宋文华

(沈阳特种设备检测研究院,辽宁沈阳 110000)

磁粉检测在压力容器无损检测中的应用

宋文华

(沈阳特种设备检测研究院,辽宁沈阳 110000)

介绍了磁粉检测技术的应用现状及目的和技术标准现状,对主要磁化方法和磁化规范以及主要检测工艺进行了阐述,并就磁粉探伤在容器定检中需注意的问题进行了分析,提出了相关建议。

压力容器 无损检测 磁粉检测 检测技术与问题

对在用压力容器而言，应用磁粉检测技术的目的通常是为了保证使用安全。其主要作用是在不损伤磁性工件的前提下，检出表面和近表面缺陷，以满足在用压力容器的安全使用。在以磁铁性材料为主的在用压力容器的定期检验与缺陷维修检测中，磁粉检测技术得到了广泛应用。

1 磁粉检测的主要应用原理及方法

1.1 轴向通电法或中心导体法和线圈法

常用固定式或移动式设备进行轴向通电法或中心导体法周向磁化和线圈法纵向磁化进行检测。工件长度与直径之比必须≥2(L/ D＞2)，对现场的管状工件也常用电焊机电缆缠绕工件的绕电缆法或线圈法进行纵向磁化。

1.2 复合磁化法

复合磁化由有2个或2个以上的磁场的合成磁场，一次磁化就能检出各种缺陷。其优点是灵敏度高，检测效率高。在管板焊缝的检测中应用效率高。手提式复合磁化磁粉探伤仪用于集箱管子接头角焊缝等的检测，提高了可靠性。

1.3 磁轭法和交叉磁轭法

在磁轭法中，工件是闭合磁路的一部分，在压力容器在用检测中，以焊接检测为主，但磁轭法效率低，且易造成漏检。交叉磁轭法可在工件表面形成旋转磁场，适用于对接焊缝母材、坡口及大口径筒体封头等局部检测。磁轭的行走速率＜4m/min，一般应为2～3m/min；磁极端面为工件表面的间隙越小越好，一般＜1.5mm；喷洒磁悬液时，如探伤球罐环向焊缝磁悬液应喷洒在行走方向的前上方，而对纵向焊缝磁悬液应喷洒在行走方向的前方。必须注意磁粉喷洒应使磁粉有足够时间聚集，并避免冲刷已形成的磁痕；观察磁痕应及时进行。但磁轭法磁化规范是根据灵敏度试片或提升力来确定的。对于磁轭、交流电磁轭极间距应控制为75～200mm，且至少有45N的提升力，直流电磁轭至少应有177N的提升力，其磁极间距应控制在50～200mm，但其有效磁化区域规定为两极连线两侧各50mm区域内，两侧检测时应重叠15mm；交叉电磁轭至少有118N的提升力，磁极与试件表面的间隙为0.5mm。

1.4 触头法

触头法检测时应尽量避免过热，起弧或烧伤工件，同时对于热处理后的焊缝及有脆硬倾向材料制造的压力容器等须限制使用。而且有些材料或特殊用途的容器禁止使用铜触头。触头法是用两枝杆触头接触工件表面，通电磁化，在平板工件上磁化能产生一个奇变的周向磁场，用于发现与两触头连线平行的不连续性。

2 磁粉检测的应用状况

磁粉探伤主要用于压力容器的在用维修、定期检测及在线监护检测等方面，目的是保障使用安全及预防事故发生。压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响而产生的缺陷主要有腐蚀、冲蚀、断裂腐蚀等。重点检测部位包括：标准抗拉强度下限值σD＞540MPa材料的焊缝；铬—钼(Cr-Mo)低合金钢制的焊缝；介质有应力腐蚀倾向容器焊缝和其他有怀疑的焊缝；应力集中、变形、导种钢焊接、补焊和成形不良的部位，卡具焊迹和易产生裂纹的部位以及高强度螺栓等；投入使用后首次检测，对应力腐蚀敏感材料或压力波动较大容器的内表面焊接接头以及强腐蚀介质中的换热容器管子管板焊接接头等。

3 磁粉检测应用的检测技术的主要方式

3.1 荧光法和非荧光法

在用压力容器检验工艺受环境因素的影响和限制，非荧光法的应用远比荧光法广泛。常用非荧光法的磁粉为黑色(Fe3O4)和红褐色(Fe2O3)磁粉或磁膏等。

3.2 湿法和干法

湿法是将磁粉悬浮在载液中进行磁粉探伤的方法。湿法检测灵敏度较高，特别适用于检测如疲劳裂纹类的细微缺陷，多采用连续法非荧光磁粉湿法检测。而干法是以空气为载体用于磁粉进行磁粉探伤的方法，需与磁轭法或触头法相配合。对较高层间温度下进行的焊缝层间检测，常采用干法，干法磁粉颜色可选用较高对比度的红、蓝或灰色。

4 磁粉探伤在容器定检中应注意的两个问题

4.1 怎样才能正确选择磁悬液

目前采用的湿法探伤磁悬液主要有水悬液和油悬液2种，前者由一定量磁膏兑水构成，水悬液成本低、配制简单、喷洒方便，目前多采用此方法；油悬液流动性好，但成本高且有一定的危险性。由于容器介质多种多样，有的容器盛装油等介质，尽管进行清理打磨，但不能做到完全彻底，此时磁粉探伤如选择水悬液，将无法完全润湿检测面，致使磁悬液和磁粉不能自由流动，造成无法探伤，或容器内本身较湿，如选择油悬液，也将无法润湿，因此应根据设备具体情况，选择磁悬液，最好2种都配制，检验时根据需要选用。

4.2 对于要检测物件检测面的清洁和光滑

一般容器内部与介质接触面大多有锈、氧化皮，有的还有防腐层，容器外部有漆。检测时一定要对焊缝及两侧适当宽度进行认真清理、打磨，以彻底去除覆盖物，露出金属光泽为合格，否则会掩盖缺陷，影响缺陷显示，造成漏检。目前配合检验单位进行打磨清理的单位和人员大多不理解探伤要求，故检验人员应事先将要求向打磨人员交待清楚，事后应认真检查，直到清理打磨完全符合要求方可探伤，保证磁粉探伤结果不受影响。

5 结语

随着我国经济实力的不断发展，国家对科学非常重视，一个国家发展力的水平就取决于这个国家的科学技术的发展，新中国成立后，我国国民生活水平不断提高，随着经济的发展，科学事业也被逐渐的重视起来，俗话说，科学的发展决定国家的发展。只有发展好科学，我国的经济水平，国民的总体素质才会提高。现如今，科学对于一个国家是非常重要的，他反应着一个国家的未来，一个国家经济的发展，只有把科学技术提高上去，未来才会有更多的未被探知的创造出现在我们的生活中为我们制造出一个个惊喜，让我们的生活更加绚烂多彩，让我们的视野得到开拓，让我们的精神神生活得到了满足，开发了我们的智力与探索未知的潜能，向着未知的世界摸索着，发现未知宇宙的奥秘。以上是我针对压力容器技术检测所提出来的注意事项，以供参考。

[1]张杰东.基于金属磁记忆法的注汽锅炉内管缺陷检测研究[D].北京化工大学,2011.

[2]宋玉霞.压力容器无损检测技术探讨[J].中国新技术新产品,2011 (7).