磁粉检测在压力容器检验中的应用

　　摘 要：压力容器检验的目的就是保证产品质量、保障使用安全、防止发生失效事故。当前存在很多对压力容器的检测方法，而普及最广泛的当属无损检测中的射线、磁粉、超声波等技术手段。本文主要研究了磁粉检测在压力容器检验中的应用，涉及无损检测技术和磁粉检测中的磁轭法、交叉磁轭法、触头法和线圈法等检测方法，并对检测时的注意事项进行了相关阐述。

　　关键词 压力容器；无损检测；磁粉检测；应用

　　中图分类号 TH49 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0178-02

　　压力容器检测的目的就是为了预测和预防其在工作过程中出现故障和安全隐患，而压力容器表面无损检测是当前主流的检测方法，对压力容器工件表面无损检测最常用的就是磁粉检测。很多压力容器的工件都是铁磁性材料，依照标准规定，第一选择对象必须是磁粉检测。主要是因为磁粉检测能够在一定程度上有自身的优势，比如具有成本低、效率和灵敏度高、缺陷显示比较直观的优点。通过实践和大量的数据证明，压力容器存在的缺陷大部分都是由磁粉检测最先查明的。通过上面的分析可以知道磁粉检测是压力容器检验方法中首选的方法。

　　1 无损检测技术

　　无损检测在对压力容器进行检验的过程中，必须要符合我国压力容器检验相关技术法规与产品标准，能够在检测的过程中不违背压力容器相关技术文件和图样规定，能够考虑到压力容器制造的材质、整体结构与制造工艺、运行条件与失效模式，综合考虑以上因素之后再选取最科学的无损检测方法。射线与超声波检测主要应用于压力容器有关工件内部的相关检测，但是应用最为广泛的就是磁粉检测，使用此种方法能够对压力容器工件的表面以及近表面实施检测。根据压力容器的特性大部分的铁磁性材料制作的压力容器都需要使用磁粉检测来发现其中存在的缺陷，如果因为某些无法改变的因素，如结构性质等原因，而导致不能应用磁粉检测时，这时可以选择其他的无损检测技术。如果在对压力容器进行检验的时候，选择两种或者是两种以上的检测方法，要求每一种方法都必须要符合压力容器检验的合格级别。

　　2 磁粉检测技术

　　磁粉检测在压力容器检测技术中属于比较常见的方法，磁粉检测主要是应用磁性材料被饱和磁化之后，因为存在着不连续性，让压力容器因为磁力线的作用，形成一个小型的磁场来吸附事先准备好的磁粉，这样就可以在光线较为良好的条件下就能够通过眼睛就能够发现的磁痕，进而能够发现不连续性的位置、大小以及形状。磁粉检测可以及早的检测出表面是否存在裂缝、点痕、凸出、冷隔和疏松，尽量做到早发现、早预防，磁粉检测在压力容器检验中拥有特别高的检测灵敏度。

　　3 检测方法应用

　　压力容器制作和工件应用的材料基本上都是Q235、16MnR等碳素钢或低合金钢，这些压力容器的制作材料决定了其可以应用磁粉检测，因此这在一定程度上决定了大部分的压力容器职能应用磁粉检测连续法，也就是说在压力容器工件在外加磁场磁化的过程中，需要把磁粉或者是磁悬液放置到压力容器表面实施磁粉检测。而这种方法主要检测的是焊缝，通常有对接焊缝与角焊缝等，并且很多时候不能应用固定式设备，需要采用便携式设备来进行分段检测，目前常用的方法有以下几种。

　　3.1 磁轭法

　　选择此方法必须要便携式电磁轭或者是永久磁铁的两极，来和压力容器进行接触，让压力容器的某部位得到磁化，两磁极间的磁力线能够基本上和两磁极的连线平行，这样能够快速的寻找到和两磁极连线垂直的缺陷。这种方法在压力容器检验中使用的比较多，不仅因为其所使用的设备简单，而且在整个检验过程中操作非常方便。磁轭一定要放置到能够快速便于缺陷检出的方向，并且为了保证检测的准确率，通常我们在压力容器的同一部位至少做2次相互垂直的检测。每次进行磁化仅仅检测比较小的面积，大范围的压力容器检验必须要能够科学合理的分块，很费时，且要求有一定的重叠，效率较低，在这个过程中如果操作不当可能造成漏检。

　　3.2 交叉磁轭法

　　交叉磁轭能够在压力容器的表面产生旋转磁场，其准确性比较高，能够快速的检测出非常小的不连续性，因为在磁化循环的某一时刻都使磁场方向与不连续性相垂直，所以一次磁化可检测出工件表面所有方向的缺陷，检测效率高。适用于长的对接焊缝检测，而不适用于角焊缝。

　　3.3 触头法

　　触头法也是比较常用的方法，顾名思义就是用两支杆触头来接触压力容器，通电磁化之后便很快的让其产生磁化，进而做好了前期准备，即形成一个畸变的周向磁场，可以准确的找到和两触头连线平行的不连续性。能够针对压力容器具体检测部位情况及灵敏度要求确定电极间距和电流大小，有很大的自由性和灵活性，一次磁化也只能检测较小的区域，也需交叉垂直重叠检测，接触不良会引起工件过热和打火烧伤。

　　3.4 线圈法

　　线圈法和上面几种方法比较有一定的局限性，其必须要将压力容器的工件放到通电线圈之中，或者也可以采用这种方法，准备大量的导线按照固定顺序和方向缠绕在压力容器的工件上通电，这样也可以让其中的元件完成磁化，并且这种方法相比较而言比较方便，最终能够形成纵向磁场，可以快速的查找压力容器工件横向的不连续性，或管道对接环缝和管角接焊缝、热影响区的纵向不连续性。

　　4 检测时的注意事项

　　压力容器应用磁粉检测方法具有灵敏度高、效率高、成本低的优点，可是在整个检测过程中如果操作不当，不仅不会发挥磁粉检测的优势，甚至因为疏忽而造成难以挽回的损失。因此磁粉检测在压力容器检验中必须要注意下面几个注意事项。

　　4.1 检测前充分了解容器材料和制造情况

　　对于在制压力容器的表面检测，其主要对象是坡口、钝边及焊缝。在检测前应认真查阅制造资料，弄清容器的材料，了解坡口加工的方式和焊接方法，分析出现表面缺陷的可能性，并制定适宜的检测工艺方可进行磁粉检测。 　　4.2 检测表面的清理打磨应符合要求

　　压力容器工件在进行磁粉检测之前必须要做好准备工作，待测表面第一步就是要清洁，此过程必须要清除油脂、锈蚀、氧化皮及其它影响磁痕判断的物质。另一方面在检测的过程中必须要减少其他影响因素，焊波等表面不规则状态不得影响检验结果的正确性和完整性。我们在使用触头法的时候，为了防止电弧烧伤工件表面和提高导电性能，在这个阶段必须要做的工作就是要把压力容器和电极接触部分清除干净，必要时应在电极上安装接触垫。为了增强对比度，可以使用反差增强剂，但是增强剂的使用会降低缺陷的漏磁场，因此应综合考虑反差增强剂的使用，保证检验质量。

　　4.3 磁极端面与工件表面的间隙

　　磁极端面与工件表面应尽量贴合，较大的间隙会产生漏磁场，从而形成非相关显示。对于触头法，电极和工件表面的间隙会造成电弧烧伤，更应注意电极和工件的紧密贴合。

　　4.4 磁化与磁悬液喷洒的配合

　　检测前应充分润湿工件表面，在通电磁化的同时喷洒磁悬液。为了避免已形成的磁痕被不断喷洒的磁悬液冲散，在停止喷洒磁悬液后再通电数次，这一点在磁粉检测中是需要格外注意的。

　　4.5 磁极（电极）间距的控制

　　当磁场强度一定时，工件表面的磁场强度随着两极间距的增大而减小，所以为了得到较高的检测灵敏度一般选择较小的间距。但当两极间距过小时，由于磁极（电极）附近磁通密度过大反而会产生非相关显示，因此在整个磁粉检测过程中应注意符合标准要求。

　　4.6 观察表面的照度

　　非荧光磁粉磁痕的评定应在可见光下进行，通常工件被检表面可见光照度应大于等于10 00lx，当条件所限无法满足时也不得低于5 00lx。照度的要求在JB/ T4730-2005中是有明确要求的，现场检测前应用照度计进行实际测量，使用的照度计应确保在检定周期内。

　　5 结论

　　在压力容器无损检测中，磁粉检测确实是一种具有较高的灵敏度、检测速度快、工艺简单、费用低廉的检测方法。同时在检测过程中还要注意标准、规范、工艺等对操作上的要求，特别是以上提起的8个注意事项，并根据不同的检测对象灵活选择适宜的检测方式，才能充分发挥其在压力容器表面检测中的优越性。

　　参考文献

　　[1]郭宁潮，王泰升.特种设备无损检测相关知识.河北特种设备协会，2005，1.

　　[2]全国锅炉压力容器标准化委员会.JB/T4730-2005压力容器无损检测.北京：机械工业出版社，2005.