對(duì)壓力管道焊縫磁粉檢測(cè)方法，磁化電流、缺陷及磁痕特征作了介紹，并指出了某種磁粉探傷機(jī)的問題。

　　1、磁粉檢測(cè)的原理、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)

　　1.1、磁粉檢測(cè)原理

　　磁粉檢測(cè)的基礎(chǔ)是缺陷處漏磁場(chǎng)與磁粉的磁相互作用，即鐵磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不連續(xù)性存在，則在不連續(xù)性處磁力線離開工件和進(jìn)人工件表面發(fā)生局部畸變產(chǎn)生磁極，并形成可檢測(cè)的漏磁場(chǎng)，它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、形狀和大小。

　　1.2、磁粉檢測(cè)適用范圍

　　磁粉檢測(cè)適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面的缺陷，因此對(duì)于奧氏體不銹鋼，鐵和欽合金、鋁和鋁合金、銅等非磁性材料不能用磁粉檢測(cè)。由于馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼具有磁性，因此可以進(jìn)行磁粉檢測(cè)。

　　磁粉檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、氣孔、未熔合未焊透等缺陷，但難以發(fā)現(xiàn)表面淺而寬的凹坑、埋藏較深的缺陷以及與工件表面夾角極小的分層。

　　1.3 磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)及其局限性

　　1)磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

　　a能直觀顯示出缺陷的位置、大小、形狀;

　　b.可檢測(cè)出鐵磁性材料表面和近表面的缺陷;

　　c.檢驗(yàn)速度快、工藝簡(jiǎn)單、成本低、污染少;

　　d.靈敏度高，能發(fā)現(xiàn)細(xì)小的缺陷。

　　2)磁粉檢測(cè)的局限性

　　a.不能檢測(cè)非鐵磁性材料;

　　b.不能檢測(cè)較深的缺陷;

　　c.與工件表面幾乎平行的分層不易發(fā)現(xiàn);

　　d.用直接通電法和觸頭法時(shí)，易產(chǎn)生電弧燒傷工件。

　　2、壓力管道的磁粉檢測(cè)方法和磁化電流的選擇

　　對(duì)壓力管道的檢驗(yàn)檢測(cè)工作包括:外觀檢驗(yàn)、測(cè)厚、無損檢測(cè)、硬度測(cè)定、金相、耐壓試驗(yàn)等。; 而磁粉檢測(cè)則是無損檢測(cè)一種經(jīng)常使用的方法。

　　2.1磁化方法

　　磁粉檢測(cè)的能力不僅與施加磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小有關(guān)，還與缺陷的方向、缺陷的深寬比、缺陷的形 狀、工件的外形、尺寸和表面狀態(tài)及可能產(chǎn)生缺陷的部位有關(guān)。因此就有各種不同的磁化方法。

　　1)磁化方法的分類

　　對(duì)于鍋爐、壓力容器和壓力管道，常用的磁化方法是:磁扼法和觸頭法。

　　2)磁扼法

　　磁扼法是使用便攜式電磁扼兩磁極接觸工件表面進(jìn)行局部磁化，用于發(fā)現(xiàn)與兩磁極連線垂直的缺陷。

　　磁扼法的有效磁化范圍一般是以兩極間連線為長(zhǎng)軸(L)，從兩極連線中心處向兩側(cè)各114L為短軸的橢圓形所包圍的面積。如果兩磁極間距太小，由于磁極附近磁通密度過大會(huì)產(chǎn)生非相關(guān)顯示，磁極間距太大會(huì)造成磁場(chǎng)強(qiáng)度不夠。所以磁極間距通常選用50-200mm。要求使用磁扼最大間距時(shí)，交流電磁扼至少應(yīng)有44N的提升力，直流電磁扼至少應(yīng)有177N的提升力。

　　實(shí)驗(yàn)證明，直流電磁扼，不適用于厚壁焊縫磁粉檢測(cè)，盡管直流電磁扼的提升力可以符合要求，但是焊縫表面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度是達(dá)不到要求的。

　　磁扼法的優(yōu)點(diǎn)是:a.沒有電接觸，因此不會(huì)燒傷工件。b.改變磁扼法方位，可以發(fā)現(xiàn)任何方向的缺陷。。.便攜式磁扼可帶到現(xiàn)場(chǎng)探傷，使用方便。d.檢測(cè)靈敏度較高。它的缺點(diǎn)是:a.幾何形狀復(fù)雜的工件檢驗(yàn)較困難。b.為了發(fā)現(xiàn)各個(gè)方向的缺陷，常常需要將電磁扼轉(zhuǎn)動(dòng)90“再進(jìn)行檢測(cè)。c.對(duì)于大面積檢驗(yàn)時(shí)，要求分塊累積，較費(fèi)時(shí)間。

　　旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷儀，是在2只二型磁鐵十字交叉疊合組裝的電磁扼上通以具有相位差的電流。這樣組合的電磁扼，能夠產(chǎn)生隨時(shí)間而變化的圓形或橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于工件上的磁化方向不斷地變化、旋轉(zhuǎn)，所以只要一次磁化即可檢測(cè)出各個(gè)方向的缺陷。

　　3)觸頭法

　　觸頭法又叫支桿法、刺棒法、手持電極法或尖錐法。它是用2個(gè)觸頭接觸工件表面，通電磁化，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缺陷。

　　觸頭間距過大，磁化電流流過的區(qū)域變大，使磁場(chǎng)減弱，觸頭間距過小，電極附近磁化電流密度過大，易產(chǎn)生非相關(guān)顯示。因此，一般取觸頭間距為75-200mmo操作時(shí)應(yīng)保證觸頭與工件表面接觸良好后，再通電磁化，否則會(huì)引起工件燒傷。關(guān)閉電源后再拿開觸頭。

　　觸頭法的優(yōu)點(diǎn)是:a.便攜式設(shè)備可帶到現(xiàn)場(chǎng)使用。b.檢測(cè)靈敏度高。它的缺點(diǎn)是:a.一次只能檢驗(yàn)較小的區(qū)域，大面積檢驗(yàn)時(shí)，要求分塊累積，很費(fèi)時(shí)間。b.接觸不好會(huì)引起工件燒傷。

　　2.2 磁化電流

　　磁粉檢測(cè)采用的磁化電流有交流電、單相半波整流電、單相全波整流電、三相半波整流電、三相全波整流電、直流電和沖擊電流共7種。在壓力管道磁粉檢測(cè)中不用沖擊電流、單相全波整流電、三相半波整流電。

　　1)交流電

　　交流電是電流的大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電流，常用符號(hào)AC來表示。

　　交流電通過工件時(shí)有趨膚效應(yīng)，即導(dǎo)體表面電流密度較大而內(nèi)部電流密度較小。由于趨膚效應(yīng)，工件表面的磁通密度也大，提高了檢測(cè)表面缺陷的靈敏度，通常50Hz的交流電，其趨膚深度(穿透深度)6可以下式表示。

　　S=一500

　　faAl

　　式中:f-一一頻率。-‘一一電導(dǎo)率林廠一一一相對(duì)磁導(dǎo)率

　　一般來說，S小于2mm。因此，磁粉檢測(cè)采用交流電時(shí)，對(duì)表面缺陷檢測(cè)靈敏度高，對(duì)內(nèi)部缺陷檢測(cè)靈敏度低。

　　2)單相半波整流電

　　單相半波整流電是通過整流將單相正弦交流電的正負(fù)向去掉，只保留正向電流，形成一些直流脈沖，每個(gè)脈沖持續(xù)半周，在各脈沖的時(shí)間間隔里沒有電流流動(dòng)，用符號(hào)HW表示。

　　單相半波整流電兼有直流的滲透性和交流的脈動(dòng)性。因此，它能探測(cè)的最大深度可達(dá)到6mm,而且對(duì)表面缺陷的檢測(cè)也有足夠的靈敏度。

　　3)三相全波整流電

　　把三相交流電加以全波整流可得到三相全波整流電，它是把每相正弦曲線的負(fù)向部份都倒轉(zhuǎn)為正向，產(chǎn)生一個(gè)接近直線的直流電，用符號(hào)FWDC表示。

　　三相全波整流電已接近直流電，它具有很大的滲透力和很小的脈動(dòng)性。它可以檢測(cè)出直流試塊距試塊邊緣16mm,勸1.78mm的孔，因此有足夠的滲透力。因交流分量很小，所以只有很小的脈動(dòng)性，對(duì)表面缺陷的檢測(cè)靈敏度略低。

　　4)直流電

　　直流電的大小和方向都不變，它是通過直流發(fā)電機(jī)或蓄電池組供電的。使用蓄電池或蓄電池組時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)使用方便，不受電源的限制，但需要經(jīng)常充電，電流大小調(diào)節(jié)不太方便。直流電檢測(cè)缺陷的深度最大，對(duì)于薄壁管可以檢測(cè)到全焊縫。但對(duì)表面缺陷的檢測(cè)靈敏度較低。

　　5)如何選用磁化電流

　　綜上所述，可以得出下列結(jié)論:

　　a.用交流電磁化，對(duì)表面微小缺陷檢測(cè)靈敏度高，檢測(cè)離工件表面2mm以下的缺陷靈敏度嚴(yán)重不夠。

　　b.整流電能檢測(cè)工件近表面較深的缺陷，由于其有交流成分，因此對(duì)表面缺陷的檢測(cè)靈敏度也是足夠的。建議采用整流電。

　　c.直流電檢測(cè)缺陷深度最大，但檢測(cè)表面缺陷的能力較差。

　　3管焊縫中缺陷的磁痕特征

　　管焊縫磁粉檢測(cè)的主要目的是檢查焊縫及熱影響區(qū)的裂紋，未熔合、未焊透、條渣。焊接裂紋可能在焊接過程中產(chǎn)生，也可能在焊后一般時(shí)間產(chǎn)生。因此要求在焊接完成24h后才做磁粉檢測(cè)。

　　3.1 裂紋

　　焊接裂紋大小不一，長(zhǎng)度由幾毫米至數(shù)百毫米，深度較小者為幾毫米，而較大者可穿過整個(gè)焊縫厚度，探傷時(shí)其磁痕一般濃密清晰可見，有的呈直線狀，有的較彎曲，也有的呈樹枝形狀。

　　3.2 未焊透

　　未焊透也是一種比較危險(xiǎn)的缺陷，未焊透的磁痕松散、較寬，呈條狀。

　　3.3 未熔合

　　未熔合的磁痕一般也較寬、較淺。

　　3.4 氣孔

　　焊縫上的氣孔有的單獨(dú)出現(xiàn)，有的成群出現(xiàn)。其磁痕特點(diǎn)一般是點(diǎn)狀或成群的點(diǎn)狀。

　　3.5 夾渣

　　夾渣缺陷往往與未熔合同時(shí)存在，其磁痕是點(diǎn)狀或條狀的。

　　4磁粉檢測(cè)質(zhì)f控制

　　為了保證磁粉探傷的質(zhì)量和可靠性，必須控制檢測(cè)質(zhì)量，下面從幾個(gè)方面來說明這個(gè)問題。

　　4.1人員資格的控制

　　磁粉檢測(cè)人員的素質(zhì)是磁粉檢測(cè)質(zhì)量控制的關(guān)鍵之一。首先是磁粉檢測(cè)人員必須取得國家質(zhì)檢總局的磁粉檢驗(yàn)資格證書，其次是人員要有責(zé)任心。

　　4.2 設(shè)備的質(zhì)R1控制

　　用于壓力管道焊縫磁粉檢測(cè)的設(shè)備，其質(zhì)量控制包括下列幾個(gè)方面:a.電流表的校驗(yàn)。b.電流載荷的校驗(yàn)。c.電磁扼提升力的校驗(yàn)。d.測(cè)量?jī)x器的校驗(yàn)。

　　4.3材料的質(zhì)黃控制

　　材料的質(zhì)量控制包括:

　　a.磁懸液濃度測(cè)定。

　　b.磁懸液污染測(cè)定。

　　c.磁懸液中潤(rùn)濕劑是否不足的試驗(yàn)(水?dāng)嘣囼?yàn))。

　　4.4 檢瀏工藝的控制

　　首先為了保證磁粉探傷的可靠性，必須嚴(yán)格按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和檢驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行。所有技術(shù)文件應(yīng)齊全，正確，并應(yīng)是現(xiàn)行有效版次。其次應(yīng)作磁粉檢測(cè)綜合性能試驗(yàn)。

　　4.5檢測(cè)環(huán)境的控制

　　1)可見光照度。被檢工件表面的可見光照度應(yīng)不小于1000Ix。有困難時(shí)，至少為5001x。每月應(yīng)采用照度計(jì)測(cè)量白光照度I次。

　　2)紫外輻照度。在距紫外燈濾光板表面380rnm處，紫外輻照度應(yīng)不低于IOOO}awlcmlo紫外燈電源線路電壓波動(dòng)超過士10%時(shí)，應(yīng)裝穩(wěn)壓電源。每月采用紫外輻射計(jì)測(cè)量紫外輻照度1次。

　　3)環(huán)境光照度。采用熒光磁粉檢驗(yàn)時(shí)，暗區(qū)或暗室的環(huán)境光照度應(yīng)不大于201x。每月采用照度計(jì)測(cè)量環(huán)境光照度1次。

　　5 管焊縫磁粉檢測(cè)實(shí)例

　　5.1管座角焊縫的磁粉檢測(cè)

　　在磁粉檢測(cè)前要了解鋼材的磁性參數(shù)，正確選擇磁化電流，這些參數(shù)隨合金成分、含碳量、加工狀態(tài)及熱處理規(guī)范而改變。磁粉檢測(cè)可采用觸頭法或角接磁扼法。

　　對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷判定是圓型缺陷、成排氣孔或線狀缺陷，再根據(jù)JB4730標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)。對(duì)于不合格缺陷要作返修處理，返修后重新檢測(cè)。

　　5.2 管焊縫的磁粉檢測(cè)

　　對(duì)某石化廠20鋼幣51x3,幣76x3,幣89x3,0108x4,0122x5,0169x5,0219x5等管焊縫進(jìn)行磁粉檢測(cè)。

　　1)采用磁扼式檢測(cè)儀，水磁懸液。

　　2)清理受檢焊縫及熱影響區(qū)，去除油漆、鐵銹、表面油脂。

　　6 結(jié)論

　　1)對(duì)管焊縫磁粉檢測(cè)一般選用磁扼法或觸頭法。

　　2)對(duì)于管座角焊縫如選用磁扼法，則應(yīng)使用角接磁扼，以避免接觸不好，造成漏檢。

　　3)根據(jù)具體要求，可以選用交流電、直流電或脈動(dòng)直流電(整流電)。

　　4)為了保證磁粉檢測(cè)的質(zhì)量和可靠性，必須對(duì)磁粉檢測(cè)質(zhì)量進(jìn)行控制。