[專業(yè)論文]磁粉檢測(cè)論文超聲診斷論文 磁粉檢測(cè)在壓力容器檢驗(yàn)中的運(yùn)用

1、磁粉檢測(cè)論文超聲診斷論文磁粉檢測(cè)在壓力容器檢驗(yàn)中的運(yùn)用【摘 要】隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性,使用可靠性提出越來越高的要求,由于無損檢測(cè)技術(shù)具有不破壞試件,檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),所以其應(yīng)用日益廣泛。目前對(duì)壓力容器的檢測(cè)方法有多種,主要無損檢測(cè)的常用技術(shù)有射線、超聲、磁粉和滲透及新技術(shù)有聲發(fā)射、磁記憶等。 【關(guān)鍵詞】磁粉檢測(cè);壓力容器;運(yùn)用 壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則規(guī)定,在用壓力容器的檢驗(yàn)以宏觀檢查、測(cè)厚、表面無損檢測(cè)為主。其中表面無損檢測(cè)主要為磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè);對(duì)于鐵磁性材料,jb4730-2005壓力容器無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,應(yīng)優(yōu)先選用磁粉檢測(cè)。這是由于磁粉檢測(cè)相對(duì)于滲透檢測(cè)具有靈敏度

2、高、效率高、成本低、缺陷顯示直觀的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)在實(shí)際檢驗(yàn)中大量缺陷幾乎都是由磁粉檢測(cè)首先發(fā)現(xiàn)的,由此可見,磁粉檢測(cè)方法是在用壓力容器定期檢驗(yàn)首選的無損檢測(cè)方法。 1 磁粉檢測(cè)的原理及特點(diǎn) 磁粉檢測(cè),又稱磁粉檢驗(yàn)或磁粉探傷,屬于無損檢測(cè)5大常規(guī)方法之一。磁粉檢測(cè)是利用鐵磁性材料被磁化后,由于不連續(xù)的存在,使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)(即磁感應(yīng)線離開和進(jìn)入表面時(shí)形成的磁場(chǎng))吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合適光照下目視可見的磁痕,從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀、大小和嚴(yán)重程度?？蓹z出鐵磁性材料中裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、夾雜物等缺陷,具有很高的檢測(cè)靈敏度。 (1)磁粉法的優(yōu)點(diǎn):能

3、直觀顯示缺陷的形狀、位置、大小,并可大致確定其性質(zhì);具有高的靈敏度,可檢出最小長(zhǎng)度為0.1 mm,寬度為微米級(jí)的裂紋;幾乎不受試件大小和形狀的限制;檢測(cè)速度快,工藝簡(jiǎn)單,費(fèi)用低廉。 (2)局限性:只能用于鐵磁性材料;只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷,可探測(cè)的深度一般在12 mm;磁化場(chǎng)的方向應(yīng)與缺陷的主平面相交,夾角應(yīng)在4590,有時(shí),還需從不同方向進(jìn)行多次磁化;不能確定缺陷的埋深和自身高度;寬而淺的缺陷也難以檢出;也不是所有鐵磁性材料都能采用,鐵素體鋼當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度h2 500 a/m時(shí),相對(duì)磁導(dǎo)率應(yīng)是r300,不銹鋼的鐵素體含量應(yīng)大于70%;檢測(cè)后常需退磁和清洗;試件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物

4、質(zhì)。 2 表面無損檢測(cè)方法的比較 磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和渦流檢測(cè)都屬于表面無損檢測(cè)方法,但其原理和適用范圍區(qū)別很大,并且有各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性。作為容器檢測(cè)人員應(yīng)熟練掌握這3種檢測(cè)方法,并能根據(jù)工件材料、狀態(tài)和檢測(cè)要求,選擇合理的方法進(jìn)行檢測(cè)。例如磁粉檢測(cè)對(duì)鐵磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的檢測(cè)靈敏度,可發(fā)現(xiàn)微米級(jí)寬度的小缺陷,所以在容器檢驗(yàn)中對(duì)于鐵磁性材料工件表面和近表面缺陷的檢測(cè)宜優(yōu)先選擇磁粉檢測(cè)方法,確因工件結(jié)構(gòu)形狀等原因不能使用磁粉檢測(cè)時(shí),方可使用滲透檢測(cè)或渦流檢測(cè)。 表面無損檢測(cè)方法的比較見(表1)。 3 磁粉檢測(cè)方法在容器定檢中的應(yīng)用 由于壓力容器用材料大多為q235、16mn

5、r等碳素鋼或低合金鋼,具低剩磁、低矯頑力的特點(diǎn),故在用壓力容器磁粉探傷只能采用連續(xù)法,即在外加磁場(chǎng)磁化的同時(shí),將磁粉或磁懸液施加到工件上進(jìn)行磁粉探傷。 磁粉探傷磁化方法有多種,一般根據(jù)被探工件特點(diǎn)選擇,如周向磁化的常用方法有通電法、中心導(dǎo)體法、偏置芯棒法、觸頭法、感應(yīng)電流法、繞電纜法等,縱向磁化的方法有線圈法、磁軛法、永久磁鐵法,多向磁化有交叉磁軛法、交叉線圈法等。不同方法有不同的特點(diǎn),例如觸頭法是用兩支桿觸頭接觸工件表面,通電磁化,在平板工件上磁化能產(chǎn)生一個(gè)畸變的周向磁場(chǎng),用于發(fā)現(xiàn)與兩觸頭連線平行的不連續(xù)性,用較小的磁化電流就可在工件局部得到必要的磁場(chǎng)強(qiáng)度,靈敏度高,使用方便。 盡管磁粉探傷

6、方法多種多樣,但由于壓力容器定檢磁粉探傷主要是針對(duì)焊縫,包括對(duì)接焊縫、角焊縫等,一般無法使用固定式設(shè)備,只能用便攜式設(shè)備分段探傷,致使壓力容器定檢對(duì)磁粉探傷方法的選擇受到局限,目前常用的方法有以下幾種。 3.1 磁軛法 應(yīng)用較為廣泛,該方法設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,活動(dòng)關(guān)節(jié)磁軛可檢角焊縫,使用中為檢出各個(gè)方向的缺陷,必須在同一部位至少作兩次互相垂直的探傷,且應(yīng)將焊縫劃分為若干個(gè)受檢段,檢測(cè)操作時(shí)應(yīng)有一定的重疊,此方法效率低,操作不當(dāng)可能造成漏檢。 3.2 交叉磁軛法 目前容器定檢中應(yīng)用最廣的一種方法,可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),探傷效率高,靈敏度高,操作簡(jiǎn)單,一次磁化可檢出各方向的缺陷,適于長(zhǎng)的對(duì)接焊縫探傷,對(duì)

7、角焊縫則不適用。但由于需使用380 v電源,在石化行業(yè)容器內(nèi)部使用受到了一些限制。 3.3 觸頭法 屬單方向磁化方法,電極間距可以調(diào)節(jié),可根據(jù)探傷部位情況及靈敏度要求確定電極間距和電流大小,對(duì)于角焊縫可靈活調(diào)節(jié),該方法和磁軛法一樣,同一部位也要進(jìn)行兩次互相交叉垂直的探傷。 3.4 線圈法 對(duì)于管道圓周及管角接焊縫可以用繞電纜法探傷,屬縱向磁化,可發(fā)現(xiàn)焊縫及熱影響區(qū)的縱向裂紋。 在實(shí)際的壓力容器定檢中我所主要使用的只有磁軛法和交叉磁法2種。對(duì)于容器對(duì)接的縱、環(huán)焊縫,此2種方法操作方便、靈敏度高、效率高處于無可替代的地位;對(duì)于接管角焊縫,交叉磁法無法檢驗(yàn);活動(dòng)關(guān)節(jié)磁軛能較好的解決與容器筒體垂直的接

8、管角焊縫探傷,但對(duì)于成一定角度的接管角焊縫則存在一定的困難;而觸頭法和線圈法則能較好的解決此問題。 事實(shí)上,由于接管處受力狀況復(fù)雜,角焊縫較對(duì)接焊縫更容易出現(xiàn)問題,故如何解決好角焊縫探傷問題,如何引入和運(yùn)用好觸頭法、線圈法是我所檢驗(yàn)的以后工作重點(diǎn)和努力方向。 4 磁粉探傷在容器定檢中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 盡管磁粉探傷靈敏度高,但如果操作不當(dāng)也會(huì)造成漏檢,不但發(fā)揮不出磁粉探傷的優(yōu)勢(shì),反而會(huì)因漏檢而給壓力容器的安全運(yùn)行帶來隱患,對(duì)檢驗(yàn)單位的聲譽(yù)造成不良影響。根據(jù)我在壓力容器定檢中對(duì)磁粉探傷的體會(huì),認(rèn)為容器定檢中磁粉探傷應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。 4.1 檢測(cè)前充分了解容器材料、制造、使用情況 在用壓力容器表

9、面檢測(cè)的目的主要是檢查疲勞裂紋和應(yīng)力腐蝕裂紋。如制造時(shí)采用高強(qiáng)度鋼及對(duì)裂紋敏感的鋼材,在一定的使用條件下非常有可能產(chǎn)生裂紋,導(dǎo)致容器的失效。因此,在容器檢驗(yàn)前一定要認(rèn)真查閱制造、使用資料,弄清容器的材料、焊接工藝及使用情況后方可進(jìn)行磁粉檢測(cè)。 4.2 檢測(cè)面的清理打磨應(yīng)符合要求 一般容器內(nèi)部與介質(zhì)接觸面大多有銹、氧化皮,有的還有防腐層,容器外部有漆,檢測(cè)時(shí)一定要對(duì)焊縫及兩側(cè)適當(dāng)寬度進(jìn)行認(rèn)真清理、打磨,以徹底去除覆蓋物,露出金屬光澤為合格,否則會(huì)掩蓋缺陷,影響缺陷顯示,造成漏檢。目前打磨清理主要由使用單位進(jìn)行,對(duì)檢驗(yàn)檢測(cè)的要求了解不多,故檢驗(yàn)人員應(yīng)事先將要求向打磨人員交待清楚,事后應(yīng)認(rèn)真檢查,直

10、到清理打磨完全符合要求方可探傷,以保證磁粉探傷結(jié)果不受影響。 4.3 正確選擇磁懸液 目前采用的濕法探傷磁懸液主要有水懸液和油懸液2種,前者由一定量磁膏分散于水中構(gòu)成,水懸液成本低,配制簡(jiǎn)單,噴灑方便,目前多用;油懸液流動(dòng)性好,但成本高且有一定的危險(xiǎn)性。由于容器介質(zhì)多種多樣,有的容器盛裝油等介質(zhì),盡管進(jìn)行清理打磨,但不能做到完全徹底,此時(shí)磁粉探傷如選擇水懸液,將無法完全潤(rùn)濕檢測(cè)面,致使磁懸液和磁粉不能自由流動(dòng),造成無法探傷;或容器內(nèi)本身較濕,如選擇油懸液,也將無法潤(rùn)濕,因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備具體情況,選擇磁懸液。 4.4 操作方法應(yīng)正確 如使用交叉磁軛探傷時(shí),應(yīng)連續(xù)行走探傷,不僅效率高,而且可靠性高,

11、因交叉磁軛連續(xù)行走,磁化場(chǎng)隨著交叉磁軛在工件表面移動(dòng),對(duì)于工件表面有效磁化場(chǎng)內(nèi)任意一點(diǎn)來說,始終在一個(gè)變化著的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下,因此,在被探面上任意方向的裂紋都有與有效磁場(chǎng)最大幅值正交的機(jī)會(huì),從而得到最大限度的缺陷漏磁場(chǎng);相反,如果使交叉磁軛固定分段對(duì)焊縫探傷,就會(huì)使被探工件表面各點(diǎn)處于不同幅值和橢圓度的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下,結(jié)果將造成各點(diǎn)探傷靈敏度的不一致,對(duì)某些地方裂紋的探傷靈敏度降低。 4.5 磁極端面與工件表面的間隙 磁極端面與工件表面之間保持一定間隙是為了交叉磁軛能在被探工件上移動(dòng)行走。如果間隙過大,將會(huì)在間隙處產(chǎn)生較大的漏磁場(chǎng)。這個(gè)漏磁場(chǎng)一方面會(huì)消耗磁勢(shì)使線圈發(fā)熱;另一方面將擴(kuò)大磁極端面附

12、件產(chǎn)生的檢測(cè)盲區(qū),從而縮小檢測(cè)的有效磁化區(qū)。一般來說,此間隙在保證能行走的情況下越小越好。jb/t4730.4-2005規(guī)定:“使用交叉磁軛裝置時(shí),4個(gè)磁極斷面與檢測(cè)面之間應(yīng)盡量貼合,最大間隙不應(yīng)超過1.5 mm?！碑?dāng)磁極與工件表面接觸不良時(shí),會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的噪聲,從而降低檢測(cè)靈敏度,有可能出現(xiàn)漏檢,發(fā)生此種現(xiàn)象應(yīng)改變磁極方向重新磁化。 4.6 交叉磁軛的磁化行走方向與磁懸液噴灑方向的配合 為了避免磁懸液的流動(dòng)而沖刷掉缺陷上已經(jīng)形成的磁痕,并使磁粉有足夠的時(shí)間聚集到缺陷處,規(guī)定噴灑磁懸液的原則是:在檢測(cè)球罐環(huán)縫時(shí),磁懸液應(yīng)噴灑在行走方向的前上方,在檢測(cè)球罐的縱縫時(shí),磁懸液應(yīng)噴灑在行走方向的正前方。 4.7 使用黑光燈的注意事項(xiàng) 黑光燈剛開啟,輸出能量達(dá)不到最大值,所以檢驗(yàn)工作應(yīng)在開啟3 min后進(jìn)行,并盡量減少黑光燈的開啟次數(shù)。濾光片如有損傷,應(yīng)及時(shí)更換,并保持濾光片的清潔。 4.8 檢測(cè)環(huán)境的因素 熒光磁粉檢測(cè)時(shí),所用黑光燈在工件表面的輻照度大于或等于1 000 uw/cm2,黑光波長(zhǎng)應(yīng)在320400 nm的范圍內(nèi),缺陷磁痕顯示的評(píng)定應(yīng)在暗室或暗處進(jìn)行,暗室或暗處可見光照度應(yīng)不大于20 lx。 5 今后磁粉檢測(cè)的幾點(diǎn)想法 針對(duì)目前我油田容器定檢