磁粉檢測(cè)在壓力容器檢驗(yàn)中的運(yùn)用

磁粉檢測(cè)在壓力容器檢驗(yàn)中的運(yùn)用

文/梁濤 董佳澎，海洋石油工程股份有限公司檢測(cè)公司

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性，使用可靠性提出越來越高的要求，由于無損檢測(cè)技術(shù)具有不破壞試件，檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，所以其應(yīng)用日益廣泛。目前對(duì)壓力容器的檢測(cè)方法有多種，主要無損檢測(cè)的常用技術(shù)有射線、超聲、磁粉和滲透及新技術(shù)有聲發(fā)射、磁記憶等。

磁粉檢測(cè)；壓力容器；運(yùn)用

1 磁粉檢測(cè)的原理及特點(diǎn)

磁粉檢測(cè)，又稱磁粉檢驗(yàn)或磁粉探傷，屬于無損檢測(cè)5大常規(guī)方法之一。磁粉檢測(cè)是利用鐵磁性材料被磁化后，由于不連續(xù)的存在，使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(chǎng)(即磁感應(yīng)線離開和進(jìn)入表面時(shí)形成的磁場(chǎng))吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀、大小和嚴(yán)重程度?？蓹z出鐵磁性材料中裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、夾雜物等缺陷，具有很高的檢測(cè)靈敏度。

(1)磁粉法的優(yōu)點(diǎn):①能直觀顯示缺陷的形狀、位置、大小，并可大致確定其性質(zhì)；②具有高的靈敏度，可檢出最小長(zhǎng)度為0.1mm，寬度為微米級(jí)的裂紋；③幾乎不受試件大小和形狀的限制；④檢測(cè)速度快，工藝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉。

(2)局限性:①只能用于鐵磁性材料；②只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷，可探測(cè)的深度一般在1 ～2mm；③磁化場(chǎng)的方向應(yīng)與缺陷的主平面相交，夾角應(yīng)在45°～90°，有時(shí)，還需從不同方向進(jìn)行多次磁化；④不能確定缺陷的埋深和自身高度；⑤寬而淺的缺陷也難以檢出；⑥也不是所有鐵磁性材料都能采用，鐵素體鋼當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H≤2500A/m時(shí)，相對(duì)磁導(dǎo)率應(yīng)是μ＞300，不銹鋼的鐵素體含量應(yīng)大于＞70%；⑦檢測(cè)后常需退磁和清洗；⑧試件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物質(zhì)。

2 表面無損檢測(cè)方法的比較

磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和渦流檢測(cè)都屬于表面無損檢測(cè)方法，但其原理和適用范圍區(qū)別很大，并且有各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性。作為容器檢測(cè)人員應(yīng)熟練掌握這3種檢測(cè)方法，并能根據(jù)工件材料、狀態(tài)和檢測(cè)要求，選擇合理的方法進(jìn)行檢測(cè)。

3 磁粉檢測(cè)方法在容器定檢中的應(yīng)用

3.1 磁軛法

應(yīng)用較為廣泛，該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，活動(dòng)關(guān)節(jié)磁軛可檢角焊縫，使用中為檢出各個(gè)方向的缺陷，必須在同一部位至少作兩次互相垂直的探傷，且應(yīng)將焊縫劃分為若干個(gè)受檢段，檢測(cè)操作時(shí)應(yīng)有一定的重疊，此方法效率低，操作不當(dāng)可能造成漏檢。

3.2 交叉磁軛法

目前容器定檢中應(yīng)用最廣的一種方法，可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，探傷效率高，靈敏度高，操作簡(jiǎn)單，一次磁化可檢出各方向的缺陷，適于長(zhǎng)的對(duì)接焊縫探傷，對(duì)角焊縫則不適用。但由于需使用380V電源，在石化行業(yè)容器內(nèi)部使用受到了一些限制。

3.3 觸頭法

屬單方向磁化方法，電極間距可以調(diào)節(jié)，可根據(jù)探傷部位情況及靈敏度要求確定電極間距和電流大小，對(duì)于角焊縫可靈活調(diào)節(jié)，該方法和磁軛法一樣，同一部位也要進(jìn)行兩次互相交叉垂直的探傷。

4 磁粉探傷在容器定檢中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

4.1 檢測(cè)前充分了解容器材料、制造、使用情況

在用壓力容器表面檢測(cè)的目的主要是檢查疲勞裂紋和應(yīng)力腐蝕裂紋。如制造時(shí)采用高強(qiáng)度鋼及對(duì)裂紋敏感的鋼材，在一定的使用條件下非常有可能產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致容器的失效。因此，在容器檢驗(yàn)前一定要認(rèn)真查閱制造、使用資料，弄清容器的材料焊接工藝及使用情況后方可進(jìn)行磁粉檢測(cè)。

4.2 檢測(cè)面的清理打磨應(yīng)符合要求

一般容器內(nèi)部與介質(zhì)接觸面大多有銹、氧化皮，有的還有防腐層，容器外部有漆，檢測(cè)時(shí)一定要對(duì)焊縫及兩側(cè)適當(dāng)寬度進(jìn)行認(rèn)真清理、打磨，以徹底去除覆蓋物，露出金屬光澤為合格，否則會(huì)掩蓋缺陷，影響缺陷顯示，造成漏檢。

4.3 正確選擇磁懸液

目前采用的濕法探傷磁懸液主要有水懸液和油懸液2種，前者由一定量磁膏分散于水中構(gòu)成，水懸液成本低，配制簡(jiǎn)單，噴灑方便，目前多用；油懸液流動(dòng)性好，但成本高且有一定的危險(xiǎn)性。由于容器介質(zhì)多種多樣，有的容器盛裝油等介質(zhì)，盡管進(jìn)行清理打磨，但不能做到完全徹底，此時(shí)磁粉探傷如選擇水懸液，將無法完全潤(rùn)濕檢測(cè)面，致使磁懸液和磁粉不能自由流動(dòng)，造成無法探傷；或容器內(nèi)本身較濕，如選擇油懸液，也將無法潤(rùn)濕，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備具體情況，選擇磁懸液。

4.4 操作方法應(yīng)正確

如使用交叉磁軛探傷時(shí)，應(yīng)連續(xù)行走探傷，不僅效率高，而且可靠性高，因交叉磁軛連續(xù)行走，磁化場(chǎng)隨著交叉磁軛在工件表面移動(dòng)，對(duì)于工件表面有效磁化場(chǎng)內(nèi)任意一點(diǎn)來說，始終在一個(gè)變化著的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，因此，在被探面上任意方向的裂紋都有與有效磁場(chǎng)最大幅值正交的機(jī)會(huì)，從而得到最大限度的缺陷漏磁場(chǎng)；相反，如果使交叉磁軛固定分段對(duì)焊縫探傷，就會(huì)使被探工件表面各點(diǎn)處于不同幅值和橢圓度的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，結(jié)果將造成各點(diǎn)探傷靈敏度的不一致，對(duì)某些地方裂紋的探傷靈敏度降低。

4.5 磁極端面與工件表面的間隙磁極端面與工件表面之間保持一定間隙是為了交叉磁軛能在被探工件上移動(dòng)行走。如果間隙過大，將會(huì)在間隙處產(chǎn)生較大的漏磁場(chǎng)。這個(gè)漏磁場(chǎng)一方面會(huì)消耗磁勢(shì)使線圈發(fā)熱；另一方面將擴(kuò)大磁極端面附件產(chǎn)生的檢測(cè)盲區(qū)，從而縮小檢測(cè)的有效磁化區(qū)。

4.6 交叉磁軛的磁化行走方向與磁懸液噴灑方向的配合

為了避免磁懸液的流動(dòng)而沖刷掉缺陷上已經(jīng)形成的磁痕，并使磁粉有足夠的時(shí)間聚集到缺陷處，規(guī)定噴灑磁懸液的原則是:在檢測(cè)球罐環(huán)縫時(shí)，磁懸液應(yīng)噴灑在行走方向的前上方，在檢測(cè)球罐的縱縫時(shí)，磁懸液應(yīng)噴灑在行走方向的正前方。

4.7 使用黑光燈的注意事項(xiàng)

黑光燈剛開啟，輸出能量達(dá)不到最大值，所以檢驗(yàn)工作應(yīng)在開啟后進(jìn)行，并盡量減少黑光燈的開啟次數(shù)。濾光片如有損傷，應(yīng)及時(shí)更換，并保持濾光片的清潔。

5 今后磁粉檢測(cè)的幾點(diǎn)想法

針對(duì)目前我油田容器定檢中磁粉探傷的應(yīng)用現(xiàn)狀，特做以下幾點(diǎn)建議。(1)極積的采用觸頭法、線圈法等檢測(cè)手段，以更好的解決角焊縫等探傷問題。(2)在容器內(nèi)部探傷時(shí)，優(yōu)先采用熒光磁粉。因熒光磁粉在紫外光照射下，能發(fā)出波長(zhǎng)范圍在510 550nm為人眼接受最敏感的色澤鮮明的黃綠色熒光，所以熒光磁粉可見度及與工件表面的對(duì)比度都很高，容易觀察，探傷靈敏度高。(3)認(rèn)真的學(xué)習(xí)其檢驗(yàn)所先進(jìn)檢驗(yàn)方法和經(jīng)驗(yàn)，提高我所磁粉探傷應(yīng)用的水平。