李 敏

（西安特种设备检验检测院,西安 710065）

100立方米液化石油气储罐磁粉探伤浅析

李 敏

（西安特种设备检验检测院,西安 710065）

本文指出用单方向磁化的极间式磁粉探伤方法检验液化石油气罐表面裂纹，存在探伤速度慢、漏检率高和再现性差等问题；进而对旋转磁化探伤装置的原理、性质和在100立方米液化石油气储罐的定期检验中应用、探伤条件的选择、探伤时应注意的问题和效果等方面一一作了详细介绍。

液化石油气储罐；裂纹；旋转磁化；磁粉探伤

1 概述

国内外大量液化石油气储罐破坏事故的分析结果表明，导致液化石油气储罐失效脆断的直接原因是在焊缝及母材表面存在着起始的表面裂纹。因此，必须可靠地检出并及时消除多种表面裂纹，才能确保液化石油气储罐的安全运行。

对于焊缝及母材表面裂纹的无损检验主要采用的磁粉探伤及渗透探伤两种方法。然而，对于液化石油气储罐表面裂纹的检验通常使用单方向磁化的极间式磁粉探伤方法，这种方法只能灵敏地发现与磁力线方向成一定夹角（一般为45—135°）的缺陷，而对平行与磁力线方向的缺陷则根本不能检出。因此，对于同一个探伤部位至少要进行两次（互相垂直的）磁化探伤，显然，这种探伤方法的探伤质量和速度都是不高的。

我院在多次100立方米液化石油气储罐的检验中，采用了具有趋肤效应的交流电+CYE3A型交叉磁轭旋转磁化探伤仪。这个仪器在连续磁化、移动探伤方面有本身的优势，它在使用时一次磁化被探部位，就可以同时发现各个不同方向上的缺陷，不但适应与液化石油气储罐的焊缝及母材的探伤，而且也可以用来检查搭接和角接等形式焊缝的表面裂纹。因此，这种探伤方法不但缺陷漏检少，探伤结果再现性好，而且探伤速度快、探伤人员的劳动强度也可以降低，取得了较好的效果。

2 旋转磁化磁粉探伤方法的工作原理

多向磁化是根据磁场强度叠加原理，在工件中某一点的磁场强度等于几种磁化方法在该点分别产生的磁场的矢量和，或者是不同方向的磁场在工件上的轮流交替磁化。

旋转磁场形成的原理是：用两个幅值相等、相互交叉、并具有一定电流相位差α的交流磁场对工件磁化，其矢量合成的磁场为随时间而变化的旋转磁场，在平面上的轨迹呈圆形或椭圆形。如两个磁场分别为H1和H2，H1=Hosinωt， H2=Hosin（ωt+α）,H=√H12+H22。

当H1=H2并且H1⊥H2（即两磁轭的交叉角θ=900）时，若电流相位差α=1200，则可形成椭圆形的旋转磁场。图1-1表示四个磁极所在平面几何中心点O处旋转磁场的形成原理。图a）为两相电流变化曲线，图b）为不同瞬间的合成磁场的方向和大小，图C）为合成磁场的轨迹。

CYE—3型旋转磁场探伤仪是由两个交叉的∏性形电磁轭构成，用三相交流电中任两相A、B供电，经降压后分两路供电给电磁轭，一路Ua供激磁线圈L1和 L2，另一路Ub，供激磁线圈L3和L4，Ua和Ub有1200的相位差，由这两个电磁轭产生的两个正弦交变磁场叠加后，产生一个方向随时间变化的椭圆形旋转磁场。

此外，必须指出：使用旋转磁化探伤仪进行液化石油气储罐探伤时，必须正确操作和使用仪器，并合理选择探伤条件，方可收到满意的探伤结果。

（1）电流表在校验期内。

（2）设备内部短路检查合格。

（3）电磁轭提升力校验应为118N。

3 磁粉探伤操作

3.1 检测工艺的控制

本着严谨的科学态度，增加磁粉探伤的可靠性性，检查过程中要严格按照规程标准进行。

图1 十字交叉磁轭

3.2 自然缺陷标准样件

对自然缺陷标准样件进行检验，如果样件上的已知缺陷磁痕能清晰显示，为综合性能试验合格。

3.3 标准试片

将A型标准试片贴在被检工件表面，进行磁化和湿连续法检验，按所要求的灵敏度等级，如果磁痕能清晰显示，为综合性能试验合格，否则，即为不合格。

3.4 磁悬液的喷洒

在操作过程中，喷洒磁悬液要电磁铁磁化、探伤、移动使用同步进行。要使检测效果达到最佳，探伤部位，电磁铁的移动方向都要玉磁悬液的喷洒部位相匹配。

探伤时，一般使用塑料壶喷洒磁悬液。

探伤时，用手挤压塑料壶把磁悬液通过其喷咀洒到电磁铁所探部位的前沿。交叉电磁轭磁化时自焊缝上方向下方连续行走应保证磁轭与液化石油气储罐表面接触良好，要使磁悬液在磁场内起作用的有效时间尽量延长，（应不小于3秒钟）。

在进行纵缝探伤时，磁悬液应喷到电磁铁所探部位的前沿中部；在进行环缝探伤时，磁悬液应该喷洒到电磁铁所探部位的前沿偏上的地方。

磁悬液的使用量要酌情处理，要符合标准，数量不能太多，这样容易使磁悬液聚集，形成磁粉聚痕。

磁悬液的喷洒压力不应过大，以防止喷洒冲力影响磁粉活动，致使在缺陷表面不能得到理想的磁粉聚痕。

3.5 观察磁痕

观察磁痕在磁轭通过后尽快进行。在进行观察时不要粗糙，也不要单从一个方向观察，要遵循认真、多角度观察的原则，观察的照明度也很重要，要保持灯具的洁净，在（光照度不小于1000lx）。为排除隐患，对重要部位要采取多次检验，反复查看，必要时用5-10倍放大镜观察。并采用示意图方式记录缺陷磁痕。

总之，探伤时，探伤人员必须合理选用上述种种探伤条件，方可得到良好的探伤效果。

[1]全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员会组织编写《磁粉探伤》[G].1999年2月中国锅炉压力容器安全杂志社出版.

[2]国家行业标准JB4730-94《压力容器无损检测》11[S].磁粉检测.