要經(jīng)過表面處理檢驗(yàn)和防腐。在防腐過程中一般應(yīng)用底漆和金屬本體相結(jié)合的方法，除漆難度較大，在處理過程中往往會(huì)出現(xiàn)局部腐蝕問題，必須對(duì)這類壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)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(cè)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(yàn)入手，探究了靈敏度問題。

關(guān)鍵詞：帶防腐層；壓力容器；磁粉探傷；靈敏度

國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門對(duì)在役壓力容器的檢驗(yàn)提出了較高的要求，必須對(duì)安全狀況等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，磁粉探傷檢驗(yàn)方法具備無(wú)損快速的優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。在防腐需求的指導(dǎo)下，容器表面需要有可靠的油漆防腐層，傳統(tǒng)的磁粉探傷過程中需要除掉油漆后進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際檢測(cè)工作將會(huì)遇到一定的困難[1]。檢測(cè)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注靈敏度問題，而容器裂紋靈敏度一般受到裂紋漏磁場(chǎng)的影響，實(shí)際影響漏磁場(chǎng)的因素有很多，例如作為定位、裂紋的實(shí)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(duì)著因素的定量測(cè)試較為困難，自然裂紋的大小和形狀也無(wú)法精確掌握，因此必須應(yīng)用新的方法檢測(cè)油漆防護(hù)層和裂紋。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原理

從物理特性上分析，特定磁場(chǎng)將會(huì)對(duì)鐵磁材料形成較大的影響，針對(duì)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(nèi)部的磁導(dǎo)率將會(huì)出現(xiàn)較大的變化，整體材料的磁阻就會(huì)增大，磁路中的磁通出現(xiàn)畸變。此時(shí)的磁通主要分為三部分，分別穿過材料缺陷位置、材料內(nèi)部、缺陷表面，穿過材料內(nèi)部的磁通形成明顯的環(huán)流，通過缺陷部分的磁通流回材料內(nèi)部，在缺陷部位的表面將會(huì)形成漏磁場(chǎng)[2]。通常情況下，漏磁場(chǎng)形成的磁通與工件表面的裂紋有著直接的關(guān)系，工件表面的裂紋越淺，漏磁通穿過表面的幅度就會(huì)越小。兩者基本呈現(xiàn)出線性關(guān)系。經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)，材料表面漏磁場(chǎng)的位置會(huì)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(shí)將鐵磁性的粉末噴灑在材料表面，表面的漏磁場(chǎng)將會(huì)吸附磁粉后形成磁痕。

1.2 試驗(yàn)方法

一般在材料的表面涂有防腐層，傳統(tǒng)的磁粉探傷方法應(yīng)用過程中需要先將油漆除掉，有時(shí)會(huì)面臨較大的困難。可以充分就協(xié)助人工裂紋試驗(yàn)的方法，及時(shí)模擬出油氣防腐層位置的實(shí)際狀態(tài)，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(guān)系。以《壓力容器缺陷評(píng)定》規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)帶油漆在役壓力容器進(jìn)行磁粉探傷檢驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)關(guān)鍵步驟

鐵磁材料是應(yīng)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(huì)在缺陷位置堆積起來(lái)，表明該位置存在一定強(qiáng)度的漏磁場(chǎng)，可以及時(shí)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(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)表現(xiàn)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(chǎng)的影響就會(huì)越大，兩者呈現(xiàn)出線性關(guān)系。如果增加防腐漆層的厚度，漏磁場(chǎng)表現(xiàn)出的吸附磁粉的能力也會(huì)不斷降低[3]。

鐵磁材料受到磁場(chǎng)的影響，如果工件表面存在缺陷，工件的磁導(dǎo)率將會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，磁阻增大，缺陷的位置形成明顯的漏磁場(chǎng)，將磁粉施加于工件表面后，磁粉會(huì)不斷受到內(nèi)部磁場(chǎng)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(chǎng)和磁粉形成磁場(chǎng)之間發(fā)生聯(lián)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(yīng)用過程中的重點(diǎn)步驟是做出裂紋試驗(yàn)，及時(shí)準(zhǔn)備探傷設(shè)備，將不同厚度的油漆涂刷在工件試樣上，為了精確測(cè)出防腐漆層的厚度，一般在實(shí)際工程中應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)厚儀，一次刷漆工作完成后及時(shí)作出磁化試驗(yàn)，結(jié)合磁粉的顯示情況將磁痕位置記錄下來(lái)，將工件涂刷防腐層前后的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，明確在不同油漆層厚度下的裂紋檢測(cè)狀況，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，評(píng)價(jià)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(guān)系

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

如果漆層后度在50-100um，可以及時(shí)判斷出較大深度的缺陷，針對(duì)微小缺陷而言，一般會(huì)受到漆層厚度的影響，此時(shí)的磁粉探傷方法的精確度也會(huì)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(yīng)用磁粉探傷方法，結(jié)合已有裂紋擴(kuò)展和產(chǎn)生原理來(lái)看，應(yīng)用壓力容器的過程中，裂紋問題與外在因素有著直接的聯(lián)系，防腐層厚度在100um左右時(shí)，微小裂紋的檢測(cè)將會(huì)受到影響，只能通過定期檢測(cè)的方法判斷裂紋擴(kuò)展?fàn)顩r。應(yīng)用磁粉探傷方法，如果應(yīng)力較小，可以大大提供檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

2.2 磁化過程中優(yōu)先選用交流磁化方法

試驗(yàn)過程中應(yīng)用交流電磁化方法。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，直流電可以提高磁力，但是無(wú)法形成良好的裂紋磁痕，因此在實(shí)際檢測(cè)過程中優(yōu)先應(yīng)用交流磁化方法，將《壓力容器缺陷評(píng)定》作為重要的技術(shù)指導(dǎo)依據(jù)，壓力容器的油漆防護(hù)層一般為200um，漆層在250um時(shí)，磁粉探傷方法將無(wú)法檢測(cè)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(fù)雜，在應(yīng)用磁粉探傷技術(shù)的過程中必須一絲不茍，針對(duì)漆層厚度超過250um的情況，必須在檢測(cè)過程中重點(diǎn)考慮壓力容器的工作條件，及時(shí)作出科學(xué)的安全評(píng)估。在檢測(cè)過程中，以之前的檢測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，制定定期檢查方案，避免出現(xiàn)漏檢情況，提高壓力容器在臨界狀態(tài)下的運(yùn)行穩(wěn)定性，在保證結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)，降低工作量。

3 結(jié)束語(yǔ)

將磁性材料磁化后，借助壓力容器缺陷部位對(duì)磁化材料的吸附作用，磁粉堆積在缺陷周圍，結(jié)合磁粉在容器表面的分布狀態(tài)判斷出被測(cè)工件表面和內(nèi)部的缺陷位置。磁粉探傷方法應(yīng)用過程中體現(xiàn)出簡(jiǎn)便快捷的特點(diǎn)，可以有效檢測(cè)出金屬材料和工件表面的裂紋和缺陷，設(shè)備和操作方法簡(jiǎn)便，檢驗(yàn)效率高，實(shí)現(xiàn)了無(wú)損檢測(cè)，適合在大型設(shè)備工件探傷中應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]田野，代欣.復(fù)雜外形工件自動(dòng)磁粉探傷系統(tǒng)[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，27（5）：64.

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

[3]郭成.磁粉探傷在壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)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(yàn)研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，18（1）：4.