磁粉探傷技術(shù)在壓力容器焊接接頭缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

李一兵

（大同市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山西 大同 037000）

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速和科技的不斷發(fā)展，壓力容器的使用越來(lái)越廣泛，而在壓力容器使用過(guò)程中，由于各種原因可能會(huì)產(chǎn)生焊接接頭缺陷，對(duì)容器的安全使用造成威脅。因此，對(duì)壓力容器焊接接頭缺陷的檢測(cè)技術(shù)顯得尤為重要。當(dāng)前，磁粉探傷技術(shù)已成為壓力容器焊接接頭缺陷檢測(cè)的一種常用技術(shù)。磁粉探傷技術(shù)是利用磁場(chǎng)的作用，通過(guò)施加磁場(chǎng)和涂覆磁粉，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料表面及近表面缺陷的檢測(cè)。該技術(shù)具有檢測(cè)快速、靈敏度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。在磁粉探傷技術(shù)的應(yīng)用中，需要針對(duì)不同的情況采取不同的檢測(cè)策略。

1 磁粉探傷技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

1.1 磁粉探傷技術(shù)的發(fā)展

20 世紀(jì)初，磁粉探傷技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，主要是用于檢測(cè)鋼材等金屬材料的表面裂紋，但是只能檢測(cè)表面裂紋，對(duì)于材料內(nèi)部的缺陷則難以檢測(cè)出來(lái)。20 世紀(jì)40 年代，將磁粉散布在液體中，形成了液體磁粉探傷技術(shù)。液體磁粉探傷技術(shù)的散粉效果更好，能夠檢測(cè)出更小的缺陷。20 世紀(jì)50 年代，發(fā)展了交流磁粉探傷技術(shù)。與直流磁粉探傷技術(shù)相比，交流磁粉探傷技術(shù)的檢測(cè)深度更大，能夠檢測(cè)出更深的缺陷。如今的磁粉探傷技術(shù)已經(jīng)具備了數(shù)字化、智能化的特點(diǎn)，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性。

1.2 磁粉探傷技術(shù)的現(xiàn)狀

磁粉探傷技術(shù)作為一種常用的無(wú)損檢測(cè)方法，已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，磁粉探傷技術(shù)的儀器設(shè)備和檢測(cè)方法也不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，可以檢測(cè)出更小的缺陷和裂紋，并且提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，磁粉探傷技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種材料的檢測(cè)，包括鐵磁性金屬、復(fù)合材料等。同時(shí)，在航空、汽車(chē)、船舶、鐵路等行業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。一般磁粉探傷技術(shù)不需要煩瑣的準(zhǔn)備工作和復(fù)雜的操作步驟，而且所需的設(shè)備和材料也比較簡(jiǎn)單，成本較低，非常適合中小企業(yè)使用。

2 壓力容器焊接接頭檢測(cè)的特征

2.1 非破壞性檢測(cè)技術(shù)

在傳統(tǒng)金相檢測(cè)和超聲波檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行接頭檢測(cè)時(shí)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還可能會(huì)對(duì)被測(cè)物件造成破壞。為此非破壞性檢測(cè)技術(shù)逐漸成為一種更加有效和安全的檢測(cè)方法，其中包括磁粉探傷、渦流探傷、射線探傷等技術(shù)，磁粉探傷技術(shù)是最常用的一種。磁粉探傷技術(shù)是利用磁粉聚集在被測(cè)物體表面的缺陷處，通過(guò)觀察磁粉的分布情況來(lái)判斷被測(cè)物體表面是否存在缺陷的一種方法。在焊接接頭檢測(cè)中，通常采用磁粉探傷技術(shù)來(lái)檢測(cè)焊接接頭表面是否存在缺陷，如線性缺陷、圓形缺陷等。

2.2 采用高靈敏度方法

采用高靈敏度檢測(cè)方法是一種有效的檢測(cè)手段，能夠提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。高靈敏度檢測(cè)方法通過(guò)使用熒光磁粉和黑光燈以及其他先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)接頭的材質(zhì)、尺寸、形狀等方面進(jìn)行全面的檢測(cè)和分析。高靈敏度檢測(cè)方法可以檢測(cè)到更小的缺陷和裂紋，提高了檢測(cè)的精度和可靠性，有效地保障了壓力容器的質(zhì)量和安全性。高靈敏度檢測(cè)方法還具有非接觸式、無(wú)損傷和高效率等特點(diǎn)，可以大大減少對(duì)被檢測(cè)物品的損壞和浪費(fèi)，提高了檢測(cè)的效率和經(jīng)濟(jì)性。

2.3 控制檢測(cè)所需成本

壓力容器焊接接頭的檢測(cè)需要專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)人員進(jìn)行操作和分析，這需要付出一定的人力成本。檢測(cè)人員需要接受專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)和持續(xù)的技能提升，這也會(huì)增加培訓(xùn)成本和人力成本。壓力容器焊接接頭的檢測(cè)需要使用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備和儀器，如超聲波探傷儀、X 射線檢測(cè)儀等，這需要投入一定的設(shè)備成本。這些設(shè)備還需要定期維護(hù)和更新，這也會(huì)增加設(shè)備的維護(hù)成本和更新成本。通過(guò)有效的質(zhì)量控制和檢測(cè)，可以保障壓力容器的安全運(yùn)行，從而避免不必要的事故和損失，節(jié)省檢測(cè)所需成本。

2.4 操作簡(jiǎn)單有實(shí)用性

操作簡(jiǎn)單可以降低檢測(cè)人員的技能要求，提高檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性；實(shí)用性可以使檢測(cè)結(jié)果具有較強(qiáng)的實(shí)際意義，為壓力容器的安全運(yùn)行提供有力的保障。壓力容器焊接接頭檢測(cè)可以采用連續(xù)磁化檢測(cè)、無(wú)損傷和高效率的檢測(cè)方法，這些檢測(cè)方法操作簡(jiǎn)單、易于掌握，可以快速地檢測(cè)出接頭的缺陷，提高檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性?，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展也為壓力容器焊接接頭檢測(cè)提供了更多的實(shí)用性。如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化處理和分析，使檢測(cè)結(jié)果更具有實(shí)際意義。

3 磁粉探傷技術(shù)在壓力容器缺陷檢測(cè)中的適應(yīng)性

3.1 適用多種缺陷類(lèi)型

磁粉探傷技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的無(wú)損檢測(cè)方法，可以用于檢測(cè)各種鐵磁性金屬構(gòu)件的缺陷，其中包括壓力容器中的缺陷。磁粉探傷技術(shù)具有適用多種缺陷類(lèi)型的特點(diǎn)。磁粉探傷技術(shù)適用于檢測(cè)壓力容器中的多種缺陷類(lèi)型，如表面裂紋、近表面裂紋、夾雜、氣孔等。這些缺陷類(lèi)型通常是造成壓力容器損壞和泄漏的主要原因，因此，進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)和修復(fù)是非常重要的。磁粉探傷技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)出這些缺陷，同時(shí)也可以檢測(cè)出其他類(lèi)型的缺陷。

3.2 適用不同尺寸缺陷

磁粉探傷技術(shù)能夠檢測(cè)到微小的表面裂紋和近表面裂紋。在壓力容器缺陷檢測(cè)中，微小的缺陷如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，可能會(huì)因壓力或溫度的變化而擴(kuò)展，最終導(dǎo)致壓力容器的損壞和泄漏。壓力容器的缺陷大小通常不同，而磁粉探傷技術(shù)可以通過(guò)選擇不同的磁粉顏色和磁粉粒度來(lái)適應(yīng)不同大小的缺陷。對(duì)于較小的缺陷，可以使用細(xì)顆粒的熒光磁粉來(lái)進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)于較大的缺陷，可以使用粗顆粒的磁粉來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，從而可以檢測(cè)到不同尺寸的缺陷。

3.3 適用不同形狀接頭

壓力容器的焊接接頭形狀各異，例如，對(duì)接接頭、T 型接頭、L 型接頭等，磁粉探傷技術(shù)對(duì)于長(zhǎng)焊縫，一般可以選擇沿著焊縫方向施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于T 型接頭、L 型接頭、短接頭等，則需要根據(jù)其特殊形狀選擇適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。磁粉探傷技術(shù)還可以通過(guò)選擇不同的磁粉顏色和粒度來(lái)適應(yīng)不同形狀的接頭。對(duì)于一些形狀復(fù)雜、曲折的接頭，可以使用細(xì)顆粒的熒光磁粉來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。而對(duì)于一些形狀簡(jiǎn)單、較大的接頭，則可以使用粗顆粒的磁粉來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

3.4 檢測(cè)快且操作簡(jiǎn)單

磁粉探傷技術(shù)無(wú)須將樣品送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。這使得磁粉探傷成為一種非常方便的方法，可以快速確定缺陷位置和類(lèi)型，從而及時(shí)采取必要的修復(fù)措施，保障設(shè)備的安全運(yùn)行。磁粉探傷的操作簡(jiǎn)單且易于學(xué)習(xí)，需要的設(shè)備也相對(duì)簡(jiǎn)單。一般來(lái)說(shuō)，只需要一個(gè)磁粉噴槍和磁粉劑即可進(jìn)行檢測(cè)。在進(jìn)行磁粉探傷時(shí)，只需將磁粉噴槍對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體的表面，噴撒磁粉劑并施加磁場(chǎng)，待磁粉劑吸附在缺陷處形成磁粉痕跡后，使用特定的燈光進(jìn)行觀察，即可快速發(fā)現(xiàn)缺陷。

4 磁粉探傷技術(shù)在壓力容器接頭缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用策略

4.1 確定檢測(cè)范圍

在進(jìn)行壓力容器焊接接頭缺陷檢測(cè)時(shí)，確定檢測(cè)范圍是非常重要的一步。只有確定了檢測(cè)范圍，才能夠保證檢測(cè)的完整性和準(zhǔn)確性。需要了解壓力容器的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，包括焊縫的長(zhǎng)度、寬度、接頭的數(shù)量和位置等。這些信息有助于確定檢測(cè)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，以及需要檢測(cè)的接頭數(shù)量。檢測(cè)范圍的確定還需要考慮適用的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。一般來(lái)說(shuō)，壓力容器接頭的缺陷檢測(cè)需要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，例如，TSG21-2016、NB/T47013-2015 等標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程提供了檢測(cè)的基本要求和指導(dǎo)，有助于確定檢測(cè)范圍。焊接接頭缺陷的類(lèi)型和位置也是確定檢測(cè)范圍的重要因素。磁粉探傷技術(shù)可以檢測(cè)出多種類(lèi)型的缺陷，包括線性缺陷、圓形等。針對(duì)不同類(lèi)型的缺陷，需要確定檢測(cè)的位置和范圍，以確保檢測(cè)的完整性和準(zhǔn)確性。不同的檢測(cè)任務(wù)可能涉及不同的檢測(cè)難度和復(fù)雜度，需要根據(jù)具體情況來(lái)確定檢測(cè)范圍。如果檢測(cè)難度較大，可以采用多種方法相互配合，例如，超聲波、X 射線等方法，從而提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

4.2 清潔檢測(cè)區(qū)域

清潔檢測(cè)區(qū)域是保證磁粉探傷技術(shù)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的關(guān)鍵步驟之一。在進(jìn)行磁粉探傷技術(shù)檢測(cè)前，必須清潔檢測(cè)區(qū)域。因?yàn)榇欧厶絺夹g(shù)是一種非常敏感的方法，會(huì)受到雜質(zhì)和污染物的影響，從而導(dǎo)致假陽(yáng)性結(jié)果的出現(xiàn)。清潔檢測(cè)區(qū)域應(yīng)該從操作員開(kāi)始就引起重視，需要將焊接接頭及熱影響區(qū)表面上的污垢和雜物去除，使其干凈光滑以免其干擾磁粉的沉積和流動(dòng)。在清潔接頭表面前，還要檢查并修復(fù)可能存在的明顯缺陷和磨損部位。在清潔檢測(cè)區(qū)域之前，還應(yīng)該檢查周?chē)h(huán)境是否符合要求。不允許再有強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)或其他干擾源的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差。在清潔檢測(cè)區(qū)域后，還需要注意維護(hù)清潔度，以確保磁粉檢測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，不允許在檢測(cè)過(guò)程中使用含雜質(zhì)或磁性材料的工具。在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，操作員還應(yīng)定期清理檢測(cè)區(qū)域，以去除可能堆積的雜物和污染物。

4.3 選擇適當(dāng)磁粉

在進(jìn)行磁粉探傷技術(shù)檢測(cè)時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)拇欧凼欠浅Ｖ匾?。磁粉的選擇需要根據(jù)被檢測(cè)物體的材料、表面狀態(tài)、缺陷類(lèi)型、形狀和大小等因素來(lái)確定。在壓力容器焊接接頭缺陷檢測(cè)中，選擇適當(dāng)?shù)拇欧劭梢蕴岣邫z測(cè)的精度和可靠性。在進(jìn)行磁粉探傷技術(shù)檢測(cè)時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)拇欧凼欠浅Ｖ匾?。磁粉的選擇需要根據(jù)被檢測(cè)物體的材料、表面狀態(tài)、缺陷類(lèi)型、形狀和大小等因素來(lái)確定。在壓力容器接頭缺陷檢測(cè)中，選擇適當(dāng)?shù)拇欧劭梢蕴岣邫z測(cè)的精度和可靠性。表面狀態(tài)也是選擇磁粉的重要因素。對(duì)于表面細(xì)裂紋，應(yīng)該使用細(xì)顆粒的磁粉。還需要考慮檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度等因素。在進(jìn)行磁粉探傷技術(shù)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)被檢測(cè)物體的材料、表面狀態(tài)、缺陷類(lèi)型、形狀和大小等因素來(lái)選擇適當(dāng)?shù)拇欧邸?/p>

4.4 施加磁場(chǎng)磁粉

在選擇磁場(chǎng)時(shí)，需要考慮磁場(chǎng)的方向、強(qiáng)度和均勻性。磁場(chǎng)的方向應(yīng)與被檢測(cè)物體的磁性有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，磁場(chǎng)方向應(yīng)來(lái)自焊接接頭表面各個(gè)方向，這樣能夠最大程度地使磁粉在缺陷處聚集。磁場(chǎng)強(qiáng)度和均勻性也需要考慮，磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)弱會(huì)影響磁粉的聚集效果，而磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)會(huì)使得磁粉在非缺陷區(qū)域過(guò)于聚集，從而降低了對(duì)缺陷的檢測(cè)靈敏度。在選擇磁粉時(shí)，也需要注意粉末的種類(lèi)、粒度和顏色等因素。常見(jiàn)的磁粉有黑色磁粉和熒光磁粉兩種。黑色磁粉可以一般用于缺陷的檢測(cè)，而熒光磁粉可以用于需高靈敏度缺陷的檢測(cè)，因?yàn)闊晒獯欧劭梢酝ㄟ^(guò)紫外燈發(fā)出熒光信號(hào)，便于觀察。磁粉的粒度和顏色也需要根據(jù)被檢測(cè)物體的特點(diǎn)來(lái)選擇，粒度過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響檢測(cè)效果，顏色過(guò)深或過(guò)淺也會(huì)影響觀察。在施加磁場(chǎng)和磁粉時(shí)，也需要注意施加的均勻性和充分性。磁場(chǎng)和磁粉的施加應(yīng)該覆蓋整個(gè)檢測(cè)區(qū)域，確保整個(gè)區(qū)域都有足夠的磁場(chǎng)和磁粉，從而提高檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性。同時(shí)，應(yīng)該充分地浸潤(rùn)到被檢測(cè)物體表面，確保檢測(cè)出被檢部位缺陷。

4.5 檢查評(píng)估缺陷

需要確定缺陷的位置和形狀。缺陷可能是裂紋、氣孔、夾雜等，其形狀和大小也會(huì)有所不同。檢測(cè)人員需要仔細(xì)觀察并記錄下缺陷的具體位置和形狀，以便后續(xù)的處理和修復(fù)。需要評(píng)估缺陷的大小和長(zhǎng)度。這些參數(shù)對(duì)于判斷缺陷的性質(zhì)和嚴(yán)重程度至關(guān)重要。一般來(lái)說(shuō)，缺陷的直徑越大，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其影響也越大，需要及時(shí)處理。需要評(píng)估缺陷對(duì)容器強(qiáng)度和密封性的影響。對(duì)于嚴(yán)重的缺陷，容器可能會(huì)失去其強(qiáng)度，從而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或更換。需要評(píng)估缺陷的類(lèi)型和數(shù)量。不同類(lèi)型的缺陷對(duì)容器的影響也有所不同。例如，裂紋的數(shù)量和長(zhǎng)度會(huì)導(dǎo)致容器的強(qiáng)度急劇下降，而氣孔和夾雜則可能會(huì)產(chǎn)生新的缺陷。在評(píng)估完缺陷后，檢測(cè)人員需要將檢測(cè)結(jié)果記錄下來(lái)，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果制定合理的修復(fù)方案。需要特別注意的是，對(duì)于嚴(yán)重的缺陷，需要立即進(jìn)行修復(fù)或更換，以確保容器的安全運(yùn)行。同時(shí)，在對(duì)缺陷進(jìn)行修復(fù)時(shí)，還需要再次進(jìn)行檢測(cè)，以確保缺陷已經(jīng)得到完全的修復(fù)和消除。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，磁粉探傷技術(shù)的應(yīng)用策略主要包括確定檢測(cè)范圍、清潔檢測(cè)區(qū)域、選擇適當(dāng)磁粉、施加磁場(chǎng)磁粉以及檢查評(píng)估缺陷等方面。其中確定檢測(cè)范圍是保證檢測(cè)質(zhì)量的關(guān)鍵，需要考慮接頭形狀、缺陷類(lèi)型和尺寸等因素；清潔檢測(cè)區(qū)域可以保證磁粉檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性；選擇適當(dāng)?shù)拇欧酆褪┘哟艌?chǎng)磁粉可以增強(qiáng)缺陷的可見(jiàn)度，使得缺陷更容易被檢測(cè)出來(lái)；檢查評(píng)估缺陷可以對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷和分析，以確定缺陷的嚴(yán)重程度和采取相應(yīng)的措施。在今后的工作中，該研究有助于拓展磁粉探傷技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步。