海油平臺管線母材的滲透檢驗(yàn)和磁粉檢驗(yàn)對比

蔣桂通 黃細(xì)紅

摘 要

為了保證海洋石油平臺管線的質(zhì)量，通常對管線母材進(jìn)行無損探傷，主要采用磁粉檢測和滲透檢測兩種方法，這兩種無損檢測方法均為表面無損檢測，主要看管線表面是否存在裂紋、折疊、氣孔等缺陷。磁粉檢驗(yàn)主要適用于導(dǎo)磁材料，如碳鋼管線的檢驗(yàn)，滲透檢驗(yàn)則對材料是否導(dǎo)磁無要求，滲透檢驗(yàn)通常應(yīng)用在非導(dǎo)磁材料，如不銹鋼管線的檢驗(yàn)。實(shí)踐證明，磁粉檢驗(yàn)檢測碳鋼管線的靈敏度比滲透檢驗(yàn)高，而滲透檢驗(yàn)檢測不銹鋼管線的靈敏度比磁粉檢驗(yàn)高。

關(guān)鍵詞

滲透檢驗(yàn);磁粉檢驗(yàn);靈敏度

中圖分類號： TK228;TH49? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.029

Abstract

In order to ensure the quality of pipelines on offshore oil platforms，nondestructive testing is usually carried out on the base materials of pipelines.Magnetic particle inspection and penetrant inspection are mainly used.Both of these nondestructive testing methods are surface nondestructive testing， which mainly depends on whether the surface of pipelines has defects such as cracks，folding，pores，etc. ?Magnetic particle inspection is mainly applicable to magnetic conductive materials，such as carbon steel pipelines.Penetrant inspection has no requirement on whether the materials are magnetic conductive.Penetrant inspection is usually applied to non-magnetic conductive materials，such as stainless steel pipelines.Practice has proved that the sensitivity of magnetic particle inspection for carbon steel pipelines is higher than that of penetrant inspection，while the sensitivity of penetrant inspection for stainless steel pipelines is higher than that of magnetic particle inspection.

Key Words

Penetrant inspection;Magnetic particle inspection;Sensitivity

0 前言

海洋石油平臺在建造過程中會用到大量的碳鋼管線和不銹鋼管線，海洋石油平臺的質(zhì)量要求高，因此對平臺上管線的質(zhì)量要求亦高，不允許有任何的缺陷，尤其是表面缺陷，否則發(fā)生漏氣、漏油情況后果不堪設(shè)想。海油采購的管線除了生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中進(jìn)行嚴(yán)格的理化檢驗(yàn)和無損檢驗(yàn)等必要的監(jiān)控外，出廠之前也要進(jìn)行一定比例的無損檢驗(yàn)抽檢。比如，某項(xiàng)目的業(yè)主規(guī)格書中要求所有傳輸介質(zhì)為天然氣或壓力等級超過600磅的管線需抽檢5%，不足一根的按一根檢測，對蒸汽系統(tǒng)管線要求進(jìn)行100%比例抽檢。

1 檢測方法和原理

本次檢測方法為兩種：分別是磁粉檢驗(yàn)和滲透檢驗(yàn)。

磁粉檢驗(yàn)的原理本質(zhì)上是缺陷部位的漏磁場吸附磁粉而顯示出缺陷的輪廓。其檢驗(yàn)對象材質(zhì)必須為磁性材料。因此，磁粉檢驗(yàn)用來檢測碳鋼管線，但它并不能檢測管線的內(nèi)部缺陷，原因是漏磁場的產(chǎn)生只能發(fā)生在管線表面和近表面，根本原因是交流電的趨膚效應(yīng)導(dǎo)致電流的滲入深度很淺，只能局限在母材表面，而肉眼也只能發(fā)現(xiàn)這種表面的漏磁場吸附磁粉的現(xiàn)象，從而對缺陷進(jìn)行判定。

滲透檢驗(yàn)的原理本質(zhì)上是毛細(xì)滲透作用，滲透劑會在缺陷部位發(fā)生毛細(xì)滲透作用，滲透劑通過這種作用進(jìn)入到非常細(xì)小的缺陷中，這就要求滲透檢驗(yàn)的缺陷必須是表面開口的缺陷。滲透檢驗(yàn)對封閉的缺陷或者近表面缺陷是無效的。

2 檢測設(shè)備和耗材

磁粉檢驗(yàn)設(shè)備和耗材：海洋石油平臺的磁粉檢驗(yàn)采用便攜的交流電磁軛法，試驗(yàn)采用的磁軛型號為美國磁通生產(chǎn)的Y-1;反差劑為FA-5型;磁懸液為MT-BW型。

滲透檢驗(yàn)耗材：海洋石油平臺的滲透檢驗(yàn)亦采用便攜的溶劑去除法，俗稱三罐法，不需要設(shè)備。即滲透劑、清洗劑、顯像劑，型號都為DPT-5型。

3 檢測對象

本次檢測的對象為兩種：碳鋼管線和不銹鋼管線。

管線的規(guī)格有很多，本次試驗(yàn)選用的碳鋼管線規(guī)格和材質(zhì)為：直徑D=168mm，壁厚T=7.11mm，材質(zhì)A106B;試驗(yàn)選用的不銹鋼管線規(guī)格和材質(zhì)為：直徑D=48mm，壁厚T=3.5mm， 材質(zhì)316L。選用的碳鋼管線直徑稍大，原因是標(biāo)準(zhǔn)對磁軛設(shè)備的兩腿間距是有明確要求的，一般為75～150mm之間，直徑太小的管線，磁軛腿在直徑方向上無法施展，因此選相對尺寸大點(diǎn)的。選用的不銹鋼管線直徑稍小，原因是對抽檢的整根6米管線進(jìn)行滲透檢驗(yàn)，噴涂和擦拭幾遍的工作量太大，因此試驗(yàn)時(shí)選擇直徑小點(diǎn)的。

4 檢測實(shí)施和結(jié)果

首先，根據(jù)檢驗(yàn)要求針對性地對碳鋼管線進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，磁粉檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳鋼管線表面存在裂紋、發(fā)紋和重皮等缺陷。其次，對這些缺陷擦拭后進(jìn)行滲透檢驗(yàn)，因?yàn)檫@些缺陷都是表面開口缺陷，可以用滲透檢驗(yàn)，結(jié)果是滲透檢驗(yàn)可以檢測出裂紋這種深寬比大的缺陷，對于發(fā)紋、重皮這種深寬比小的缺陷，滲透檢驗(yàn)也能檢測出來，只是檢測率低于磁粉檢驗(yàn)。也就是說明顯的缺陷兩種方法都有效，不明顯的缺陷，滲透檢驗(yàn)效果略差。如圖1所示，碳鋼管線磁粉檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多處微細(xì)發(fā)紋，而同一位置滲透檢驗(yàn)只發(fā)現(xiàn)三處微細(xì)發(fā)紋。

對于不銹鋼管線的母材首先采用滲透檢驗(yàn)，滲透檢驗(yàn)?zāi)軌驒z測出母材表面肉眼無法看出的裂紋、發(fā)紋等缺陷。盡管缺陷的深度只有0.5mm，稍微打磨再次檢驗(yàn)即消失，這更加說明了滲透檢驗(yàn)對于不銹鋼管線母材的靈敏度之高。而當(dāng)顯示清洗擦除后，用磁粉檢驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)，明顯不能檢測出任何缺陷。原因是316不銹鋼管線不導(dǎo)磁，沒有漏磁場之說。

5 結(jié)論

通過理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，得出海洋石油平臺碳鋼管線和不銹鋼管線的無損檢測極其重要。磁粉檢驗(yàn)檢測碳鋼管線的靈敏度高于滲透檢驗(yàn)，因此碳鋼管線優(yōu)先采用磁粉檢驗(yàn)。除非在沒有電或者空間受限的情況下可以用滲透檢驗(yàn)來補(bǔ)充。

滲透檢驗(yàn)檢測不銹鋼管線的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磁粉檢驗(yàn)，磁粉檢驗(yàn)不能檢測不銹鋼管線，因?yàn)槌Ｒ?guī)的不銹鋼管線不導(dǎo)磁，在此不討論沉淀硬化不銹鋼這種導(dǎo)磁材料，缺陷部位不會產(chǎn)生漏磁場，也不會吸附磁粉形成缺陷顯示。

參考文獻(xiàn)

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