磁粉檢測簡介及其在電廠設(shè)備中的應(yīng)用

摘 要：無損檢測是利用物質(zhì)的聲、光、熱、磁和電等特性，來檢測材料或者工件中缺陷的方法，目前主要的檢測方法有磁粉檢測、滲透檢測、超聲檢測和射線檢測四種。文章對磁粉檢測做了簡單的介紹并簡述其在電廠設(shè)備中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：磁粉；檢測；鐵磁性；缺陷

1 磁粉檢測的原理和特點(diǎn)

磁粉檢測是通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一項(xiàng)無損檢測方法。

磁粉檢測的原理是鐵磁性材料被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁感應(yīng)線發(fā)生局部變形而產(chǎn)生漏磁場，吸附工件表面的磁粉，在一定的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。磁粉檢測可檢測出鐵磁性材料表面和近表面的缺陷；檢測靈敏度高；不受工件大小和形狀的限制；檢測速度快，工藝簡單，重復(fù)檢測性好。但它僅限于鐵磁性材料使用；只能檢測表面和近表面缺陷；檢測靈敏度與磁化方向有很大關(guān)系；容易產(chǎn)生非相關(guān)顯示；必要時(shí)需要退磁處理。

2 被檢工件的磁化

2.1 磁化方法

磁粉檢測必須在被檢工件內(nèi)或在其周圍建立一個(gè)磁場，磁場建立的過程就是工件的磁化過程。根據(jù)建立磁場的方向不同，磁化方法有以下分類：

2.1.1 周向磁化

使電流通過空心工件孔中的導(dǎo)體，或者給工件直接通電，在工件中建立一個(gè)磁場方向與工件軸線相垂直的閉合磁場。周向磁化可用于發(fā)現(xiàn)工件軸向方向的缺陷。

2.1.2 縱向磁化

利用通電線圈環(huán)繞工件，使工件中的磁感應(yīng)線與線圈的中心軸線平行?？v向磁化可用于發(fā)現(xiàn)與工件軸線相垂直的缺陷。

2.1.3 多向磁化

在工件中產(chǎn)生一個(gè)方向和大小都隨時(shí)間變化的磁場。多向磁化可以發(fā)現(xiàn)工件上多個(gè)方向的缺陷。

2.2 磁化磁場的方向與磁場強(qiáng)度

當(dāng)磁化磁場產(chǎn)生的磁感應(yīng)線與缺陷方向垂直時(shí)，在缺陷處能獲得最大的漏磁場。在焊縫磁粉檢測中，為得到較高的檢測靈敏度，通常在被檢測工件上至少使用兩個(gè)近似相互垂直方向的磁化磁場。

為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，磁化磁場必須有足夠的強(qiáng)度。在承壓設(shè)備無損檢測中，磁化磁場的強(qiáng)度用電磁軛的提升力做為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)磁軛間距最大時(shí)，交流電磁軛的提升力不少于45N；直流電磁軛的提升力不少于177N；交叉磁軛的提升力不少于118N。

3 磁粉檢測的工藝

根據(jù)被檢測工件的形狀、尺寸和可能出現(xiàn)缺陷的部位、性質(zhì)、方向和形狀等的不同，所采用的磁粉檢測方法也不盡相同，但其檢測步驟大體如下：

3.1 預(yù)處理

校驗(yàn)檢測設(shè)備的靈敏度，除去被檢測工件表面的鐵銹、油污、氧化層等，必要時(shí)需在被檢工件表面均勻地噴涂一薄層反差增強(qiáng)劑。

3.2 磁化

3.2.1 確定磁化方法。一般的鐵磁性材料都使用連續(xù)法檢測；矯頑力在1kA/m，剩磁在0.8T以上或使用連續(xù)法難以檢測的工件選用剩磁法檢測。

3.2.2 確定磁化方向。應(yīng)盡可能使磁場方向與缺陷分布方向垂直。

3.2.3 確定磁化電流。交流電磁化對工件表面微缺陷的檢測靈敏度高；直流電磁化可檢測工件近表面最深的缺陷。

3.2.4 確定磁化的通電時(shí)間。采用連續(xù)法時(shí)，應(yīng)在施加磁粉工作結(jié)束后再切斷磁化電流。

3.3 施加磁粉或磁懸液

采用干法檢測時(shí)，應(yīng)使干磁粉噴成霧狀；濕法檢驗(yàn)時(shí)，磁懸液需經(jīng)過充分的攪拌，然后進(jìn)行噴灑。

3.4 磁痕的觀察和記錄

磁痕的觀察和記錄應(yīng)在磁痕形成后立即進(jìn)行。使用非熒光磁粉檢測時(shí)，可見光照度不得低于500lx；熒光磁粉檢測時(shí)，黑光輻照度不得低于1000μW/cm2。

3.5 缺陷評級

磁粉檢測顯示的磁痕，要先鑒別是否是由缺陷引起的，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對缺陷引起的磁痕進(jìn)行評級。

3.6 退磁

如果工件上存在的剩磁影響工件的進(jìn)一步加工和使用，此時(shí)應(yīng)對工件進(jìn)行退磁處理。

3.7 后處理

磁粉檢測結(jié)束應(yīng)清除被檢工件表面的磁粉、磁懸液或反差增強(qiáng)劑。

4 磁粉檢測在電廠設(shè)備中的應(yīng)用

4.1 磁粉檢測在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用

在對壓力容器的探傷中，磁粉檢測針對的主要是焊縫，多采用連續(xù)法檢測，常用便攜式設(shè)備進(jìn)行分段探傷。

磁化方法的選擇，是檢測人員關(guān)注的重點(diǎn)。壓力容器部件形狀復(fù)雜，磁粉探傷的磁化方法又多種多樣，所以，檢測過程中需要根據(jù)不同的情況選用合適的磁化方法。目前為止，最常用的磁化方法是磁軛法和交叉磁軛法。但是磁軛法檢測效率低，交叉磁軛法無法對角焊縫進(jìn)行檢測，觸頭法和繞電纜法很好地解決了成一定角度角焊縫和球罐柱腿與球殼板角焊縫探傷的問題。在未來的發(fā)展中，繼續(xù)開發(fā)觸頭法和繞電纜法，充分解決角焊縫的探傷問題，將會(huì)是工程技術(shù)人員關(guān)注的重點(diǎn)之一。

4.2 磁粉檢測在汽輪機(jī)葉片檢測中的應(yīng)用

葉片是汽輪機(jī)中將氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為有用功的極其重要的部件，其運(yùn)行工況直接關(guān)系到汽輪機(jī)及整個(gè)電廠的安全運(yùn)行。汽輪機(jī)葉片葉身初期損壞的表現(xiàn)形式為表面裂紋，主要發(fā)生在出汽側(cè)邊緣，大多與邊緣垂直，所以對葉片葉身主要是檢測其表面缺陷。

汽輪機(jī)葉片的幾何形狀比較復(fù)雜，對于齒根部位、葉片進(jìn)出汽邊斷面、葉片司太立合金退刀槽等特殊部位的缺陷，采用葉片專用的磁力探傷設(shè)備，運(yùn)用連續(xù)法檢測，配合相應(yīng)的磁粉，能夠取得很好的效果。

4.3 實(shí)際檢測中應(yīng)注意的問題

在實(shí)際的磁粉檢測工作中，為了提高磁粉檢測的靈敏度，剔除非相關(guān)顯示和偽顯示，應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面。

（1）對人員的要求：檢測人員的操作技能、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工作責(zé)任心對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性有著直接的影響。因此從事承壓設(shè)備的無損檢測人員，應(yīng)取得相應(yīng)的無損檢測資格，同時(shí)熟悉電廠相關(guān)設(shè)備，通曉金屬材料和加工工藝等相關(guān)知識(shí)，并且具有高度的責(zé)任心。（2）檢測面的準(zhǔn)備：磁粉檢測前，需清除工件表面的鐵銹、油污、氧化層等，使工件顯出金屬光澤。（3）磁懸液的選用：磁懸液分為水懸液和油懸液。裝有油介質(zhì)的工件應(yīng)選擇油懸液，含較多水介質(zhì)的工件應(yīng)選擇水懸液。否則很可能造成探傷過程無法繼續(xù)。（4）探傷操作方法與質(zhì)量控制；用磁軛法和交叉磁軛法探傷時(shí)，必須對磁軛的檢測靈敏度、提升力、磁軛的行走速度、磁粉施加時(shí)機(jī)以及被檢工件表面可見度等要點(diǎn)進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照檢測工藝卡要求執(zhí)行。

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