盾構(gòu)機盾體對接焊縫的磁粉與滲透探傷方法及應用

付翔　陳浩楠

【摘要】本文簡述了磁粉探傷法與滲透探傷法的基本原理，并與超聲波探傷和射線探傷法進行比較.通過對盾構(gòu)機盾體對接焊縫無損檢測的實例，說明應用磁粉探傷法和滲透探傷法檢驗對接焊縫的重要性。

一、磁粉探傷及滲透探傷的基本原理

1、磁粉探傷原理

磁粉探傷的基本原理是將被檢工件通入大電流或磁力線，使工件磁化，則試件中產(chǎn)生或通入的磁力線過到缺陷時，特別是與磁力線垂直正交的缺陷，擾亂了磁力線的正常分布，并且缺陷的磁導率遠比基體低，從而使表面或近表面的缺陷產(chǎn)生漏磁，形成了N極和S極，吸附磁粉，顯示了漏磁，也就顯示了缺陷。

2、滲透探傷原理

滲透探傷的基本原理是利用了有色或熒光滲透液，能浸潤被檢試件表面，并對表面開裂性缺陷具有良好的滲透性能。由于表面張力作用和毛細管作用，經(jīng)過滲透、清洗、顯示處理，用目視法直接觀察缺陷的形狀和大小。滲透探傷法主要有著色探傷法和熒光探傷法。我廠目前采用著色探傷法。

這兩種方法都是用于檢查工件表面缺陷的。磁粉探傷只適用于鐵磁性金屬，而滲透探傷對于除多孔材料外的結(jié)構(gòu)均勻的材料都適用。但只能檢查被檢工件露出表面的缺陷，而磁粉探傷法對于未露出的近表面缺陷也能檢驗，而檢驗缺陷的深度也可隨電流強度加大而加深。

二、磁粉探傷法和滲透探傷法在對接焊縫探傷上的應用

對接焊縫主要缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等到。對于氣孔、夾渣、未熔合、未焊縫、裂紋等缺陷，采用超聲波探傷或射線探傷來檢查很有效。而對一些近表面或已露出工件表面而且肉眼直接觀察不到的缺陷，例如裂紋、氣孔等，采用磁粉探傷或滲透探傷來檢查就更為簡便易行，安全可靠。

對于對接焊縫的技術(shù)要求，一般都要進行超聲波探傷或射線探傷。例如北方重工生產(chǎn)的重點產(chǎn)品盾構(gòu)機盾體的技術(shù)要求，對于探傷有如下規(guī)定“用X射線軸查筒體焊縫不小于全部焊縫的25%，超聲波探傷為100%檢查，要求焊縫內(nèi)部質(zhì)量為DIN EN 1714-1712Ⅱ級。驗收標準為《1103SD00004B》B級，所有焊縫不得有裂紋?！倍蛔鞔欧刍驖B透探傷要求。

DG1120422（1-1）臺，DG1120422（2-2）臺，DG110423（1-1）臺的盾體，材質(zhì)為Q345B。對接焊縫坡口為X型，其對接焊縫總長度為60m以上。（見示意圖）

我們在用超聲波探傷法檢查焊縫質(zhì)量時，發(fā)現(xiàn)在某些環(huán)焊縫的表面有缺陷波反射。由于反射波出現(xiàn)的位置與焊縫底角反射波的位置很相近，不易觀察，很難確定。我們決定打破常規(guī)，采用磁粉探傷法進行檢查。檢查的結(jié)果發(fā)現(xiàn)焊縫表面上有條狀磁痕顯示。為了證實它們是否是開裂缺陷，我們又采用滲透探傷法進行檢驗。結(jié)果證明缺陷的性質(zhì)是裂紋。我們先后對產(chǎn)品號為DG1120422（1-1臺）、DG1120422 （2-2臺）、DG110423（1-1臺）的，三臺等三節(jié)盾體的部分環(huán)縫進行滲透探傷。發(fā)現(xiàn)有的環(huán)縫上存在大量的裂紋缺陷，在一條環(huán)縫最多存在有20條裂紋。這些裂紋走向大都沿垂直環(huán)縫走向，少量與環(huán)縫走向平行。（見照片）

說明：中間白色部分為顯像劑白色底色，深色為顯示缺陷的紅色滲透劑。圖中深色條狀的痕跡即為裂紋缺陷顯示。

我們用于磁粉探傷的主要儀器有射陽產(chǎn)的CYE-5000型電磁軛探傷儀和日本產(chǎn)“攜帶用極間磁粉探傷器N-1BS型號為等。這些儀器體積小，重量輕，操作簡單，性能可靠，適用于現(xiàn)場對焊縫的檢驗。我們用于滲透探傷的主要有DPT-5牌HD型著色滲透探傷劑。便于攜帶，使用方便，靈敏度高，很適于檢查裂紋等缺陷。上述儀器和探傷劑都符合 NB/T 47013標準的要求。（見附錄）

具體操作方法也按照NB/T 47013標準中的——磁粉探傷”，“及——滲透探傷”規(guī)定進行。

三、幾種探傷法的比較

檢查對接焊縫內(nèi)部缺陷時，采用超聲波探傷來檢驗盾體對接焊縫內(nèi)部的缺陷很有效。但對于上述表面缺陷，就容易產(chǎn)生漏檢。其原因之一是用斜角探頭檢查時，其各種缺陷反射波和焊縫上下焊角反射波很難區(qū)分開，并且焊縫所產(chǎn)生的最有危害性缺陷--裂紋，大部分多為橫向裂紋，且平行于超聲波聲束方向，因此很難有缺陷波出現(xiàn)。使超聲波對焊縫近表面及表面缺陷的檢驗具有一定的局限性。

而采用X射線探傷方法對盾體對接焊縫進行檢驗時，則不管是勞動強度、還是檢驗成本都要大大提高，單就按每張片長300mm，檢查一條焊縫至少需要40張片子。檢查一節(jié)盾體至少需要2天時間?？傊@種探傷方法操作起來更復雜、工作量更大、檢驗周期更長、費用也更大。

因此，磁粉探傷方法和滲透探傷方法對檢驗盾體近表面缺陷與其它檢驗方法相比較而言，它有很大的優(yōu)越性，其主要優(yōu)點有，設(shè)備簡單，現(xiàn)場操作方便，工作起來安全可靠，并且檢驗表面缺陷靈敏度高。只要我們檢測人員嚴格按照標準進行探傷，對焊縫的近表面缺陷就不易漏檢。

作者簡介

付翔（1988-），男，漢族，助理工程師，本科，畢業(yè)于沈陽化工大學，材料科學與工程專業(yè)，主要從事無損檢測工作。