壓力容器磁粉檢測問題分析論文
摘要：本文主要闡述了磁軛法檢測小徑管對接焊縫、焊接坡口、管板角焊縫和T型接頭焊縫時存在的幾個比較常見且不容易被發(fā)現(xiàn)的問題。采用磁軛法檢測小徑管對接焊縫時，可能會漏檢焊縫上的縱向缺陷，檢測管板角接頭焊縫和T型接頭角焊縫檢測時，可能存在磁軛間距過大，檢測焊接坡口時，采用檢測方式不合理等問題。
關(guān)鍵詞：磁軛間距過大；漏檢；坡口檢測
1引言
磁粉檢測是承壓設(shè)備制造、檢驗中最常用的無損檢測方法之一，它適用于鐵磁材料的表面和近表面缺陷的檢測，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)。磁粉檢測受工件大小和幾何形狀的影響較小，能檢測出工件各個方向的缺陷，它的檢測靈敏度很高，可以發(fā)現(xiàn)極細小的裂紋及其它缺陷。有關(guān)理論研究和試驗結(jié)果認為，磁粉檢測可以檢出的最小裂紋尺寸大約為：寬度1μm，深度10μm，長度1mm。雖然實際現(xiàn)場應(yīng)用時可檢出的裂紋尺寸遠達不到這一水平，會比上述數(shù)值要大的多，但是在射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測這四種常規(guī)無損檢測方法中，對表面裂紋檢測靈敏度最高的仍然是磁粉檢測[1]。磁粉檢測是鐵磁類壓力容器表面檢測時首選的無損檢測方式，《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[2]（以下簡稱《固容規(guī)》）3.2.10.2.1條規(guī)定：焊接接頭的表面裂紋應(yīng)當優(yōu)先采用表面無損檢測；鐵磁性材料制壓力容器焊接接頭的表面無損檢測應(yīng)當優(yōu)先選用磁粉檢測。作為一名檢驗人員，在檢驗工作中，發(fā)現(xiàn)磁粉檢測中存在幾個具有代表性的問題，希望通過本文，能夠?qū)Ω魑煌杏悬c啟發(fā)，共同提高無損檢測質(zhì)量。
2現(xiàn)狀
�。�1）企業(yè)內(nèi)無損檢測工作存在重射線檢測輕表面檢測的現(xiàn)象。由于射線檢測需要保留有底片，方便事后復(fù)查以和考察相關(guān)人員的履職情況，因此各單位普遍對射線檢測比較重視，而表面檢測由于不需要保留檢測痕跡，一般僅能通過檢測記錄體現(xiàn)檢驗過程和檢驗結(jié)果，因此不少單位對表面檢測工作比較敷衍，致使相關(guān)人員能力比較欠缺，缺乏有效的監(jiān)督考評機制以及設(shè)備投入不夠（通常只配備少量的磁軛和交叉磁軛探傷機）。（2）壓力容器磁粉檢測的主要流程也是磁粉檢測的重要影響因素。磁粉檢測的主要流程為：檢測人員根據(jù)磁粉檢測工藝規(guī)程編制操作指導(dǎo)書并經(jīng)審核通過；現(xiàn)場檢測人員根據(jù)檢測操作指導(dǎo)書進行檢測，填寫檢測記錄并經(jīng)相應(yīng)責任人員簽字認可；檢測人員根據(jù)檢測記錄出具檢測報告，后交由審核人員審核通過；審核合格的報告交駐廠監(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，只需要審查檢測人員是否持有相應(yīng)的檢測資格證書以及檢測工藝和檢測報告的批準程序，不需要審核報告的內(nèi)容，因此也很難發(fā)現(xiàn)檢測過程中存在的問題。三是壓力容器的的使用單位，一般沒有無損檢測方面的專業(yè)技術(shù)人員，并且通常也不會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)在磁粉檢測上的錯誤認識一旦形成，便會長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
檢驗中發(fā)現(xiàn)的問題主要存在于磁軛法檢測方面。雖然檢測規(guī)范要求在采用磁軛法時，其磁化規(guī)范應(yīng)采用標準試片驗證，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)在檢測時可能根本未進行標準試片驗證。檢驗中發(fā)現(xiàn)的問題主要在以下幾個方面：
3.1小徑管的環(huán)焊縫檢測方面
檢驗中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)許多單位對小徑管的對接焊縫采用便攜式磁軛探傷機進行檢測，由于小徑管的直徑較小，在檢測對接焊縫的橫向缺陷時，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是壓力容器焊縫檢測中最常用的檢測設(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)簡單、操作方便的.優(yōu)點，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)備無損檢測第四部分：磁粉檢測》[4]（以下簡稱《承壓設(shè)備磁粉檢測》）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》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，由于磁軛法對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》附錄B要求在采用磁軛法檢測時，對受檢焊縫在進行了一次垂直于焊縫方向的檢測后，還要在與焊縫平行或相割（管板角焊縫）位置再進行一次檢測。在檢測小徑管對接焊縫的橫向缺陷時，磁力線在工件上通過的最短路程會大于磁極間的距離，假設(shè)將兩磁極置于接管直徑位置，在不考慮磁力線因為通過磁軛與接管接觸部位的兩側(cè)焊縫可能導(dǎo)致受檢部位磁場強度降低的情況，要使磁力線通過的最短距離為75mm，通過計算可知可檢測的小徑管的最小外徑為48mm，當然實際檢測時還需要進行靈敏度測試，確保靈敏度符合標準要求。因此，用磁軛法檢測小徑管的對接焊縫時，應(yīng)考慮小徑管的外徑，確保能夠檢測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)計變更，改用其它表面檢測方法。
3.2角接接頭檢測方面
在面對不同類型、尺寸的焊縫檢測時，許多單位的檢測報告和工藝卡在磁軛間距欄有的按標準要求給一個范圍值（如75mm-200mm），或者有的寫一個固定的數(shù)據(jù)，因此常發(fā)現(xiàn)磁軛間距不符合標準要求的情況。在檢測角接接頭（如管板角接頭和T型接頭），當采用磁軛橫跨焊縫的方式檢測焊縫上的縱向缺陷時，磁力線實際通過的路程會大于磁極間的距離。有些單位不考慮實際磁力線通過的路程，機械的要求磁軛長度滿足75-200mm，或者寫一個固定的磁軛間距。這種情況可能導(dǎo)致檢測范圍內(nèi)的磁場強度不足。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，如果要確保磁力線通過的路程不超過200mm，則此時允許的磁軛間距最大為141.4mm。在檢測管板角接頭和T型接頭這類焊縫時，應(yīng)根據(jù)實際結(jié)構(gòu)確定磁軛間距。
3.3坡口檢測方面
在檢驗中還發(fā)現(xiàn)有的單位直接采用磁軛法檢測焊接坡口，這種做法是不合適的。坡口檢測主要是為了發(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沿坡口長度方向進行檢測，由于坡口檢測主要是為了檢測坡口表面的分層和裂紋類缺項，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坡口，觸頭法產(chǎn)生的磁場可以有效的檢測到坡口表面的分層和裂紋，且操作方便，檢測靈敏度高，需要注意的是，在采用觸頭法檢測時觸頭應(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坡口的缺陷，檢測時可把交叉磁軛置于靠近坡口的鋼板表面上，利用旋轉(zhuǎn)磁場的外側(cè)磁場檢驗缺陷。以上方法使用時都應(yīng)使用靈敏度試片試驗檢測靈敏度和有效磁化區(qū)。
3.4漏檢方面
在檢驗中還發(fā)現(xiàn)個別單位存在漏檢的情況。經(jīng)常漏檢的有：異種鋼焊接接頭；進行100%射線或超聲波檢測的容器上公稱直徑DN＜250mm的接管與接管對接接頭，接管與高頸法蘭對接接頭；設(shè)計溫度低于-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部分的要求進行表面檢測。
4小結(jié)
本文主要闡述了磁軛法檢測小徑管對接焊縫、焊接坡口、管板角焊縫和T型接頭焊縫時存在的問題，這幾個問題比較常見且不容易被發(fā)現(xiàn)。在實際檢驗中還存在不少顯而易見的問題，如缺少靈敏度試片、提升力試塊保護不當、缺少檢測磁懸液濃度的設(shè)備、沒有光照度計、記錄或報告內(nèi)的磁懸液濃度明顯有誤、觸頭法檢測時磁化電流計算有誤、磁粉檢測時間與焊接時間矛盾、明顯的筆誤等問題。希望通過文本能引起大家對磁粉檢測重視，改變一些錯誤的認識，提高磁粉檢測質(zhì)量。
參考文獻
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[2]TSG21-2016.固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].
[3]宋志哲,鄭暉,周志偉.磁粉檢測[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.6-7+65-66+134-139.
[4]NB/T47013.4-2015承壓設(shè)備無損檢測第四部分：磁粉檢測[S].
[5]GB150.4-2011壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收[S].
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