理工核心期刊论文-浅谈承压设备的磁粉探伤
发布时间：2013-05-23
摘要：本文针对承压设备磁粉探伤情况，提出几点应注意的问题及应用中的几点建议
关键词：理工论文,核心期刊论文,磁粉探伤,承压设备,检测
一、前言
在科学技术不断发展的今天，承压设备用于建筑施工行业越来越多，承压设备的安全除进行宏观检验，还常常利用无损检测手段对承压设备焊缝局部或全部进行检测。其中运用较多的是磁粉探伤，由于磁粉探伤方法简单、灵活、检测效率高、成本低、检测灵敏度高、缺陷显示直观，因此，承压设备构件复杂焊缝成为建筑施工行业的首选检测方法，承压设备在施用过程中及进入库前检测过程时，大量缺陷几乎都是采用磁粉探伤首先发现的，因而，磁粉探伤的准确性直接影响承压设备的安全使用。
二、磁粉探伤原理及适用范围
1.磁粉探伤原理
磁粉探伤是利用铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见光的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状、大小和严重程度。
2.磁粉探伤适用范围
2.1适用于铁磁性材料工件表面和近表面尺寸很小，间隙极窄和目视难以看出的缺陷，如裂纹、发纹、白点、折痕、夹杂物等缺陷检测灵敏度很高，且能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度，并且对检查缺陷的重复性好。在管材、棒材、型材、焊接件、机加工件、锻件探伤中得到广泛的应用，尤其是在承压设备检测中更是发挥着独特的作用。对于铁磁性材料承压设备表面无损检测JB4730-2005标准规定，应优先选用磁粉探伤。
2.2.但对于表面浅的划伤，埋藏在较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层及折痕难以发现。
2.3.不适用于检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不适用于检测非磁性材料。
三、磁粉探伤方法及在承压设备检测中的应用
由于工业用承压设备材料大多为碳素钢或低合金钢，剩磁少，磁粉探伤一般采用连续法，即在外加磁场磁化的同时，将磁粉或磁悬液施加到工件上进行探伤。
磁粉探伤磁化的方法有多种，一般根据被检工件的特点选择，如周向磁化，纵向磁化，多向磁化，不同的方法有不同的特点，如触头法，是用两支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畸变的周向磁场，用于发现与两触头连线平行的不连续性，用较小的磁化电流就可在工件局部得到需要的磁场强度，灵敏度高，携带和使用方便。
尽管磁粉探伤的方法较多，但对于较大型野外承压设备对接焊缝，角焊缝等无法使用固定设备，只能用携带式设备分段检测。目前常用方法有以下几种：
1、磁轭法：应用较为广泛，该方法设备简单，操作方便，对角焊缝检测较合适，但在使用中为检出各个方向的缺陷，必须在同一部位至少做两次互相垂直的探伤，检测操作时应有一定的重叠，此方法效率较低，操作不当有可能造成漏检。
2、触头法：属于单方向磁化方法，电极间距可以调节，可根据探伤部位情况及灵敏度要求确定电极间距和电流大小(JB4730-2005标准规定控制在75mm~200mm之间)对于角焊缝可灵活调节。该方法和磁轭法有部分相似，同一部位也要进行两次相互交叉垂直探伤。但操作不当会引起工件过热和打火烧伤，大面积检验时，要求分块累积检验，很费时。
3、交叉磁轭法：是目前应用较广泛的一种方法，可产生旋转磁场，探伤效率高，灵敏度高，操作简单，一次磁化可检出各个方向的缺陷，适用于厂里板材的对接焊缝探伤，对角焊缝则不适用。
4、线圈法：对于管道圆周焊缝可以绕电缆法，属纵向磁化，可发现焊缝及热影响区的纵向裂纹，实际上我单位主要使用的磁粉探伤设备只有触头法、交叉磁轭法和磁轭法三种。对于对接的纵、环缝合接管角焊缝，此三种方法操作方便，灵敏度高，效率高。但对于复杂的管角焊缝探伤，则存在一定困难，而采用线圈法则能较好的解决问题。事实上，由于接管处受力状况复杂，角焊缝比对接焊缝更容易出现问题，如何运用好触头法，线圈法解决复杂的角焊缝问题，还值得深入探讨。
四、磁粉探伤在承压设备检测中应注意的几个问题
尽管磁粉探伤灵敏度高，但如果操作不当也会造成漏检，不但发挥不出磁粉探伤的优势，反而会因漏检给产品的安全带来隐患，造成不良的后果。根据本人在磁粉探伤中的体会，认为在磁粉检测中应注意以下几个问题：
1、检测面的清理打磨。磁粉探伤对工件表面有一定的要求，检测时一定要进行认真清理打磨，以彻底去除覆盖物，露出金属光泽为合格，否则会掩盖缺陷，造成漏检。目前多数配合检测工作人员的素质较低，对磁粉探伤不很了解，所以检测人员应事先将要求向清理打磨人员交代清楚，事后应认真检查，直到清理打磨完全符合要求才能检测，以保证磁粉检测结果的准确评定不受影响。
2、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两种。水悬液成本低，配置简单，喷洒方便，油悬液流动性好，但成本高有一定的危险性，由于检测的工件多种多样，如设备表面有油渍，尽管清理打磨，但不一定能做到完全彻底，此时磁粉探伤如选择水悬液，将无法完全湿润检测面，致使磁悬液和磁粉不能自由流动，造成无法探伤，或设备本身较湿，如选用油悬液，也将无法润湿，因此根据设备的具体情况，选择磁悬液。
3、操作方法应正确。如选择交叉磁轨法检测时，最好连续行走检测，这样效率高，而且可靠性也高，因交叉磁轭连续行走，磁化场随着交叉磁轭在工件表面移动，对于工件表面有效磁化场内任意一点来说，始终在一个变化的旋转磁场作用下，因此，在被探面上任意方向内的裂纹都有与有效磁场做大幅度值正交的机会，从而得到最大限度的缺陷漏磁场。另外，对磁悬液的喷洒也应科学合理，如检测环缝时，磁悬液应喷洒在行走方向的前上方，检测纵缝时应喷洒在行走方向的正前方。
4、探伤前应了解工件、设备、材料及焊接工艺，如本人在单位检测一台从外营工地退回的压风机储气罐，为确定设备入库后的完好性，对设备焊缝进行全面检测。该储气罐溶剂1M，设计温度150°，最高工作压力1.0Mpa，容器类别Ⅰ-LC，罐体材质为20g，在进行焊缝100%磁粉探伤时发现筒体与出气阀门连接管角焊缝熔合区存在大量磁痕显示，非常规则，走向与焊缝基本平行，经打磨后复探，磁痕显示更加清晰，磁痕宽度增加，但较松散，当时判断为熔合区裂纹，可能为深度裂纹，后来为慎重其见，又采用渗透探伤复验，结果无缺陷显示，后经查阅资料，又与施工工地负责人取得联系得知，是由于工地在施工吊装过程中损坏了筒体与出气阀门连接管管角焊缝。因当时考虑到该处筒体的管角焊缝位子比较特殊和当时工地的某些原因，焊接时使用的是奥氏体非导磁填充材料。从而在焊缝和母材交接的熔合区成为导磁材料和非导磁材料的界面，在此界面吸引大量的磁粉聚齐，造成裂纹的假象。因此，在设备检测前一定要仔细查阅制造资料，弄清设备的使用情况，材料及焊接工艺才能进行检测。
五、对今后磁粉探伤的几点建议
1、鉴于磁粉探伤在实际工作中检测方便效率高，灵敏度高。在承压设备，产品表面检测方面应先考虑采用磁粉探伤。
2、磁粉探伤方法中，触头法、线圈法能很好的解决复杂的管角焊缝探伤问题，今后应大胆采用。
3、磁粉检测时，遇到可疑之处应重复检测或采用渗透复验。
六、结束语
鉴于磁粉探伤在承压设备检测时起到重要作用，应认真研究消除磁粉探伤灵敏度和可靠性的因素，以保证检测质量管理，确保所检设备的安全运行。
参考文献：
1、《磁粉探伤》 全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员会编
2、JB4730-2005 《承压设备无损检测》
3、《NDT现代无损检测新技术新工艺与应用技术标准大全》
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