壓力容器磁粉探傷檢測技術(shù)運(yùn)用研究

張宗杰

（榮成市平方漁業(yè)有限公司，山東 威海 264200）

表面缺陷是在使用壓力容器過程中經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷類型，磁粉探傷檢測技術(shù)是現(xiàn)階段壓力容器缺陷探查最常用的方法之一。盡管磁粉探傷檢測技術(shù)占用時間較多，但檢測得到故障缺陷的便捷度較高。很多壓力容器的缺陷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 磁粉探傷檢測的基本原理

壓力容器的磁粉探傷檢測技術(shù)，主要是利用鐵磁性的材料被磁化之后能夠快速感知壓力容器內(nèi)部缺陷所在具體位置，從而使被檢查的壓力容器表面和近表面的磁力線發(fā)生局部的變形，產(chǎn)生漏磁場結(jié)構(gòu)形式[1]，該漏磁場形成磁極吸附住表面磁粉，從而形成肉眼可見的磁痕，借助磁痕分析得到缺陷的具體分布情況，檢測得到鐵磁性材料表面和近表面的裂紋、折疊及其他內(nèi)部雜質(zhì)物等缺陷，整個檢測過程靈敏度較高，可靠性較強(qiáng)，實(shí)際應(yīng)用范圍較廣。以中心導(dǎo)體方法和線圈方法復(fù)合使用的磁化方法為例，圖1 即為磁化原理架構(gòu)示意圖，由圖可知，在壓力容器磁粉探傷檢測過程中，磁場強(qiáng)度能夠滿足檢測需要，進(jìn)而使檢測靈敏度得到提升[2]。

圖1 磁化原理基本架構(gòu)示意圖

2 對檢測設(shè)備和磁粉材料的選擇

在針對壓力容器的磁粉檢測過程中，在工作現(xiàn)場有必要對檢測設(shè)備及磁粉材料進(jìn)行選擇，確保整個監(jiān)測過程科學(xué)可靠，高效便捷。在此過程中，選用cdsx-1 旋轉(zhuǎn)磁場磁粉探傷儀作為主要檢測設(shè)備，在現(xiàn)場作業(yè)過程中選用交流電源，利用交流電源的集膚效應(yīng)將磁通量集中，有助于快速檢測出壓力容器的表面缺陷。另外，能夠借助交流電的脈沖效應(yīng)，使待檢測壓力容器的磁粉快速流動，由于壓力容器磁粉檢測工作的實(shí)際檢測量較大，既要保證實(shí)際檢出效率，又要快速使壓力容器的磁粉檢測速度高效便捷，保證磁場的磁粉探傷儀能夠快速通電并磁化各個方向，得到壓力容器不同位置的缺陷，不斷提高檢測速度和檢測效率。在利用磁粉時，可選用濕法噴涂的方式，避免干法噴涂造成的靈敏度過低現(xiàn)象，同時保證檢測工作人員不受干法噴涂磁粉漂浮危害[3]。在檢測壓力容器時，工作人員需要仰視檢測位置，在對磁粉顏色的選擇上，不宜選擇褐色，避免磁粉顏色和鐵銹顏色混合而導(dǎo)致的視物不清晰。最后，針對待檢測表面出現(xiàn)角焊縫燙傷或搭接焊縫探傷以及仰立位置焊縫探傷等，應(yīng)增加磁粉的粘度和油性，保證檢測效率得到快速提升。

3 使用壓力容器磁粉探傷技術(shù)的注意要點(diǎn)

在使用壓力容器磁粉探傷檢測技術(shù)的過程中，其工件表面狀況、工件磁化的實(shí)際時間、磁懸液的施加以及檢測環(huán)境和壓力容器的磁軛移動速度等都有著較多注意事項。以工件表面狀況為例，由于壓力容器處于長時間使用狀態(tài)，其外表面和空氣中的各種雜質(zhì)相接觸，很容易使壓力容器外表面出現(xiàn)生銹甚至是腐蝕等情況，嚴(yán)重影響壓力容器表面的平整度和光潔度。同時，檢測設(shè)備表面的油污、飛濺等狀況，都會進(jìn)一步影響到壓力容器的檢測效果，而且油污會影響磁粉的移動速度，阻礙周圍磁粉的快速聚集，使得漏磁場無法有效吸附周圍的磁粉，造成不良影響。因此，在整個過程中必須對待檢測的容器焊縫及其兩側(cè)采用除漆除銹與打磨等工藝，完全去除壓力容器表面的油污及其它一切可能影響磁粉探傷檢測效率的覆蓋物，使其焊縫表面快速露出壓力容器的金屬光澤，避免后續(xù)缺陷被掩蓋而造成的誤判或漏判[4]。

4 壓力容器磁粉探傷檢測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

壓力容器是工業(yè)制造生產(chǎn)體系中的基礎(chǔ)設(shè)備，在其長時間的使用過程中，很容易由于其表面、近表面等缺陷出現(xiàn)爆炸或泄漏等諸多安全事故，給人們的生命安全和財產(chǎn)安全帶來極大危害，因此，對壓力容器的檢驗非常重要。磁粉檢驗技術(shù)能夠?qū)毫θ萜鬟M(jìn)行定期檢測，且實(shí)際檢測效率較高。以壓力容器圖像處理技術(shù)為例，探究壓力容器的磁粉表面檢測過程，搭建以壓力容器罐體表面裂紋圖像檢測技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，利用matlab 軟件對圖像進(jìn)行分析處理，從而有效識別檢測得到的圖像中的壓力容器的裂紋數(shù)據(jù)，為自動檢測管體裂紋提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支持。針對壓力容器定檢過程中焊縫檢測問題，也可采取此法檢測壓力容器因微小慣性導(dǎo)致的對接焊縫或環(huán)保管板角縫和T形接頭焊縫等諸多問題，提高磁粉檢測的質(zhì)量和效率。針對壓力容器制造過程中出現(xiàn)的縫區(qū)硬化或冷熱裂紋等問題，可利用高溫磁粉檢測技術(shù)對其進(jìn)行快速檢查，避免后續(xù)磁粉檢測返修工作量的增多，不斷提高其焊接質(zhì)量。以焊縫磁粉檢測圖像自動分揀系統(tǒng)為例，圖2即為基于像素的色彩特征值分析流程圖[5]，由該圖可知，對采集得到的壓力容器的實(shí)時圖像可采取自動識別分析技術(shù)，將圖像快速分解為無缺陷部位、有缺陷部位和可疑缺陷部位三大類別，進(jìn)而借助磁粉檢測快速得到準(zhǔn)確的缺陷識別，保證后續(xù)工作人員能夠有效應(yīng)對該類焊縫缺陷，并采取防范措施。

圖2 基于像素的色彩特征值分析流程圖

針對部分長度較長的壓力容器的軸部件，常規(guī)的磁粉檢測探測機(jī)對其軸部的中間位置的磁化作用較弱，并不能夠?qū)^長的軸向零部件的正中位置進(jìn)行檢測，會使得其最終的磁痕顯示較為模糊，難以探查到真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。為了解決該問題，可采取c1-4000 磁粉探測機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，在原有的探測機(jī)的基礎(chǔ)上，增加兩個交流的縱向的磁化線圈，將該磁化線圈安裝在磁化夾頭的兩側(cè)和交流的縱向軸變壓器上，使得其內(nèi)部的控制電路能夠得到良好的交流閉路磁軛作用，有效改善較長的軸部零件的磁化效果，減小長度較長的軸部零部件的磁化難度。

針對某海洋工程壓力容器的磁粉探傷檢測過程，由于整個檢測工程量巨大，且磁懸液的消耗量較大，因此，人工配置相應(yīng)的磁懸液濃度，能夠有效應(yīng)對其檢測靈敏度提高，并對后續(xù)數(shù)據(jù)形成支持。在人為探索適用于海洋檢測工程的磁粉探測過程中，焊接焊縫磁粉檢測的最佳磁懸液溫度，能夠在采用對比實(shí)驗后得到其數(shù)據(jù)，針對六種不同的濃度磁懸液的檢測，在采取模擬試驗過程后，能夠得到最佳的磁懸液濃度物為1.6 摩爾100 毫升和2.0 摩爾100 毫升，得出最終磁膏配比方法[6]。

近年來，隨著自動化信息技術(shù)的不斷普及，壓力容器的磁粉探傷檢測技術(shù)也朝著自動化方向不斷發(fā)展。在利用濕法磁粉進(jìn)行檢測時，檢測人員需要一手拿著磁軛設(shè)備，一手拿著裝滿磁懸液的噴壺，整個操作并不方便，且用力難以控制，很容易造成濕法粉噴涂問題。工作人員在對噴涂進(jìn)行改造后，實(shí)現(xiàn)了對濕法磁粉檢測的自動化控制，其自動噴壺工作流程示意圖如圖3，由圖可知，新型噴壺采用二次攪拌結(jié)構(gòu)，能夠保證壓力容器的磁膏均勻混合，進(jìn)而采取電動水泵的方式，使得磁粉能夠快速噴灑均勻，同時配備的照明系統(tǒng)，能夠使檢測工作人員快速觀測壓力值，保證磁粉探傷檢測過程和最后檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，降低工作人員檢測強(qiáng)度的同時，能夠有效提升檢測效率和檢測靈敏度。

圖3 自動噴壺工作流程示意圖

5 結(jié)論

壓力容器磁粉探傷檢測技術(shù)具有探傷檢測效率高、靈活性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、成本低等優(yōu)勢。本文在分析磁粉探傷檢測技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)論述了對壓力容器檢測設(shè)備和磁粉材料的選擇方法，分析了在使用壓力容器磁粉探傷技術(shù)過程中的注意要點(diǎn)，最后分析了壓力容器磁粉探傷技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。總之，磁粉探傷對檢驗在用壓力容器發(fā)揮著重要的作用。無損探傷技術(shù)人員要在平時工作中多實(shí)踐、多思考、多學(xué)習(xí)，提高檢驗?zāi)芰Γ畲蟪潭壬蠝p少漏檢。