在役压力容器磁粉探伤工艺探讨

电流强度为I,磁导率为μ,根据磁路定律得回路中的磁通量

　　式中　R—总磁阻

　　图右边在内表面探伤时,磁轭与被检表面存在接触缝隙L0,它的存在使总磁阻R增加了L0/S0,这时工件磁通量为

　　式中　L0—缝隙宽度

　　S0—缝隙截面积

　　以图1的探伤为例,设L=440mm,N=1000,I=5A,μ=600,计算磁极与被检表面存在的缝隙分别为0、1mm、2mm时,磁场强度H各为多少?当缝隙较窄的情况下,缝隙内的磁感应强度近似等于铁心内的磁感应强度(B=B0=H),并设S0=S,则可用磁感应通量Φ表示H,由公式(2)得

　　以上计算表明,当每个磁极与工件之间缝隙为1mm时,磁场强度是没有缝隙时的26%,缝隙为2mm时是15%,磁场强度随着缝隙的增大而急速下降,导致工件磁化达不到规范要求,可能发生漏检。因此,通过调整磁极方位使接触间隙最小(一般不超过1.5mm),是控制磁化质量的重要手段。特别是圆筒形结构的容器,在内部面对碟型封头拼缝与环缝的丁字接头处探伤时,磁极与工件接触缝隙更大,必要时应拆除滚轮,用分段磁化操作来保证探伤灵敏度。

　　3.2　控制磁轭拖动速度

　　探伤操作时必须控制磁轭行走速度,保证磁化时间在规定的范围之内,行走速度参照速度公式计算选定。

　　V=ST(4)

　　式中　V—磁轭行走速度

　　S—磁轭有效探伤宽度

　　T—规定的磁化时间

　　如某型号的交叉磁轭两磁极内侧在行走方向上的跨越宽度为100mm,其实际有效探伤宽度为S=80mm,查得JB4730-94标准规定连续法的通电磁化时间为T= (1～3)s,则磁轭行走速度V=801～3=27～80(mm/s)=1.62～4.8(m/min)以上计算未包括喷洒磁悬液的时间,鉴于在役容器现场探伤的复杂性,磁轭的行走速度应与探伤方法、磁悬液的润湿性能、被检部位的表面状态和探伤所处部位的不同而异,最好通过贴标准试片进行测试确定。若磁轭行走速度过快,工件得不到有效磁化,则很有可能发生漏检。

　　使用马蹄磁轭法探伤焊缝时,应将焊缝分段标记,在每一个探伤区段内将磁极连线与焊缝中心线成45度角作两次互为垂直的磁化探伤,且保证每个探伤区段之间有15mm以上的重叠。

　　3.3　施加磁悬液操作质量控制

　　(1)磁悬液润湿效果:对于湿法探伤,保证受检部位被磁悬液完全润湿是缺陷检出的前提。探伤中如发现磁悬液不是始终地覆盖被检部位,而是分离成斑块状或者收敛成沟渠状流淌时,则为磁悬液未润湿表面,应立即停止探伤,对被检表面重新处理。若使用的是水基磁悬液,须在被检表面上进行“水断试验”合格后方可继续探伤。

　　(2)优化磁悬液的喷洒点:探伤立式容器纵缝或卧式容器环缝时,磁轭磁化的方向应自上而下,磁悬液的喷洒点为磁化区域的正前方,让磁悬液自然流淌于整个被检区域,喷洒方向与磁轭行走方向相同。

　　3.4　环境光照度的控制

　　探伤现场被检表面可见光照度应达到有关标准要求,均匀而明亮的照明是探伤操作取得成效的基础,磁粉探伤全过程必须在充足的自然光或白光下进行。

　　4　磁痕的判别、记录与评定

　　对磁痕显示的判别是一项细致的技术操作,探伤人员须随身携带如放大镜、角向砂轮或短锯片等工具,通常通过以下操作随时对显示磁痕进行判别:

　　(1)改变磁极位置法,在磁痕迹象部位用改变磁极方位复验,判别是否为因操作不当引起的伪磁痕。

　　(2)改变表面状态法:用短锯片或砂轮将显示磁痕部位稍加修磨,改变被检部位的表面状态后复验,判别是否为因表面外形结构引起的非相关磁痕。用草图、胶带纸粘贴磁痕实样的方法记录缺陷磁痕,严重的缺陷磁痕应予照相存档。磁痕评定应按JB4730-94标准规定执行。

　　参考文献

　　1　周志伟.带涂层在役压力容器的无损检测.无损检测,1996.

　　2　中国ASME规范产品协作网翻译.ASME锅炉及压力容器规范第V卷.石油工业出版社,1998.

　　3　方向成等译审.美国无损检测手册磁粉卷.世界图书出版公司,1994.

　　4　云庆华主编.锅炉压力容器无损检测技术.天津科学技术出版社,1984.

　　5　全国锅炉压力容器无损探伤人员资格考委会编写.磁粉检测.中国锅炉压力容器安全杂志社,1999.