焊縫磁粉檢測(cè)靈敏度控制

王光勇

【摘要】：本文從“工件表面狀態(tài)”、 “磁場(chǎng)的強(qiáng)度”等方面，根據(jù)自身多年來(lái)在檢測(cè)工作中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)探討影響磁粉探傷靈敏度的各個(gè)因素，總結(jié)了控制各類(lèi)因素的要點(diǎn)和方法。

【關(guān)鍵詞】：磁粉探傷、檢測(cè)靈敏度

【 Abstract 】 This paper from "the surface status", "the strength of the magnetic field" and so on, based on its own for many years in the experience of detection work, studies the effect of magnetic powder flaw detection sensitivity various factors, summarizes the key points of all kinds of factors and the control method.

【 Key Words 】 : magnetic powder flaw detection, detection sensitivity

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.84 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)

在磁粉探傷工作中，我們主要從事的是對(duì)鍋爐壓力容器和壓力管道的焊縫，以及部分容器管道的母材、坡口、焊縫清根進(jìn)行磁粉探傷。為了保證磁粉探傷的可靠性，防止缺陷漏檢，提高發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，必須做好磁粉探傷靈敏度的控制。下面就焊縫磁粉探傷靈敏度的控制，談?wù)劚救嗽诠ぷ髦械囊稽c(diǎn)體會(huì)。

磁粉探傷靈敏度的影響因素主要有：工件表面狀況、磁粉的質(zhì)量性能、磁化電流的種類(lèi)、強(qiáng)度和方向，缺陷形狀和分布位置，檢測(cè)工藝的編制和實(shí)施，包括檢驗(yàn)方法和缺陷顯示方法和人員素質(zhì)等。

工件表面狀態(tài)

工件表面狀態(tài)包括表面光潔度、平整度、劃痕以及鍍層、氧化皮、銹斑、油污、油漆等覆蓋情況。工件表面粗糙，凹凸不平或有油污、銹斑等臟物，均會(huì)影響磁懸中磁粒子的移動(dòng)，降低缺陷漏磁場(chǎng)對(duì)磁粒子的吸附率，使探傷靈敏度下降。當(dāng)工件表面有鍍層、氧化皮、油污、油漆等覆蓋時(shí)，將會(huì)使靈敏度下降。因?yàn)橐欢ê穸鹊母采w層相當(dāng)于加大了缺陷處漏磁場(chǎng)對(duì)磁粒子的作用距離，使漏磁場(chǎng)對(duì)磁粉的吸附作用減弱。工件無(wú)覆蓋層時(shí)磁力線繞過(guò)近表面缺陷上部，而暴露于空氣中，形成漏磁場(chǎng)，吸附磁粉，使該缺陷得以顯示，有覆蓋層時(shí)則相反。

所以為提高磁粉探傷靈敏度，得到較為滿意的探傷效果，必須要求工件表面無(wú)油污、金屬屑、氧化皮、銹斑等臟物，要求被檢表面的顏色相對(duì)于磁懸液有較好的色襯。要求被檢面有一定的光潔度（12.5μm）即對(duì)焊縫表面應(yīng)進(jìn)行砂輪打磨，特別是焊趾線部位應(yīng)打磨圓滑過(guò)度、無(wú)尖角、咬邊等。防缺陷的漏檢和偽缺陷的產(chǎn)生。

磁場(chǎng)的強(qiáng)度

磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小將直接影響探傷靈敏度，磁場(chǎng)強(qiáng)度大，靈敏度就高，反之，磁場(chǎng)強(qiáng)度小，靈敏度就低。通常，使被檢工件的磁感應(yīng)強(qiáng)度接近磁飽和（即80%的磁飽和）時(shí)的磁化磁場(chǎng)強(qiáng)度，能得到較為滿意的靈敏度。具體應(yīng)按JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)算和靈敏度試片校驗(yàn)。

磁化電流種類(lèi)和磁化電流方向

磁化電流種類(lèi)很多，常用的有交流和直流。交流因有趨膚效應(yīng)，故交流磁化易于發(fā)現(xiàn)工件表面或深度較淺的近表面缺陷，即交流探傷對(duì)表面缺陷有較高的靈敏度。焊縫磁粉檢測(cè)常用交流電。

磁化電流的方向決定了磁化磁場(chǎng)的方向，由磁粉探傷原理可知，只有當(dāng)磁化磁場(chǎng)的磁力線與缺陷斷面垂直或接近垂直時(shí)，才能在缺陷處獲得最大的漏磁場(chǎng)，得到較高的探測(cè)靈敏度；反之，當(dāng)磁力線與缺陷斷面平行時(shí)，則缺陷處漏磁場(chǎng)極小，甚至得不到顯示。因此，磁化電流的方向應(yīng)根據(jù)工件可能存在的缺陷方向來(lái)確定，或在不同方向先后進(jìn)行磁化。焊縫探傷多采用磁軛交叉法，或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)法。

磁粉和磁懸液性能

磁粉和磁懸液的性能，主要有磁粉的粒度、磁性，磁懸液的粘度和滲透性等方面。

4.1 磁粉

4.1.1磁粉的粒度

磁粉的粒度有粗細(xì)之分，過(guò)份粗大的磁粉，其流動(dòng)性差，不但使缺陷的顯示緩慢，而且一些微小的缺陷所引起的微弱漏磁場(chǎng)就不易吸附粗大的磁粉，影響探傷靈敏度。但是，如果粒度過(guò)細(xì)，則由于磁粉微粒的磁導(dǎo)率極小，使其磁化透入率也相應(yīng)極小，將影響對(duì)表面下缺陷的探測(cè)靈敏度。

4.1.2磁粉的磁性

磁粉的磁性有強(qiáng)弱之分，磁性太弱則對(duì)缺陷顯示不敏感，效果就差，特別是一些微小的缺陷和近表面缺陷就更不易被顯示，造成漏檢。但磁性也不能太強(qiáng)，太強(qiáng)了，磁粉不僅沉積于缺陷處表面，而且在磁化后工件的磁力線方向上也將積聚磁粉，從而引起非缺陷性質(zhì)的雜亂顯示，造成誤判。

4.1.3磁粉的質(zhì)量要求

磁粉的粒度應(yīng)均勻，濕法用磁粉的平均粒度為2~10μm，最大≯45μm。干法用磁粉的平均粒度≯90μm，最大不大于180μm。磁粉的顏色與被檢工件表面應(yīng)有較高的對(duì)比度，常用的有Fe3O4和r-Fe2O3。

4.2磁懸液

4.2.1磁懸液的濃度

磁懸液的濃度要求可根據(jù)表面光潔度而定，光潔度好的工件，濃度可高一些，光潔度差的濃度可低一些，這樣可保證有足夠的磁粉流經(jīng)缺陷部位，同時(shí)又保證清晰的襯底，便于觀察。JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)要求，非螢光磁粉濃度為10~20g/L，螢光磁粉濃度為1~3g/L。

4.2.2磁懸液的粘度

磁懸液的粘度的作用，在于能夠懸浮磁粉和有較好的滲透性能。粘度太大，磁懸液中磁粉的流動(dòng)性差，表面張力大，滲透性差，不易被缺陷處漏磁場(chǎng)吸附。另外，粘度大的磁懸液其游離性也差容易使磁粉沉積于整個(gè)工件表面。不利于缺陷的判別。反之，若磁懸液粘度太小，則磁懸液在工件表面的流動(dòng)性就很大，停留時(shí)間短，缺陷漏磁場(chǎng)對(duì)磁粒子吸附的機(jī)會(huì)就少；也不利于缺陷顯示。同時(shí)，磁粉在粘度小的懸液中極易沉淀。每次使用前必須充分?jǐn)嚢琛?8℃時(shí)，應(yīng)不大于3.00mm2/s，在低溫時(shí)應(yīng)不大于5.00mm2/s。采用水懸液時(shí)，要加入表面活性劑，除銹劑和消泡劑或用成品磁膏，但都要做斷水試驗(yàn)。

工藝過(guò)程控制

焊縫磁粉檢測(cè)常用非螢光濕磁粉液的連續(xù)磁化磁軛法。其工藝過(guò)程控制主要有以下幾個(gè)方面：工件表面處理，磁粉和磁懸液的要求，磁軛的性能測(cè)定，磁化和磁懸液施加的操作過(guò)程控制，缺陷的觀察，靈敏度測(cè)試。

5.1探測(cè)面要求

應(yīng)對(duì)被檢焊縫進(jìn)行打磨，光潔度應(yīng)不低于12.5μm，并露出金屬光澤，焊縫兩側(cè)應(yīng)打磨圓滑過(guò)渡，打磨范圍應(yīng)向兩側(cè)延伸25mm以上，打磨好的探測(cè)面應(yīng)無(wú)油脂等污垢。

5.2檢測(cè)時(shí)機(jī)

一般安排在焊接工藝完成之后進(jìn)行，對(duì)有延遲裂紋的母材，應(yīng)安排在焊后24小時(shí)進(jìn)行。

5.3磁粉和磁懸液

見(jiàn)4.1和4.2。

5.4磁化設(shè)備

采用磁軛或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁力探傷機(jī)。其性能可用提升力表示，在使用磁軛最大間距的情況下，交流至少應(yīng)有44N（4.5Kg）的提升力，直流至少應(yīng)有177N(18.1Kg)的提升力，可用重量試塊測(cè)試。用A-30/100的靈敏度試片確定有效評(píng)定區(qū)和磁化方向。

5.5磁化技術(shù)

采用連續(xù)磁化法，在通電磁化時(shí)，施加磁懸液，持續(xù)磁化時(shí)間為1~3S，且至少反復(fù)磁化兩次，停施磁懸液至少1S以后才可停止磁化。

磁化方向：被檢工件的每一被檢區(qū)至少進(jìn)行兩次獨(dú)立檢測(cè)，用磁軛時(shí)應(yīng)交叉進(jìn)行。

例如：在一石化廠1405#罐檢測(cè)對(duì)接環(huán)縫磁粉探傷時(shí)，用磁軛沿焊縫方向拉，發(fā)現(xiàn)了幾條長(zhǎng)約10~30mm傾斜的裂紋，在重新檢測(cè)時(shí)用交叉法進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)該焊縫有107條2~30mm的橫向或傾斜裂紋，經(jīng)查是焊條問(wèn)題，后該環(huán)縫全部返修。

磁化的間距應(yīng)控制在50~200mm范圍內(nèi)，檢測(cè)的有效區(qū)域?yàn)閮蓸O中心邊線兩側(cè)各50mm的范圍內(nèi)，磁化區(qū)域每次應(yīng)有15mm重疊。且已形成的磁痕不要被流動(dòng)的懸浮液所破壞。磁懸液噴嘴位置，縱縫在磁軛下方焊縫中心，環(huán)縫應(yīng)在磁軛前上方。

結(jié)束語(yǔ)

以上分析總結(jié)了焊縫磁粉檢測(cè)靈敏度控制的要點(diǎn)及其原理，因此我們?cè)谶M(jìn)行磁粉檢測(cè)工作中，應(yīng)注意到下幾個(gè)方面：

要認(rèn)真做好探測(cè)面的制備，特別是熔合線及熱影響區(qū)。對(duì)球罐及容器環(huán)縫組對(duì)時(shí)的工卡具焊疤，要打磨光滑，因這些部位易產(chǎn)生表面裂紋。

對(duì)儀器、磁粉（磁膏）和磁懸液性能要做性能測(cè)試。

對(duì)角焊縫探測(cè)時(shí)，應(yīng)注意磁軛與工件的接觸，要面接觸，不能是點(diǎn)接觸或線接觸。否則，角焊縫的表面磁場(chǎng)強(qiáng)度不夠。

在施加磁懸液時(shí)，應(yīng)先將工件表面潤(rùn)濕，連續(xù)磁化時(shí)應(yīng)注意磁懸液噴灑的位置。

嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律。

對(duì)有懷疑的部位，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】：

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