壓力容器檢驗(yàn)中磁粉檢測的特征研究

陳克芳 劉緒坤 沈健 陳克芹

【摘 要】隨著工業(yè)水平不斷提高，壓力容器日常檢測和管理成為工業(yè)系統(tǒng)領(lǐng)域的重要組成部分。磁粉檢測是無損檢測技術(shù)的一種，其廣泛應(yīng)用得益于人們更加關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量提高。本文通過對壓力容器檢驗(yàn)中磁粉檢測特征研究，希望對磁粉檢測在實(shí)際中應(yīng)用起到幫助。

【關(guān)鍵詞】壓力容器檢驗(yàn);磁粉檢測;特點(diǎn)

磁粉檢測技術(shù)具有檢測精準(zhǔn)度高且不易破壞壓力容器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，對產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)檢測具有操作簡便、成本低、不會(huì)破壞被檢工件并且檢測結(jié)果準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)迅速發(fā)展背景下，磁粉檢測技術(shù)具有關(guān)鍵性作用，只有通過了解磁粉檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和具體應(yīng)用，才能提高磁粉檢測技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)建設(shè)中的使用頻率。

一、磁粉檢測的概述

磁粉檢測技術(shù)對被檢材料進(jìn)行磁化，通過被檢材料表面是否會(huì)出現(xiàn)漏磁聲來判斷其是否存在缺陷或不連續(xù)。磁粉能夠被被檢材料中漏磁場所吸引。所以磁粉檢測就是通過尋找漏磁場，從而實(shí)現(xiàn)壓力容器無損檢測。

二、表面無損檢測方法比較

無損檢測就是利用光、電、聲、磁等特性，在保證不損害被檢工件前提下對其進(jìn)行檢測。主要包括以下幾種：磁粉檢測、射線檢測、渦流檢測和滲透檢測。磁粉檢測主要是通過磁化被檢工件，使其缺陷和不連續(xù)性得以顯現(xiàn)。而滲透檢測適用范圍較磁粉檢測更加廣泛，可用于各種材料的檢測且靈敏度高，在操作上簡單方便、顯示清晰、成本較低[1]。但是對于多孔疏松類材料檢測效果不好，只能檢測工件表面，對其深度和內(nèi)部詳細(xì)信息無法檢測。而射線檢測是通過射線穿透被檢工件，底片與被檢工件成鏡像擺放，確保成像清晰，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠保留底片，直觀顯示缺陷大小和性質(zhì)，缺點(diǎn)同樣是檢測深度有限且成本高，射線對人體會(huì)有危害。在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)檢測工件材料、性質(zhì)等選擇合適的檢測技術(shù)。

三、磁粉檢測的優(yōu)缺點(diǎn)

此份檢測作為無損檢測的重要組成部分。只有了解其優(yōu)缺點(diǎn)。才能使其在壓力容器檢測中發(fā)揮最大作用。

（一）磁粉檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1.備檢材料缺陷的大小、具體位置和形狀都能夠清晰明了的顯現(xiàn)出來，還可以對其性質(zhì)進(jìn)行判定。2.磁粉檢測技術(shù)具有高敏感度，對微米級(jí)別和0.1mm寬度的裂紋可以精準(zhǔn)檢測，這是已知磁粉檢測中能夠測出的最小長度。3.磁粉檢測技術(shù)不受被檢材料形狀和與大小限制。4.磁粉檢測技術(shù)操作簡單、成本低、對環(huán)境污染小、可以快速完成檢測任務(wù)。5.能夠?qū)Ρ粰z材料進(jìn)行重復(fù)多次的檢測。

（二）磁粉檢測技術(shù)的缺點(diǎn)：1.背被檢材料表面或近表面可以通過磁粉檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，但是內(nèi)部深層次結(jié)構(gòu)無法被檢測到且此種檢測方法只對鐵磁性材料有用。2.磁粉檢測效果會(huì)受到被檢材料表面覆蓋層影響。3.受幾何形狀制約也會(huì)影響檢測效果，出現(xiàn)非相關(guān)顯示對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。4.磁化方向也會(huì)對檢測技術(shù)造成影響，若磁化方向與被檢材料缺陷方向平行，那么磁粉檢測技術(shù)精確性會(huì)受到考驗(yàn)。

四、磁粉檢測技術(shù)在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用

（一）磁粉檢測的基本流程

1.技術(shù)人員要求：磁粉檢測對技術(shù)人員要求較高，需要技術(shù)人員掌握相關(guān)知識(shí)技能，還需具備專業(yè)資質(zhì)。在磁粉檢測過程中，技術(shù)人員需要嚴(yán)格按照操作流程進(jìn)行檢測，避免出現(xiàn)壓力容器受損或磁粉泄露等現(xiàn)象。此外還要優(yōu)化磁粉檢測管理工作，明確責(zé)任分工，提高檢測過程管理水平，從而規(guī)范磁粉檢測檢測流程。

2.工件表面處理。對工件被檢部分進(jìn)行處理是壓力容器檢測的第一步。一些工件表面粗糙不平，受氧化程度高、被腐蝕嚴(yán)重并且摻雜一些雜質(zhì)。因此只有對其表面進(jìn)行處理，才能確保磁粉檢測結(jié)果不受影響。此外，磁粉分布還會(huì)受到工件表面磁場的限制，進(jìn)而導(dǎo)致檢測結(jié)果準(zhǔn)確度降低。只有全面檢查工件表面，并對其進(jìn)行專業(yè)細(xì)致處理，使其表面雜質(zhì)得到清除，才能使磁粉檢測結(jié)果更加精確。

3.配置旋磁液。磁粉檢測技術(shù)主要是通過使用磁粉或旋磁液對壓力容器進(jìn)行檢測。磁粉材料包括熒光磁粉與非熒光磁粉兩種。旋磁液分為水性和油性兩類。所以在壓力容器檢測中，要根據(jù)不同壓力容器特征和應(yīng)用情況，選取合適的磁粉或懸磁液[2]。在實(shí)際操作中，如果對低合金鋼的壓力容器進(jìn)行檢測，可以選用非熒光磁粉。若應(yīng)用環(huán)境中禁止油脂，在檢測中則可以選擇水性旋磁液。水性懸磁業(yè)流動(dòng)流動(dòng)性強(qiáng)，可以應(yīng)用在工件表面濕潤并且沒有斷面的檢測中，能夠?qū)Υ欧圻M(jìn)行遷移。此外，旋磁液濃度也是影響檢測結(jié)果的關(guān)鍵所在，實(shí)際檢測中，要配置好懸磁液濃度，避免發(fā)生旋磁液濃度過高或過低導(dǎo)致檢測結(jié)果發(fā)生偏差。

4.探傷。磁粉檢測對壓力容器探傷有干濕兩種方式。干法探傷是指在被檢工件表面撒上磁粉并將多余磁粉進(jìn)行清除，再用規(guī)定頻率震動(dòng)被檢工件，這一步的主要目的是使磁粉在其表面均勻分布。在使用過程中需要注意磁粉用量，若磁粉用量過多則被檢工件缺陷結(jié)果將會(huì)受到影響。而濕法探傷是將旋磁液通過軟管均勻淋在被檢工件表面，并且保證旋磁液將工件表面全部覆蓋，再通上磁化電流。濕粉法多用于對壓力容器工件近表面缺陷進(jìn)行探傷，而干粉法則用于大型壓力容器焊接部位。在探傷工作完成后，工作人員需要對工件表面磁粉分布現(xiàn)象進(jìn)行觀察記錄，包括缺陷的具體位置、形狀、大小損傷情況，從而為后續(xù)修復(fù)工作提供幫助。

（二）磁粉檢測的具體方法

1.磁軛法的應(yīng)用。磁軛法是常見的壓力容器磁粉檢測技術(shù)方法，其優(yōu)勢在于不需要使用過于復(fù)雜的設(shè)備，就能夠保證工件檢測結(jié)果準(zhǔn)確，并且其檢測效率和質(zhì)量也具有明顯優(yōu)勢。使用磁軛法對工件進(jìn)行探傷檢測時(shí)，需要針對工件裂縫進(jìn)行多次探測，并且方向一致，從而保證檢測準(zhǔn)確性。此外，在對壓力容器焊接部位進(jìn)行檢測時(shí)，需要嚴(yán)格按照操作流程，避免由于缺陷疊加導(dǎo)致檢測不仔細(xì)造成檢測結(jié)果不精確等問題。

2.交叉磁軛法的應(yīng)用。交叉磁軛法通過在壓力容器上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，使檢測結(jié)果更加精準(zhǔn)。交叉磁軛法在壓力容器檢測中使用較為廣泛。其操作簡單，對壓力容器缺陷進(jìn)行檢測時(shí)不需要進(jìn)行多次磁化處理，在效率方面優(yōu)勢明顯。交叉磁軛法的缺點(diǎn)在于，如果沒有三百六十伏電源情況下，那么將無法使用此種檢測方法。并且在使用交叉磁軛法時(shí)，要對磁化時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，原則上不能小于一秒且大于三秒，從而保證缺陷效果明顯，更容易被檢測到[3]。此外，其運(yùn)行速度也是影響檢測結(jié)果的重要因素之一，在每分鐘四米時(shí)最為合適。如若交叉磁軛運(yùn)行速度超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，那么工件缺陷部位的磁痕形成效果將不明顯，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生漏檢情況。

3.觸頭法。觸頭法能夠?qū)ぜM(jìn)行單方面磁化，操作相較磁軛法就有一定難度，其能夠通過調(diào)整電極間距和電流大小，根據(jù)工件探傷部位與靈活度需求，對角焊縫進(jìn)行檢測。其探測次數(shù)也需要重復(fù)進(jìn)行，并且要進(jìn)行兩次相互交叉的垂直探測，以此來保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

結(jié)束語：

磁粉檢測是無損檢測技術(shù)中的關(guān)鍵方法，廣泛應(yīng)用于壓力容器檢測過程中，其操作簡便，靈活性強(qiáng)，成本低的優(yōu)勢使的壓力容器無損檢驗(yàn)效率得以提高。因此，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用此檢測方法，操作人員按照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格操作，使檢測結(jié)果準(zhǔn)確性得到提高，從而促使磁粉檢測在工業(yè)生產(chǎn)中地位逐漸提高。

參考文獻(xiàn)：

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[2]何剛，于洋. 磁粉檢測在壓力容器檢驗(yàn)中的運(yùn)用特點(diǎn)分析[J]. 中國高新區(qū)，2018（12）：186.

[3]馬俊.試論無損檢測方法在壓力容器定期檢驗(yàn)中的綜合應(yīng)用[J].農(nóng)家參謀，2020（07）：126.

作者簡介：

陳克芳（1976. 11-），女，漢，山東濟(jì)南人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：無損檢測。

（作者單位：山東億賽工程檢測有限公司）