壓力容器磁粉檢測(cè)問題分析論文
摘要：本文主要闡述了磁軛法檢測(cè)小徑管對(duì)接焊縫、焊接坡口、管板角焊縫和T型接頭焊縫時(shí)存在的幾個(gè)比較常見且不容易被發(fā)現(xiàn)的問題。采用磁軛法檢測(cè)小徑管對(duì)接焊縫時(shí)，可能會(huì)漏檢焊縫上的縱向缺陷，檢測(cè)管板角接頭焊縫和T型接頭角焊縫檢測(cè)時(shí)，可能存在磁軛間距過大，檢測(cè)焊接坡口時(shí)，采用檢測(cè)方式不合理等問題。
關(guān)鍵詞：磁軛間距過大；漏檢；坡口檢測(cè)
1引言
磁粉檢測(cè)是承壓設(shè)備制造、檢驗(yàn)中最常用的無損檢測(cè)方法之一，它適用于鐵磁材料的表面和近表面缺陷的檢測(cè)，能直觀地顯示缺陷的形狀、位置和尺寸，并可大致確定其性質(zhì)。磁粉檢測(cè)受工件大小和幾何形狀的影響較小，能檢測(cè)出工件各個(gè)方向的缺陷，它的檢測(cè)靈敏度很高，可以發(fā)現(xiàn)極細(xì)小的裂紋及其它缺陷。有關(guān)理論研究和試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，磁粉檢測(cè)可以檢出的最小裂紋尺寸大約為：寬度1μm，深度10μm，長(zhǎng)度1mm。雖然實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)可檢出的裂紋尺寸遠(yuǎn)達(dá)不到這一水平，會(huì)比上述數(shù)值要大的多，但是在射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)這四種常規(guī)無損檢測(cè)方法中，對(duì)表面裂紋檢測(cè)靈敏度最高的仍然是磁粉檢測(cè)[1]。磁粉檢測(cè)是鐵磁類壓力容器表面檢測(cè)時(shí)首選的無損檢測(cè)方式，《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[2]（以下簡(jiǎn)稱《固容規(guī)》）3.2.10.2.1條規(guī)定：焊接接頭的表面裂紋應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用表面無損檢測(cè)；鐵磁性材料制壓力容器焊接接頭的表面無損檢測(cè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用磁粉檢測(cè)。作為一名檢驗(yàn)人員，在檢驗(yàn)工作中，發(fā)現(xiàn)磁粉檢測(cè)中存在幾個(gè)具有代表性的問題，希望通過本文，能夠?qū)Ω魑煌杏悬c(diǎn)啟發(fā)，共同提高無損檢測(cè)質(zhì)量。
2現(xiàn)狀
�。�1）企業(yè)內(nèi)無損檢測(cè)工作存在重射線檢測(cè)輕表面檢測(cè)的現(xiàn)象。由于射線檢測(cè)需要保留有底片，方便事后復(fù)查以和考察相關(guān)人員的履職情況，因此各單位普遍對(duì)射線檢測(cè)比較重視，而表面檢測(cè)由于不需要保留檢測(cè)痕跡，一般僅能通過檢測(cè)記錄體現(xiàn)檢驗(yàn)過程和檢驗(yàn)結(jié)果，因此不少單位對(duì)表面檢測(cè)工作比較敷衍，致使相關(guān)人員能力比較欠缺，缺乏有效的監(jiān)督考評(píng)機(jī)制以及設(shè)備投入不夠（通常只配備少量的磁軛和交叉磁軛探傷機(jī)）。（2）壓力容器磁粉檢測(cè)的主要流程也是磁粉檢測(cè)的重要影響因素。磁粉檢測(cè)的主要流程為：檢測(cè)人員根據(jù)磁粉檢測(cè)工藝規(guī)程編制操作指導(dǎo)書并經(jīng)審核通過；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員根據(jù)檢測(cè)操作指導(dǎo)書進(jìn)行檢測(cè)，填寫檢測(cè)記錄并經(jīng)相應(yīng)責(zé)任人員簽字認(rèn)可；檢測(cè)人員根據(jù)檢測(cè)記錄出具檢測(cè)報(bào)告，后交由審核人員審核通過；審核合格的報(bào)告交駐廠監(jiān)檢員審查后，即作為壓力容器質(zhì)量證明書的組成部分，隨出廠資料交付客戶。雖然記錄、報(bào)告看似經(jīng)過了重重檢查或?qū)彶�，但仍存在一定問題：一是相關(guān)工作人員很難發(fā)現(xiàn)自己長(zhǎng)久以來一直存在的問題。二是監(jiān)檢人員依照《固容規(guī)》6.2.2.6.1條的要求，只需要審查檢測(cè)人員是否持有相應(yīng)的檢測(cè)資格證書以及檢測(cè)工藝和檢測(cè)報(bào)告的批準(zhǔn)程序，不需要審核報(bào)告的內(nèi)容，因此也很難發(fā)現(xiàn)檢測(cè)過程中存在的問題。三是壓力容器的的使用單位，一般沒有無損檢測(cè)方面的專業(yè)技術(shù)人員，并且通常也不會(huì)去檢查制造廠提供資料的內(nèi)容是否存在問題。綜合以上幾方面的原因，造成很多企業(yè)在磁粉檢測(cè)上的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)一旦形成，便會(huì)長(zhǎng)期存在于以后制造的產(chǎn)品中。
3存在的問題以及解決辦法
檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題主要存在于磁軛法檢測(cè)方面。雖然檢測(cè)規(guī)范要求在采用磁軛法時(shí)，其磁化規(guī)范應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)試片驗(yàn)證，但本文列舉的這些問題還是應(yīng)該引起重視，從一定程度來說，出現(xiàn)本文所述問題的企業(yè)在檢測(cè)時(shí)可能根本未進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試片驗(yàn)證。檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題主要在以下幾個(gè)方面：
3.1小徑管的環(huán)焊縫檢測(cè)方面
檢驗(yàn)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)許多單位對(duì)小徑管的對(duì)接焊縫采用便攜式磁軛探傷機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，由于小徑管的直徑較小，在檢測(cè)對(duì)接焊縫的橫向缺陷時(shí)，缺陷可能被過度背景影響而導(dǎo)致缺陷漏檢。便攜式電磁軛探傷機(jī)是壓力容器焊縫檢測(cè)中最常用的檢測(cè)設(shè)備之一，其通過將磁軛的兩磁極與工件表面接觸，使工件局部得到磁化，由于兩磁極間的磁感應(yīng)線大體上平行于兩磁極的連線，因此利用磁軛法檢測(cè)有利于發(fā)現(xiàn)與兩磁極連線垂直的缺陷。該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的.優(yōu)點(diǎn)，磁軛與工件之間采用非電接觸，可以通過改變磁軛方位，發(fā)現(xiàn)任何方向的缺陷，檢測(cè)靈敏度也較高。但是在磁極附近25mm范圍內(nèi)，由于磁通密度過大會(huì)產(chǎn)生過度背景，有可能掩蓋相關(guān)顯示[3]，因此《承壓設(shè)備無損檢測(cè)第四部分：磁粉檢測(cè)》[4]（以下簡(jiǎn)稱《承壓設(shè)備磁粉檢測(cè)》）第4.10.5.1條規(guī)定：“磁極間距應(yīng)控制在75mm-200mm之間�！币簿褪钦f磁軛間的最小間距應(yīng)為75mm（通過《承壓設(shè)備磁粉檢測(cè)》附錄B可知磁極間距應(yīng)理解為兩磁極之間磁力線通過的最短路程）。同時(shí)，由于磁軛法對(duì)平行于磁力線的缺陷靈敏度較低，為了確保缺陷檢出率,《承壓設(shè)備磁粉檢測(cè)》附錄B要求在采用磁軛法檢測(cè)時(shí)，對(duì)受檢焊縫在進(jìn)行了一次垂直于焊縫方向的檢測(cè)后，還要在與焊縫平行或相割（管板角焊縫）位置再進(jìn)行一次檢測(cè)。在檢測(cè)小徑管對(duì)接焊縫的橫向缺陷時(shí)，磁力線在工件上通過的最短路程會(huì)大于磁極間的距離，假設(shè)將兩磁極置于接管直徑位置，在不考慮磁力線因?yàn)橥ㄟ^磁軛與接管接觸部位的兩側(cè)焊縫可能導(dǎo)致受檢部位磁場(chǎng)強(qiáng)度降低的情況，要使磁力線通過的最短距離為75mm，通過計(jì)算可知可檢測(cè)的小徑管的最小外徑為48mm，當(dāng)然實(shí)際檢測(cè)時(shí)還需要進(jìn)行靈敏度測(cè)試，確保靈敏度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，用磁軛法檢測(cè)小徑管的對(duì)接焊縫時(shí)，應(yīng)考慮小徑管的外徑，確保能夠檢測(cè)到小徑管焊縫的橫向缺陷，如果小徑管的外徑太小，可選用其它磁化規(guī)范或通過設(shè)計(jì)變更，改用其它表面檢測(cè)方法。
3.2角接接頭檢測(cè)方面
在面對(duì)不同類型、尺寸的焊縫檢測(cè)時(shí)，許多單位的檢測(cè)報(bào)告和工藝卡在磁軛間距欄有的按標(biāo)準(zhǔn)要求給一個(gè)范圍值（如75mm-200mm），或者有的寫一個(gè)固定的數(shù)據(jù)，因此常發(fā)現(xiàn)磁軛間距不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的情況。在檢測(cè)角接接頭（如管板角接頭和T型接頭），當(dāng)采用磁軛橫跨焊縫的方式檢測(cè)焊縫上的縱向缺陷時(shí)，磁力線實(shí)際通過的路程會(huì)大于磁極間的距離。有些單位不考慮實(shí)際磁力線通過的路程，機(jī)械的要求磁軛長(zhǎng)度滿足75-200mm，或者寫一個(gè)固定的磁軛間距。這種情況可能導(dǎo)致檢測(cè)范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度不足。由前文可知，要控制磁力相通過的路程75mm-200mm之間，則檢測(cè)管板角接頭和T型接頭（接管與鋼板或鋼板與鋼板之間呈90°）這類焊接結(jié)構(gòu)的焊縫時(shí)，如果要確保磁力線通過的路程不超過200mm，則此時(shí)允許的磁軛間距最大為141.4mm。在檢測(cè)管板角接頭和T型接頭這類焊縫時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)確定磁軛間距。
3.3坡口檢測(cè)方面
在檢驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)有的單位直接采用磁軛法檢測(cè)焊接坡口，這種做法是不合適的。坡口檢測(cè)主要是為了發(fā)現(xiàn)坡口上可能出現(xiàn)的分層、裂紋類缺陷，檢測(cè)范圍包括坡口面和鈍邊區(qū)域。分層屬于軋制缺陷，它平行于鋼板表面，一般分布在板厚中心附近，而坡口上的裂紋主要有兩種，一種是沿分層端部開裂的裂紋，方向大多平行于板面，另一種是火焰切割裂紋。如采用磁軛式磁探機(jī)沿坡口長(zhǎng)度方向進(jìn)行檢測(cè)，由于坡口檢測(cè)主要是為了檢測(cè)坡口表面的分層和裂紋類缺項(xiàng)，而該類缺陷的延伸方向一般與坡口平行，因此不利于缺陷的檢出。如果受條件限制，可以通過連接輔助塊的方法來改善磁化條件。還可以采用觸頭法檢測(cè)坡口，觸頭法產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以有效的檢測(cè)到坡口表面的分層和裂紋，且操作方便，檢測(cè)靈敏度高，需要注意的是，在采用觸頭法檢測(cè)時(shí)觸頭應(yīng)加鉛墊或包銅編織網(wǎng)，以防打火燒傷坡口表面。也可以用交叉磁軛檢測(cè)坡口的缺陷，檢測(cè)時(shí)可把交叉磁軛置于靠近坡口的鋼板表面上，利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的外側(cè)磁場(chǎng)檢驗(yàn)缺陷。以上方法使用時(shí)都應(yīng)使用靈敏度試片試驗(yàn)檢測(cè)靈敏度和有效磁化區(qū)。
3.4漏檢方面
在檢驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)個(gè)別單位存在漏檢的情況。經(jīng)常漏檢的有：異種鋼焊接接頭；進(jìn)行100%射線或超聲波檢測(cè)的容器上公稱直徑DN＜250mm的接管與接管對(duì)接接頭，接管與高頸法蘭對(duì)接接頭；設(shè)計(jì)溫度低于-40℃的或者焊接接頭厚度大于25mm的低溫容器上的E類焊接接頭等。這幾類焊縫未按《壓力容器》[5]第4部分的要求進(jìn)行表面檢測(cè)。
4小結(jié)
本文主要闡述了磁軛法檢測(cè)小徑管對(duì)接焊縫、焊接坡口、管板角焊縫和T型接頭焊縫時(shí)存在的問題，這幾個(gè)問題比較常見且不容易被發(fā)現(xiàn)。在實(shí)際檢驗(yàn)中還存在不少顯而易見的問題，如缺少靈敏度試片、提升力試塊保護(hù)不當(dāng)、缺少檢測(cè)磁懸液濃度的設(shè)備、沒有光照度計(jì)、記錄或報(bào)告內(nèi)的磁懸液濃度明顯有誤、觸頭法檢測(cè)時(shí)磁化電流計(jì)算有誤、磁粉檢測(cè)時(shí)間與焊接時(shí)間矛盾、明顯的筆誤等問題。希望通過文本能引起大家對(duì)磁粉檢測(cè)重視，改變一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，提高磁粉檢測(cè)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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