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壓力容器無(wú)損檢測(cè)磁粉檢測(cè)技術(shù)

文檔作者：姚力胡學(xué)知范呂慧文檔來(lái)源：中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月17日
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壓力容器檢測(cè)
專題論壇
壓力容器無(wú)損檢測(cè)
　———磁粉檢測(cè)技術(shù)
姚　力,胡學(xué)知1) , 范呂慧2)
(中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心,四川綿陽(yáng)　621000)
摘　要:對(duì)壓力容器原材料、壓力容器制造和使用過(guò)程中采用的磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、行
業(yè)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行了綜述。對(duì)磁化方法和檢測(cè)工藝進(jìn)行了介紹。
關(guān)鍵詞:磁粉檢驗(yàn);壓力容器;材料;制造過(guò)程;使用過(guò)程
　　中圖分類號(hào):TG115. 28 　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 　　　文章編號(hào):100026656 (2004) 0620302205
NONDESTRUCTIVE TESTING OF PRESSURE VESSELS :
MAGNETIC PARTICLE TESTING
YAO Li , HU Xue2zhi 1), FAN Lu2hui 2)
(China Aerodynamic Research and Development Center , Mianyang Sichuan 621000 , China)
Abstract : The application status , industry characteristics and development trend of magnetic particle testing used in raw
material inspection , fabrication inspection and in service inspection of pressure vessels were summarized. The magnetization
methods and inspection techniques were introduced.
Keywords :Magnetic particle testing ; Pressure vessel ; Material ; Fabrication process ; Use process
　　由于壓力容器的使用條件惡劣,原材料中存在
的缺陷、制造過(guò)程中遺留的缺陷或使用中產(chǎn)生的新
生缺陷,均會(huì)導(dǎo)致其安全可靠性大幅下降,甚至產(chǎn)生
災(zāi)難性的后果。已有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,在原材料中
存在的與制造過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷有70 %以上是表
面缺陷,而在使用中產(chǎn)生的缺陷有90 %以上是表面
缺陷或由表面缺陷導(dǎo)致的缺陷[1 ] 。斷裂力學(xué)分析表
明,表面和近表面缺陷的當(dāng)量尺寸比埋藏缺陷大一
倍,故其對(duì)壓力容器安全性的影響至關(guān)重要。磁粉
檢測(cè)對(duì)表面缺陷有很高的檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確性和可
靠性,是最常用、最直觀、最經(jīng)濟(jì)方便的常規(guī)無(wú)損檢
測(cè)方法之一。這使得壓力容器的磁粉檢測(cè)具有十分
重要的作用。
1 　應(yīng)用現(xiàn)狀及特點(diǎn)
對(duì)壓力容器行業(yè)而言,應(yīng)用磁粉檢測(cè)技術(shù)的目
收稿日期:2004203231
1) 陜西航空工業(yè)壓力容器檢測(cè)站,陜西西安　710077
2) 中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)公司質(zhì)量部,四川德陽(yáng)　618013
的通常是為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障使用安全、改進(jìn)制
造工藝和降低生產(chǎn)成本。其主要作用是在不損傷鐵
磁性工件的前提下,檢出表面和近表面缺陷,以滿足
壓力容器設(shè)計(jì)中強(qiáng)度等方面的需要。從該意義上
講,壓力容器領(lǐng)域的磁粉檢測(cè)技術(shù)屬于應(yīng)用型的無(wú)
損探傷技術(shù)。在以鐵磁性材料為主的壓力容器原材
料驗(yàn)收、制造安裝過(guò)程質(zhì)量控制與產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收以
及使用中的定期檢驗(yàn)與缺陷維修監(jiān)測(cè)等幾個(gè)階段
中,磁粉檢測(cè)技術(shù)均得到了廣泛應(yīng)用。相關(guān)法規(guī)也
明確要求鐵磁性材料的壓力容器表面檢測(cè)應(yīng)優(yōu)先選
用磁粉檢測(cè)。為防止事故和保障安全,壓力容器的
磁粉檢測(cè)通常按行業(yè)相關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)文
件要求等進(jìn)行。
1. 1 　原材料檢驗(yàn)[2 ]
在原材料方面,磁粉檢測(cè)的作用是控制材料的
質(zhì)量和降低成本。按設(shè)計(jì)要求等,檢測(cè)范圍涉及板
材、棒材、管材、鍛件及鑄件等,包括毛坯件及半成品
(鋼坯、鑄件和鍛件) 。主要檢測(cè)缺陷包括發(fā)紋、分
層、裂紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔、疏松、夾雜及氣孔等。
·302 ·
第26卷第6期
2 0 0 4 年6 月
無(wú)損檢測(cè)
NDT
Vol . 26 　No . 6
June 　2 0 0 4
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
典型的檢測(cè)方法是,對(duì)棒材和管材采用固定式
磁化設(shè)備進(jìn)行軸向通電法和線圈法磁化,濕法探傷;
對(duì)較大型的鑄鍛件等可采用磁軛法及觸頭法磁化,
濕法或干法探傷。
1. 2 　制造檢驗(yàn)
在壓力容器制造、安裝和產(chǎn)品驗(yàn)收中,磁粉檢測(cè)
的主要作用是控制焊接質(zhì)量,保障使用安全。對(duì)于
磁粉檢測(cè)的范圍,鋼制壓力容器需按有關(guān)技術(shù)法規(guī)、
標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定。檢測(cè)范圍包括對(duì)接焊
縫、角焊縫、T 形接頭,復(fù)合鋼板的復(fù)合層焊縫,堆焊
表面,接管與長(zhǎng)頸法蘭及接管與接管的對(duì)接焊縫,修
磨或補(bǔ)焊處的表面及卡具和拉筋等拆除處的焊痕表
面,堆焊復(fù)合管板基層材料的待堆焊面和復(fù)合材料
加工后(鉆孔前) 的表面,管板角焊縫,支柱與球殼連
接處的角焊縫表面,非受壓件與容器的連接焊縫,火
焰切割且淬硬性較大的高強(qiáng)鋼或合金鋼材料的坡
口,超高壓容器筒體表面,以及焊疤和緊固螺栓等的
表面和缺陷清除表面等。主要檢測(cè)的缺陷有裂紋、
未焊透、未熔合、氣孔、夾渣、分層和發(fā)紋等。
典型的檢測(cè)方法有,對(duì)母材和焊縫等,多采用磁
軛法或交叉磁軛法,有條件也可采用觸頭法磁化,水
基或油基磁懸液濕法探傷;對(duì)坡口和鈍邊,采用觸頭
法或交叉磁軛法磁化,濕法探傷;對(duì)螺栓和鋼管等,
多采用固定式磁粉探傷機(jī),線圈法和軸向通電法磁
化,油基或水基磁懸液濕法探傷,或熒光磁懸液濕
法,剩磁法探傷;對(duì)焊接過(guò)程中的層間檢驗(yàn)常采用干
粉法探傷;對(duì)超高壓容器的筒體(如人造水晶高壓釜
釜體) 可采用中心導(dǎo)體法探傷。
1. 3 　在用檢驗(yàn)
主要用于壓力容器的在役維修、定期檢驗(yàn)及在
線監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)等方面,目的是保障使用安全及預(yù)防事
故發(fā)生。壓力容器在運(yùn)行過(guò)程中受介質(zhì)、壓力和溫
度等因素的影響而產(chǎn)生的缺陷主要有腐蝕、沖蝕、應(yīng)
力腐蝕開(kāi)裂和疲勞開(kāi)裂等。重點(diǎn)檢測(cè)部位包括,標(biāo)
準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值σb > 540MPa 材料的焊縫;鉻2鉬
(Cr2Mo) 低合金鋼制容器的焊縫;介質(zhì)有應(yīng)力腐蝕傾
向容器的焊縫和其它有懷疑的焊縫; 應(yīng)力集中、變
形、異種鋼焊接、補(bǔ)焊和成形不良的部位,卡具焊跡
和易產(chǎn)生裂紋的部位以及高強(qiáng)螺栓等;投入使用后
首次檢驗(yàn)、對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感材料、升卸壓頻繁或壓力
波動(dòng)較大容器的內(nèi)表面焊接接頭以及強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中
的換熱容器管子管板焊接接頭等。
由于絕大部分在用壓力容器的檢測(cè)均在安裝、
使用和維修的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,受檢測(cè)條件的限制,多采用
適于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的技術(shù)和便攜式的設(shè)備器材等。典型
的檢測(cè)方法是,針對(duì)焊縫采用磁軛或交叉磁軛法磁
化,水基磁懸液濕法探傷;針對(duì)焊縫層間檢驗(yàn)采用磁
軛或觸頭法磁化,干粉法探傷;針對(duì)高強(qiáng)鋼、裂紋敏
感材料和可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋的工件采用熒光法
探傷等。在用工件的磁粉檢測(cè)通常應(yīng)在去除表面涂
層、進(jìn)行表面清理后或超聲波檢測(cè)前進(jìn)行。
2 　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)大部分壓力容器企業(yè)均以國(guó)家和行
業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)準(zhǔn)則。壓力容器行業(yè)的磁粉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
為JB 4730 —1994《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》,其為強(qiáng)制性
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在壓力容器行業(yè)的設(shè)計(jì)、選材、制造、安
裝、使用、檢驗(yàn)和修理過(guò)程中的檢測(cè)要求均按該標(biāo)準(zhǔn)
執(zhí)行。隨著無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和壓力容器行業(yè)的發(fā)展,
對(duì)于JB 4730 的修訂正在進(jìn)行中,按JB 4730 (送審
稿) 的編制說(shuō)明,其修訂主要根據(jù)國(guó)內(nèi)多年的研究成
果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),參考美國(guó)ASME 第Ⅴ篇和日本J IS 標(biāo)
準(zhǔn)規(guī)范以及行業(yè)反饋意見(jiàn)進(jìn)行,適用范圍擴(kuò)大為鍋
爐、壓力容器和壓力管道,主要增加和修改內(nèi)容包括
多向磁化、中填充線圈法、對(duì)高強(qiáng)鋼及裂紋敏感材料
使用熒光磁粉檢測(cè)的要求、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試片和試塊的類
型規(guī)格的規(guī)定、磁軛提升力指標(biāo)的要求以及在用設(shè)
備檢測(cè)等相關(guān)內(nèi)容。
現(xiàn)行壓力容器磁粉檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有JB 4730 —
1994《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》、GB/ T 12604. 5 —1990《無(wú)損
檢測(cè)術(shù)語(yǔ)　磁粉檢測(cè)》、GB/ T 15822 —1995《磁粉探傷
方法》、JB/ T 6061 —1992《焊縫磁粉檢驗(yàn)方法和缺陷磁
痕的分級(jí)》、JB/ T 6063 —1992《磁粉探傷用磁粉　技術(shù)
條件》、JB/ T 6065 —1992《磁粉探傷用標(biāo)準(zhǔn)試片》、JB/ T
6066 —1992《磁粉探傷用標(biāo)準(zhǔn)試塊》、JB/ T 8290 —1998
《磁粉探傷機(jī)》、JB/ T 6870 —1993《旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷儀技
術(shù)條件》、JB/ T 7411 —1994《電磁軛探傷儀技術(shù)條件》
以及GB/ T 16673 —1996《無(wú)損檢測(cè)用黑光源(UV2A) 輻
射的測(cè)量》。
以上標(biāo)準(zhǔn)已基本形成了較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。
現(xiàn)正在進(jìn)行部分標(biāo)準(zhǔn)的修訂和復(fù)審,一方面使檢測(cè)
方法和工藝逐步完善,另一方面又逐步與國(guó)外相關(guān)
標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容接軌。
3 　主要磁化方法和磁化規(guī)范
3. 1 　磁軛法和交叉磁軛法
在壓力容器制造和在用檢驗(yàn)中,以焊縫檢測(cè)為
·303 ·
姚　力等: 壓力容器無(wú)損檢測(cè)———磁粉檢測(cè)技術(shù)
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
主,一般采用便攜式磁軛探傷儀,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量
輕、使用方便,在壓力容器行業(yè)得到最廣泛的應(yīng)用,
甚至有“磁軛打天下”的說(shuō)法。
磁軛法采用單關(guān)節(jié)和多關(guān)節(jié)磁軛縱向磁化工
件,適用于大型工件的局部檢測(cè),如對(duì)接焊縫、角焊
縫、筒體鋼板母材及坡口等的檢測(cè)。其特點(diǎn)是設(shè)備
簡(jiǎn)單、操作方便,但由于須在同一部位至少作兩次相
互垂直的獨(dú)立檢測(cè),故效率低,且易造成漏檢。
交叉磁軛法采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件,適用于對(duì)
接焊縫、母材、坡口及大口徑筒體封頭等局部檢測(cè)。
JB 4730 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件允許時(shí)可使用該方法。由于
采用交叉磁軛能獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),靈敏可靠且探傷效
率高,故在低碳鋼和低合金鋼焊縫的制造和在用檢
驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用。采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件常用
完全連續(xù)磁化法。其磁軛的行走速率一般應(yīng)為2～
3m/ min ;磁極端面與工件表面的間隙越小越好,一
般≯1. 5mm;檢驗(yàn)部位的方向一般限于向下和斜向
下;磁懸液噴灑應(yīng)使磁粉有足夠時(shí)間聚集,并避免沖
刷已形成的磁痕;觀察磁痕應(yīng)及時(shí)進(jìn)行[3 ] 。
JB 4730 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定磁軛法的磁化規(guī)范可根據(jù)靈
敏度試片或提升力來(lái)確定。對(duì)于磁軛,當(dāng)電磁軛極
間距為200mm時(shí),交流電磁軛至少應(yīng)有44N 的提升
力,直流電磁軛至少應(yīng)有177N 的提升力,其磁極間
距應(yīng)控制在50～200mm ,但其有效磁化區(qū)域規(guī)定為
兩極連線兩側(cè)±50mm 區(qū)域, 兩次檢測(cè)時(shí)應(yīng)重疊
15mm;對(duì)于交叉磁軛,其提升力要求≮88N。
3. 2 　觸頭法
觸頭法作為周向磁化方法,也適用于大型工件
的局部檢測(cè),包括坡口、焊縫層間、電弧氣刨面、鑄鍛
件材料及無(wú)法在固定式設(shè)備上進(jìn)行探傷的大型結(jié)構(gòu)
和工件等的檢測(cè)。觸頭法通常使用便攜式或移動(dòng)式
探傷設(shè)備,其特點(diǎn)是電極間距及磁化規(guī)范可調(diào),但也
須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨(dú)立檢測(cè),效
率不高,且易造成漏檢。由于存在電流的導(dǎo)入,可能
產(chǎn)生過(guò)熱、起弧或燒傷工件,對(duì)于熱處理后的焊縫及
有淬硬傾向材料制造的壓力容器等需限制使用。當(dāng)
觸頭法用于坡口和焊縫層間檢測(cè)時(shí),應(yīng)在操作時(shí)注
意保持觸頭與工件表面的良好接觸后再通電磁化,
并在關(guān)閉電源后再拿開(kāi)觸頭,以免燒傷工件。有些
材料或特殊用途的容器禁止使用銅觸頭。
觸頭法磁軛的磁化規(guī)范可根據(jù)靈敏度試片來(lái)確
定。其磁極間距應(yīng)控制在75～200mm。磁化電流的
選取應(yīng)保證在一定范圍內(nèi)靈敏度達(dá)到要求,工件厚
度< 20mm 時(shí)為3 ～ 4 倍間距的范圍, 工件厚度
≥20mm時(shí)為4～5 倍間距的范圍。
3. 3 　軸向通電法或中心導(dǎo)體法和線圈法
對(duì)于制造螺栓螺母的棒材、抽樣檢驗(yàn)鋼棒和鋼管
原材料缺陷狀況的塔形試驗(yàn)件、無(wú)縫鋼管和螺栓等軸
類零件、法蘭、凸圓及圓筒等,常用固定式或移動(dòng)式設(shè)
備進(jìn)行軸向通電法或中心導(dǎo)體法周向磁化和線圈法
縱向磁化進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管狀工件,也常用電焊
機(jī)電纜纏繞工件的繞電纜法或線圈法進(jìn)行縱向磁化,
用直接通電法或中心導(dǎo)體法進(jìn)行周向磁化。
軸向通電法或中心導(dǎo)體法和線圈法的磁化規(guī)
范,可由JB 4730 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。
3. 4 　復(fù)合磁化法
復(fù)合磁化為同時(shí)在被檢工件上施加兩個(gè)或兩個(gè)
以上方向的磁場(chǎng),其中一個(gè)必然是交流磁場(chǎng),合成磁
場(chǎng)的方向在被檢區(qū)域內(nèi)隨著時(shí)間變化,一次磁化就
能檢出各種取向的缺陷。其主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏可靠,
檢測(cè)效率高。在管板焊縫的檢測(cè)中應(yīng)用效率高。手
提式復(fù)合磁化磁粉探傷儀用于集箱管子接頭角焊縫
等的檢測(cè),提高了可靠性,效率更是提高10 倍以上。
3. 5 　平行電纜法
平行電纜法可用于較長(zhǎng)尺寸的角焊縫等的檢
測(cè),其優(yōu)點(diǎn)是可用交流弧焊機(jī)替代專門的磁粉檢測(cè)
電源進(jìn)行檢測(cè)。但其磁化規(guī)范不能準(zhǔn)確控制,只能
采用靈敏度試片來(lái)確定。
3. 6 　直流磁化法和交流磁化法
由于集膚效應(yīng)、焊縫表面磁場(chǎng)強(qiáng)度和分布規(guī)律、
磁粉的振動(dòng)有利于其遷移以及退磁等原因,交流磁
化和整流磁化對(duì)表面缺陷的檢測(cè)效果通常優(yōu)于直流
和永久磁鐵(磁軛) 磁化,其應(yīng)用范圍更廣泛。如充
電式電瓶的直流磁軛探傷儀,雖然提升力指標(biāo)遠(yuǎn)大
于188N ,但針對(duì)表面缺陷的檢測(cè),其效果仍遠(yuǎn)差于
交流磁軛探傷儀。
4 　主要檢測(cè)工藝
4. 1 　濕法和干法
濕法檢測(cè)靈敏度較高,特別適于檢測(cè)如疲勞裂紋
類的細(xì)微缺陷,多采用連續(xù)法非熒光磁粉濕法(油或
水懸液) 檢測(cè)。而干粉法與磁軛法或觸頭法相配合,
常用于大型鑄鍛件毛坯及大型結(jié)構(gòu)件焊縫的局部檢
測(cè)。對(duì)較高層間溫度下進(jìn)行的焊縫層間檢驗(yàn),常采用
干法,干磁粉顏色可選用較高對(duì)比度的藍(lán)、灰或紅色;
對(duì)于300～400 ℃的高溫,可使用特制的高溫磁粉[4] 。
·304 ·
姚　力等: 壓力容器無(wú)損檢測(cè)———磁粉檢測(cè)技術(shù)
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4. 2 　熒光法和非熒光法
由于壓力容器制造、安裝和在用檢驗(yàn)工況環(huán)境
等因素的影響和限制,非熒光法的應(yīng)用遠(yuǎn)比熒光法
廣泛。常用非熒光法的磁粉為黑色(Fe3O4) 和紅褐
色(γ2Fe2O3) 磁粉等。當(dāng)工件油污等已被有效清洗
或?qū)ぜP蝕無(wú)特殊要求時(shí),成品磁膏現(xiàn)場(chǎng)配制的
黑磁粉水基磁懸液因方便經(jīng)濟(jì)并能滿足檢測(cè)靈敏度
的要求,而得到廣泛使用。
由于熒光法具有對(duì)比度高、靈敏度高、適于暗處
和空間狹窄部位、成本低、視覺(jué)疲勞小、勞動(dòng)強(qiáng)度低
和環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用。近年
來(lái)國(guó)內(nèi)壓力容器行業(yè)熒光磁粉的應(yīng)用也逐步增加,
針對(duì)靈敏度要求高的關(guān)鍵工件和受力部位應(yīng)要求采
用熒光法檢測(cè)。
4. 3 　系統(tǒng)綜合靈敏度校驗(yàn)
由于使用簡(jiǎn)單、攜帶方便而且能滿足壓力容器
現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的需要,標(biāo)準(zhǔn)試片和磁場(chǎng)指示器是合理選
擇磁化規(guī)范及進(jìn)行系統(tǒng)綜合靈敏度校驗(yàn)的快速、直
觀和有效的方法,相對(duì)于采用霍爾元件或場(chǎng)強(qiáng)計(jì)等
其它驗(yàn)證磁化規(guī)范的方法而言,應(yīng)用更廣泛。
標(biāo)準(zhǔn)試片是校驗(yàn)磁粉探傷系統(tǒng)綜合靈敏度的工
具,能較準(zhǔn)確地反映復(fù)雜結(jié)構(gòu)工件不同部位的磁場(chǎng)方
向和磁場(chǎng)強(qiáng)度。標(biāo)準(zhǔn)試片用于被檢工件表面有效磁
場(chǎng)強(qiáng)度和方向、有效檢測(cè)區(qū)及磁化方法是否正確的測(cè)
定。常用的是中等靈敏度的A230/ 100 型標(biāo)準(zhǔn)試片。
受工件尺寸限制時(shí),可用相當(dāng)于A215/ 100 靈敏度的C
型標(biāo)準(zhǔn)試片。磁場(chǎng)指示器用于粗略校驗(yàn)表面磁場(chǎng)方
向、有效檢測(cè)區(qū)及磁化方法是否正確,應(yīng)用于連續(xù)法,
但不能用作磁場(chǎng)強(qiáng)度及其分布的定量指示。
4. 4 　水?dāng)嘣囼?yàn)
使用水基磁懸液時(shí),由于工件表面潤(rùn)濕狀況可
能嚴(yán)重影響磁懸液中磁粉的分布、運(yùn)動(dòng)、聚集和保
持,故必須采用具有表面活性劑的水溶液擦拭工件
表面,確保磁懸液對(duì)工件表面潤(rùn)濕良好,形成完整的
薄膜表面,以確保檢測(cè)質(zhì)量。要求每次工作前應(yīng)進(jìn)
行水?dāng)嘣囼?yàn),即將水基磁懸液澆在被檢工件表面上,
如磁懸液的水膜連續(xù)不斷,無(wú)裸露的水?dāng)啾砻?表示
水基磁懸液的潤(rùn)濕性能良好,可以開(kāi)展磁粉檢測(cè),否
則說(shuō)明其潤(rùn)濕劑不足或清洗不足,需進(jìn)一步處理。
5 　主要設(shè)備器材現(xiàn)狀[5 ]
國(guó)內(nèi)現(xiàn)已能夠生產(chǎn)滿足壓力容器磁粉檢測(cè)需要
的全系列設(shè)備的主機(jī)和附件、標(biāo)準(zhǔn)試片、試塊以及相
關(guān)器材,部分廠家已取得ISO9000 系列國(guó)際質(zhì)量保
證體系認(rèn)證,其產(chǎn)品在品種和功能方面已符合相關(guān)
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。相關(guān)的進(jìn)展有:
(1) 便攜式磁粉探傷儀方面
近年來(lái),國(guó)內(nèi)研制的手提式復(fù)合磁化裝置可實(shí)
現(xiàn)大型壓力容器焊縫及管板角焊縫等的一次性磁
化,并在全方位上顯示缺陷磁痕方面有所創(chuàng)新。
近年來(lái),多個(gè)國(guó)內(nèi)外設(shè)備廠家已推出了重量輕,
適應(yīng)高空作業(yè)、野外無(wú)電源和防火防爆現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的
電瓶充電式磁軛探傷儀,其檢測(cè)效果與永久磁鐵探
傷儀相近。
為方便用戶,儀器廠將角焊縫磁軛、多關(guān)節(jié)磁
軛、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁軛和磁化線圈等集合為一體,形成多
功能儀器,滿足了壓力容器檢測(cè)的不同現(xiàn)場(chǎng)需要。
低頻交流磁軛的研究和應(yīng)用進(jìn)一步深入發(fā)展,
現(xiàn)已能用于管對(duì)接焊縫等的6～8mm 深未焊透等近
表面缺陷的檢測(cè)。
(2) 自動(dòng)化檢測(cè)裝置方面
多個(gè)廠家已有微機(jī)控制的自動(dòng)化固定式磁粉探
傷機(jī)供應(yīng),可進(jìn)行上下工件、磁化、噴液、檢測(cè)和退磁
等工序的程控化,在小型鍛件、螺栓件和管材等部件
的檢測(cè)中取得良好效果。移動(dòng)式半波直流探傷機(jī)作
為檢查壓力容器多層焊縫的專用設(shè)備,對(duì)皮下缺陷
有較高的檢測(cè)靈敏度。
(3) 相關(guān)器材方面
適用于壓力容器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的磁膏和反差增強(qiáng)
劑、濃縮磁懸液、全粉型復(fù)合熒光磁粉和熒光磁粉探
傷磁懸載液以及照度計(jì)、紫外輻射計(jì)、場(chǎng)強(qiáng)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)
試片等輔助器材已逐步齊全完善,部分產(chǎn)品的質(zhì)量
已符合相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。
6 　技能培訓(xùn)與技術(shù)交流
壓力容器磁粉檢測(cè)人員的技術(shù)素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平
對(duì)于保證壓力容器的安全運(yùn)行十分重要,受到了各
級(jí)政府部門和各行業(yè)部門的高度重視。國(guó)家質(zhì)量監(jiān)
督檢驗(yàn)檢疫部門歸口管理、培訓(xùn)和考核對(duì)壓力容器
磁粉檢測(cè)質(zhì)量控制和人員素質(zhì)的提高十分有益。
1987 年以來(lái),全國(guó)鍋爐壓力容器無(wú)損檢測(cè)人員資格
鑒定考核委員會(huì)組織編寫的《磁粉檢測(cè)》培訓(xùn)教材多
次修改再版,促進(jìn)了壓力容器磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
和人員水平的提高。開(kāi)展壓力容器磁粉檢測(cè)技術(shù)交
流的途徑包括以《無(wú)損檢測(cè)》和《無(wú)損探傷》雜志為代
表的專業(yè)學(xué)術(shù)刊物、全國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)術(shù)年會(huì)、全國(guó)表
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姚　力等: 壓力容器無(wú)損檢測(cè)———磁粉檢測(cè)技術(shù)
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面探傷技術(shù)年會(huì)及其它各類學(xué)術(shù)交流會(huì)議等。
7 　主要研究和應(yīng)用
在壓力容器磁粉檢測(cè)技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域,近年
來(lái)部分相關(guān)應(yīng)用研究的進(jìn)展有:
(1) 在相同的檢驗(yàn)概率下,磁粉檢測(cè)比滲透檢
測(cè)能檢出深度更小的缺陷,對(duì)同一缺陷磁粉檢測(cè)的
檢出率較高[6 ] ;對(duì)在用壓力容器焊縫表面用化學(xué)除
漆劑除漆、水基磁懸液磁軛法工藝進(jìn)行磁粉檢測(cè)的
數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析證實(shí),其以個(gè)數(shù)計(jì)的缺陷檢出率
達(dá)98. 3 % ,在95 %置信度下的檢出率> 90 % ,從而
證明磁粉檢測(cè)是一種可靠、有效的檢測(cè)方法[7 ] 。
(2) 部分試驗(yàn)表明[8～10 ] ,一定厚度的涂層(0. 25
～0. 5mm) 不影響A 型試片的有效檢出;但對(duì)實(shí)際現(xiàn)
場(chǎng)容器上厚度< 0. 1mm 涂層下的弧坑裂紋進(jìn)行獨(dú)
立檢測(cè),仍不能保證其有效檢出。
(3) 低頻磁軛磁化裝置已能發(fā)現(xiàn)距被檢表面
6mm深的缺陷[11 ] ,可有效檢出深度達(dá)6～8mm 的根
部未焊透等缺陷,具有廣闊的應(yīng)用前景。
(4) 對(duì)不同表面狀況下水磁懸液的檢測(cè)靈敏度
試驗(yàn)表明,在母材表面狀況良好、不修磨焊縫表面的
情況下,使用反差增強(qiáng)劑加黑磁粉檢測(cè)工藝,對(duì)表面
和近表面缺陷的檢出率和分辨力能滿足國(guó)內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)
準(zhǔn)驗(yàn)收條款的要求[12 ] 。
(5) 磁懸液濃度對(duì)探傷結(jié)果影響的試驗(yàn)表明,
磁粉檢測(cè)靈敏度不隨磁懸液濃度單調(diào)上升,而受磁
懸液濃度、表面粗糙度和磁化規(guī)范的共同影響[13 ] 。
(6) 對(duì)電磁軛指標(biāo)的研討分析表明,提升力是
考核直流、整流和交流電磁軛性能的主要指標(biāo);靈敏
度試片法是保證電磁軛探傷靈敏度的一種簡(jiǎn)易、可
靠的考核指標(biāo)和手段;其影響因素除包括磁感應(yīng)強(qiáng)
度和截面積以外,磁軛的材質(zhì)(磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率) 及
其與工件的接觸間隙(接觸不平度) 等均不可忽視。
8 　發(fā)展趨勢(shì)和亟待解決的問(wèn)題
(1) 完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)　JB 4730 標(biāo)準(zhǔn)中,關(guān)于磁化
方法、磁化規(guī)范的確定、磁化電流、評(píng)定等級(jí)劃分、水
斷試驗(yàn)和靈敏度校驗(yàn)時(shí)機(jī)等,與其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比
均不夠完善,存在一定差距。作為壓力容器磁粉檢
測(cè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)檢測(cè)質(zhì)量控制和先進(jìn)技術(shù)的推廣
應(yīng)用等的影響和作用較大,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修改、完善、
拓展及與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌等均十分重要。
(2) 向無(wú)損評(píng)價(jià)發(fā)展　為適應(yīng)壓力容器技術(shù)和
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,滿足質(zhì)量控制、損傷容限設(shè)計(jì)
和斷裂安全評(píng)定的需要,應(yīng)對(duì)壓力容器領(lǐng)域開(kāi)展磁
粉定量檢測(cè)、檢出率可靠性研究等有針對(duì)性的工作,
努力使磁粉檢測(cè)技術(shù)適應(yīng)材料使用安全評(píng)估或在用
設(shè)備安全評(píng)定的需求,而不僅是停留在探傷階段。
(3) 擴(kuò)大適用范圍　隨著國(guó)家特種設(shè)備管理范
圍的發(fā)展變化,壓力容器磁粉檢測(cè)應(yīng)吸納相應(yīng)技術(shù),
擴(kuò)大適用范圍,滿足包括鍋爐、壓力容器、壓力管道
和氣瓶等特種設(shè)備的原材料、制造、安裝和使用過(guò)程
中的實(shí)際檢測(cè)需要。如開(kāi)展復(fù)合磁化技術(shù)和低頻磁
化技術(shù)等的研究。
(4) 加快與國(guó)際接軌的步伐　引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備器
材制造技術(shù),提高磁粉檢測(cè)配套器材的生產(chǎn)和制造
的整體水平,參考或等效采用相關(guān)國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)等,
以推動(dòng)行業(yè)磁粉檢測(cè)技術(shù)適應(yīng)我國(guó)進(jìn)入世貿(mào)組織的
形勢(shì)需要。
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姚　力等: 壓力容器無(wú)損檢測(cè)———磁粉檢測(cè)技術(shù)
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