100立方米液化石油氣儲罐磁粉探傷淺析

李 敏

（西安特種設(shè)備檢驗檢測院,西安 710065）

100立方米液化石油氣儲罐磁粉探傷淺析

李 敏

（西安特種設(shè)備檢驗檢測院,西安 710065）

本文指出用單方向磁化的極間式磁粉探傷方法檢驗液化石油氣罐表面裂紋，存在探傷速度慢、漏檢率高和再現(xiàn)性差等問題；進(jìn)而對旋轉(zhuǎn)磁化探傷裝置的原理、性質(zhì)和在100立方米液化石油氣儲罐的定期檢驗中應(yīng)用、探傷條件的選擇、探傷時應(yīng)注意的問題和效果等方面一一作了詳細(xì)介紹。

液化石油氣儲罐；裂紋；旋轉(zhuǎn)磁化；磁粉探傷

1 概述

國內(nèi)外大量液化石油氣儲罐破壞事故的分析結(jié)果表明，導(dǎo)致液化石油氣儲罐失效脆斷的直接原因是在焊縫及母材表面存在著起始的表面裂紋。因此，必須可靠地檢出并及時消除多種表面裂紋，才能確保液化石油氣儲罐的安全運行。

對于焊縫及母材表面裂紋的無損檢驗主要采用的磁粉探傷及滲透探傷兩種方法。然而，對于液化石油氣儲罐表面裂紋的檢驗通常使用單方向磁化的極間式磁粉探傷方法，這種方法只能靈敏地發(fā)現(xiàn)與磁力線方向成一定夾角（一般為45—135°）的缺陷，而對平行與磁力線方向的缺陷則根本不能檢出。因此，對于同一個探傷部位至少要進(jìn)行兩次（互相垂直的）磁化探傷，顯然，這種探傷方法的探傷質(zhì)量和速度都是不高的。

我院在多次100立方米液化石油氣儲罐的檢驗中，采用了具有趨膚效應(yīng)的交流電+CYE3A型交叉磁軛旋轉(zhuǎn)磁化探傷儀。這個儀器在連續(xù)磁化、移動探傷方面有本身的優(yōu)勢，它在使用時一次磁化被探部位，就可以同時發(fā)現(xiàn)各個不同方向上的缺陷，不但適應(yīng)與液化石油氣儲罐的焊縫及母材的探傷，而且也可以用來檢查搭接和角接等形式焊縫的表面裂紋。因此，這種探傷方法不但缺陷漏檢少，探傷結(jié)果再現(xiàn)性好，而且探傷速度快、探傷人員的勞動強度也可以降低，取得了較好的效果。

2 旋轉(zhuǎn)磁化磁粉探傷方法的工作原理

多向磁化是根據(jù)磁場強度疊加原理，在工件中某一點的磁場強度等于幾種磁化方法在該點分別產(chǎn)生的磁場的矢量和，或者是不同方向的磁場在工件上的輪流交替磁化。

旋轉(zhuǎn)磁場形成的原理是：用兩個幅值相等、相互交叉、并具有一定電流相位差α的交流磁場對工件磁化，其矢量合成的磁場為隨時間而變化的旋轉(zhuǎn)磁場，在平面上的軌跡呈圓形或橢圓形。如兩個磁場分別為H1和H2，H1=Hosinωt， H2=Hosin（ωt+α）,H=√H12+H22。

當(dāng)H1=H2并且H1⊥H2（即兩磁軛的交叉角θ=900）時，若電流相位差α=1200，則可形成橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場。圖1-1表示四個磁極所在平面幾何中心點O處旋轉(zhuǎn)磁場的形成原理。圖a）為兩相電流變化曲線，圖b）為不同瞬間的合成磁場的方向和大小，圖C）為合成磁場的軌跡。

CYE—3型旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀是由兩個交叉的∏性形電磁軛構(gòu)成，用三相交流電中任兩相A、B供電，經(jīng)降壓后分兩路供電給電磁軛，一路Ua供激磁線圈L1和 L2，另一路Ub，供激磁線圈L3和L4，Ua和Ub有1200的相位差，由這兩個電磁軛產(chǎn)生的兩個正弦交變磁場疊加后，產(chǎn)生一個方向隨時間變化的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。

此外，必須指出：使用旋轉(zhuǎn)磁化探傷儀進(jìn)行液化石油氣儲罐探傷時，必須正確操作和使用儀器，并合理選擇探傷條件，方可收到滿意的探傷結(jié)果。

（1）電流表在校驗期內(nèi)。

（2）設(shè)備內(nèi)部短路檢查合格。

（3）電磁軛提升力校驗應(yīng)為118N。

3 磁粉探傷操作

3.1 檢測工藝的控制

本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，增加磁粉探傷的可靠性性，檢查過程中要嚴(yán)格按照規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

圖1 十字交叉磁軛

3.2 自然缺陷標(biāo)準(zhǔn)樣件

對自然缺陷標(biāo)準(zhǔn)樣件進(jìn)行檢驗，如果樣件上的已知缺陷磁痕能清晰顯示，為綜合性能試驗合格。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)試片

將A型標(biāo)準(zhǔn)試片貼在被檢工件表面，進(jìn)行磁化和濕連續(xù)法檢驗，按所要求的靈敏度等級，如果磁痕能清晰顯示，為綜合性能試驗合格，否則，即為不合格。

3.4 磁懸液的噴灑

在操作過程中，噴灑磁懸液要電磁鐵磁化、探傷、移動使用同步進(jìn)行。要使檢測效果達(dá)到最佳，探傷部位，電磁鐵的移動方向都要玉磁懸液的噴灑部位相匹配。

探傷時，一般使用塑料壺噴灑磁懸液。

探傷時，用手?jǐn)D壓塑料壺把磁懸液通過其噴咀灑到電磁鐵所探部位的前沿。交叉電磁軛磁化時自焊縫上方向下方連續(xù)行走應(yīng)保證磁軛與液化石油氣儲罐表面接觸良好，要使磁懸液在磁場內(nèi)起作用的有效時間盡量延長，（應(yīng)不小于3秒鐘）。

在進(jìn)行縱縫探傷時，磁懸液應(yīng)噴到電磁鐵所探部位的前沿中部；在進(jìn)行環(huán)縫探傷時，磁懸液應(yīng)該噴灑到電磁鐵所探部位的前沿偏上的地方。

磁懸液的使用量要酌情處理，要符合標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)量不能太多，這樣容易使磁懸液聚集，形成磁粉聚痕。

磁懸液的噴灑壓力不應(yīng)過大，以防止噴灑沖力影響磁粉活動，致使在缺陷表面不能得到理想的磁粉聚痕。

3.5 觀察磁痕

觀察磁痕在磁軛通過后盡快進(jìn)行。在進(jìn)行觀察時不要粗糙，也不要單從一個方向觀察，要遵循認(rèn)真、多角度觀察的原則，觀察的照明度也很重要，要保持燈具的潔凈，在（光照度不小于1000lx）。為排除隱患，對重要部位要采取多次檢驗，反復(fù)查看，必要時用5-10倍放大鏡觀察。并采用示意圖方式記錄缺陷磁痕。

總之，探傷時，探傷人員必須合理選用上述種種探傷條件，方可得到良好的探傷效果。

[1]全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格鑒定考核委員會組織編寫《磁粉探傷》[G].1999年2月中國鍋爐壓力容器安全雜志社出版.

[2]國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB4730-94《壓力容器無損檢測》11[S].磁粉檢測.