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磁粉探傷儀在壓力容器檢測中的應(yīng)用
2012-09-28
針對磁粉在壓力容器定檢中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了幾點探傷應(yīng)注意的問題，并對今后磁粉在容器定檢中的應(yīng)用提出了幾點建議。
一、磁粉探傷的原理及特點
自然界中磁力線總能保持其連續(xù)性，當(dāng)鐵磁性工件放在使其飽和的磁場中時，磁力線便會被引導(dǎo)通過工件。如果磁力線遇到工件材料上的不連續(xù)(即裂紋、夾渣、氣孔等缺陷)，而磁力線為了保持自己的連續(xù)性，則必須繞過這些缺陷,形成漏磁通.
若這些缺陷位于材料的表面或近表面，但由于工件中的磁力線已達(dá)到飽和狀態(tài)，則磁力線就會繞過這些磁導(dǎo)率較低的(磁阻較大)區(qū)域而泄漏出工件表面形成“漏磁埸”。這樣在缺陷的兩側(cè)便會產(chǎn)生磁極,將磁粉(或磁懸液) 噴灑于有缺陷工件表面，則缺陷磁極吸引磁粉，便可形成明顯可見的線狀或點狀堆積，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。
磁粉探傷可檢出鐵磁性材料中裂紋、夾雜、氣孔、未熔合未焊透等缺陷，但難以發(fā)現(xiàn)表面淺而寬的凹坑、埋藏較深的缺陷以及與工件表面夾角極小的分層。，具有很高的檢測靈敏度，且能直觀的顯示出缺陷的位置、形狀、大小和嚴(yán)重程度，檢查缺陷的重復(fù)性好。在管材、棒材、型材、焊接件、機加工件、鍛件探傷中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在壓力容器的定檢中更是發(fā)揮著獨特的作用。《壓力容器定期檢驗規(guī)則》規(guī)定，在用壓力容器的檢驗方法以宏觀檢查測厚、表面無損檢測為主，JB4730-94《壓力容器無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)更是規(guī)定，對于鐵磁性材料表面應(yīng)優(yōu)先選用磁粉探傷。
二、磁粉探傷方法及在容器定檢中的應(yīng)用現(xiàn)狀
由于壓力容器用材料大多為碳素鋼或低合金鋼，剩磁小，故壓力容器磁粉探傷一般采用連續(xù)法，即在外加磁場磁化的同時，將磁粉或磁懸液施加到工件上進(jìn)行磁粉探傷。
磁粉探傷磁化方法有多種，一般根據(jù)被探工件特點選擇，如周向磁化的常用方法有通電法、中心導(dǎo)體法、偏置芯棒法、觸頭法、感應(yīng)電流法、環(huán)型件繞電纜法等，縱向磁化的方法有線圈法、永久磁鐵法、多向磁化有交叉磁軛法、交叉線圈法等。不同方法有不同的特點，如觸頭法是用兩支桿觸頭接觸工件表面，通電磁化，在平板工件上磁化能產(chǎn)生一個畸變的周向磁場，用于發(fā)現(xiàn)與兩觸頭連線平行的不連續(xù)性，用較小的磁化電流就可在工件局部得到必要的磁場強度，靈敏度高，使用方便。
盡管磁粉探傷方法多種多樣，但由于壓力容器定檢磁粉探傷主要是針對焊縫，包括對接焊縫、角焊縫等，故無法使用固定式設(shè)備，只能用便攜式磁粉探傷儀分段探傷，致使壓力容器定檢對磁粉探傷方法的選擇受到局限，且磁粉檢測的能力不僅與施加磁場強度的大小有關(guān)，還與缺陷的方向、缺陷的深寬比、缺陷的形 狀、工件的外形、尺寸和表面狀態(tài)及可能產(chǎn)生缺陷的部位有關(guān)。因此就有各種不同的磁化方法。
三、磁粉探傷在容器定檢中應(yīng)注意的幾個問題
盡管磁粉探傷靈敏度高，但如果操作不當(dāng)也會造成漏檢，不但發(fā)揮不出磁粉探傷的優(yōu)勢，反而會因漏檢而給壓力容器的安全運行帶來隱患，對檢驗單位的聲譽造成不良影響。根據(jù)作者在壓力容器定檢中磁粉探傷的體會，認(rèn)為容器定檢中磁粉探傷應(yīng)注意以下幾個問題：
1、檢測面的清理打磨。
一般容器內(nèi)部與介質(zhì)接觸面大多有銹、氧化皮，有的還有防腐層，容器外部有漆，因此探傷前后應(yīng)對焊縫及焊縫兩側(cè)25mm范圍內(nèi)進(jìn)行清理打磨，清除鐵銹、氧化皮、及污物至露出金屬光澤。同時，要求對焊縫兩側(cè)100mm范圍內(nèi)打磨清理，清除鐵銹及污物，確保磁軛與工件充分接觸，以提高磁粉探傷儀檢測靈敏度，這一點非常重要。否則會掩蓋缺陷，影響缺陷顯示，造成漏檢。目前配合檢驗單位進(jìn)行打磨清理的單位和人員大多素質(zhì)較低，對探傷不了解，故檢驗人員應(yīng)事先將要求向打磨人員交待清楚，事后應(yīng)認(rèn)真檢查，直到清理打磨完全符合要求方可探傷，以保證磁粉探傷結(jié)果不受影響。
2、正確選擇磁懸液。
目前采用的濕法探傷磁懸液主要有水懸液和油懸液兩種，前者 由一定量磁膏分散于水中構(gòu)成，水懸液成本低，配制簡單，噴灑方便，目前多用；油懸液流動性好，但成本高且有一定的危險性。由于容器介質(zhì)多種多樣，有的容器盛裝油等介質(zhì)，盡管進(jìn)行清理打磨，但不能做到完全徹底，此時磁粉探傷如選擇水懸液，將無法完全潤濕檢測面，致使磁懸液和磁粉不能自由流動，造成無法探傷，或容器內(nèi)本身較濕，如選擇油懸液，也將無法潤濕，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備具體情況，選擇磁懸液，最好兩種都配制，檢驗時根據(jù)需要選用。
配制磁懸液應(yīng)按照使用說明書進(jìn)行，濃度應(yīng)保證在1o-20g/范圍內(nèi)，最好15g/L左右。磁懸液濃度大會形成過渡背景，濃度過低將不能在缺陷部位形成足夠的磁粉堆積，造成漏檢。磁化前，預(yù)先用磁懸液潤濕磁化區(qū)，然后邊用磁粉探傷儀磁化邊澆磁懸液，對A類焊縫(縱縫)磁懸液的噴灑在交叉磁軛行走方向的前上方，對B焊縫，磁懸液噴灑在交叉磁軛行走方向(自上而下)的正前方，磁懸液必須在通電時間內(nèi)施加完畢 然后，在有效的光源下觀察是否有磁痕形成，有磁痕的部位及時作出明顯標(biāo)志。
3、操作方法應(yīng)正確。
如使用交叉磁軛探傷時，應(yīng)連續(xù)行走探傷，不僅效率高，而且可靠性高，因交叉磁軛連續(xù)行走，磁化場隨著交叉磁軛在工件表面移動，對于工件表面有效磁化場內(nèi)任意一點來說，始終在一個變化著的旋轉(zhuǎn)磁場作用下，因此，在被探面上任意方向的裂紋都有與有效磁場最大幅值正交的機會，從而得到最大限度的缺陷漏磁場；相反，如果使交叉磁軛固定分段對焊縫探傷，就會使被探工件表面各點處于不同幅值和橢圓度的旋轉(zhuǎn)磁場作用下，結(jié)果將造成各點探傷靈敏度的不一致，對某些地方裂紋的探傷靈敏度降低。此外，對磁懸液的噴灑也應(yīng)合理、科學(xué)，如探傷球罐，檢查環(huán)縫時，磁懸液應(yīng)噴灑在行走方向的前上方，檢查縱縫時，應(yīng)噴灑在行走方向的正前方。
但注意磁化過程中應(yīng)注意磁粉探傷儀探頭旋轉(zhuǎn)磁軛滾輪與工件保持良好的接觸。接觸不良會造成探傷靈敏度降低。這主要通過磁軛與工件的震動聲音及手部感覺判斷，若震動聲音大，手部感覺磁軛的吸力減小，說明接觸不良，反之，接觸良好。磁軛行走速度最好用靈敏度試片來確定。根據(jù)經(jīng)驗一般為20-30mm／s比較恰當(dāng)。行走速度太快，磁痕形成時間過短，堆積濃度小，會造成漏檢
4、磁痕觀察與分析
對有懷疑的磁痕顯示，應(yīng)反復(fù)磁化，判斷分析形成的原因，確定是否為缺陷顯示。對真實缺陷痕跡進(jìn)行標(biāo)記，測量其所在的位置、大小、確定缺陷性質(zhì)進(jìn)行級別評定，并畫圖紀(jì)錄。
磁粉探傷過程中影響檢驗靈敏度的因素還很多，每一個環(huán)節(jié)的忽視都會造成檢驗靈敏度的降低，這就意味著檢驗失敗，可能造成質(zhì)量隱患，輕者造成設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)，重者會造成嚴(yán)重的安全事故。因此，提高無損檢測人員的素質(zhì)。增強工作責(zé)任心。在工作中不斷學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗，提高專業(yè)知識水平，在能保證無損檢測工作的有效性和可靠性，保證檢測工作質(zhì)量。
四、對磁粉探傷的幾點建議：
1、應(yīng)大膽引入和采用觸頭法、線圈法，以更好的解決角焊縫等探傷問題。
2、在容器內(nèi)部探傷時，采用熒光磁粉，因熒光磁粉在紫外光照射下，能發(fā)出波長范圍在510-550nm為人眼接受最敏感的色澤鮮明的黃綠色熒光，所以熒光磁粉可見度及與工件表面的對比度都很高，容易觀察，探傷靈敏度高。
3、加強與內(nèi)地的交流，走出去，請進(jìn)來，學(xué)習(xí)內(nèi)地的先進(jìn)方法和經(jīng)驗，提高我區(qū)磁粉探傷應(yīng)用的水平。
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