海油平台管线母材的渗透检验和磁粉检验对比

蒋桂通 黄细红

摘 要

为了保证海洋石油平台管线的质量，通常对管线母材进行无损探伤，主要采用磁粉检测和渗透检测两种方法，这两种无损检测方法均为表面无损检测，主要看管线表面是否存在裂纹、折叠、气孔等缺陷。磁粉检验主要适用于导磁材料，如碳钢管线的检验，渗透检验则对材料是否导磁无要求，渗透检验通常应用在非导磁材料，如不锈钢管线的检验。实践证明，磁粉检验检测碳钢管线的灵敏度比渗透检验高，而渗透检验检测不锈钢管线的灵敏度比磁粉检验高。

关键词

渗透检验;磁粉检验;灵敏度

中图分类号： TK228;TH49       文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.029

Abstract

In order to ensure the quality of pipelines on offshore oil platforms，nondestructive testing is usually carried out on the base materials of pipelines.Magnetic particle inspection and penetrant inspection are mainly used.Both of these nondestructive testing methods are surface nondestructive testing， which mainly depends on whether the surface of pipelines has defects such as cracks，folding，pores，etc.  Magnetic particle inspection is mainly applicable to magnetic conductive materials，such as carbon steel pipelines.Penetrant inspection has no requirement on whether the materials are magnetic conductive.Penetrant inspection is usually applied to non-magnetic conductive materials，such as stainless steel pipelines.Practice has proved that the sensitivity of magnetic particle inspection for carbon steel pipelines is higher than that of penetrant inspection，while the sensitivity of penetrant inspection for stainless steel pipelines is higher than that of magnetic particle inspection.

Key Words

Penetrant inspection;Magnetic particle inspection;Sensitivity

0 前言

海洋石油平台在建造过程中会用到大量的碳钢管线和不锈钢管线，海洋石油平台的质量要求高，因此对平台上管线的质量要求亦高，不允许有任何的缺陷，尤其是表面缺陷，否则发生漏气、漏油情况后果不堪设想。海油采购的管线除了生产厂家在生产过程中进行严格的理化检验和无损检验等必要的监控外，出厂之前也要进行一定比例的无损检验抽检。比如，某项目的业主规格书中要求所有传输介质为天然气或压力等级超过600磅的管线需抽检5%，不足一根的按一根检测，对蒸汽系统管线要求进行100%比例抽检。

1 检测方法和原理

本次检测方法为两种：分别是磁粉检验和渗透检验。

磁粉检验的原理本质上是缺陷部位的漏磁场吸附磁粉而显示出缺陷的轮廓。其检验对象材质必须为磁性材料。因此，磁粉检验用来检测碳钢管线，但它并不能检测管线的内部缺陷，原因是漏磁场的产生只能发生在管线表面和近表面，根本原因是交流电的趋肤效应导致电流的渗入深度很浅，只能局限在母材表面，而肉眼也只能发现这种表面的漏磁场吸附磁粉的现象，从而对缺陷进行判定。

渗透检验的原理本质上是毛细渗透作用，渗透剂会在缺陷部位发生毛细渗透作用，渗透剂通过这种作用进入到非常细小的缺陷中，这就要求渗透检验的缺陷必须是表面开口的缺陷。渗透检验对封闭的缺陷或者近表面缺陷是无效的。

2 检测设备和耗材

磁粉检验设备和耗材：海洋石油平台的磁粉检验采用便携的交流电磁轭法，试验采用的磁轭型号为美国磁通生产的Y-1;反差剂为FA-5型;磁悬液为MT-BW型。

渗透检验耗材：海洋石油平台的渗透检验亦采用便携的溶剂去除法，俗称三罐法，不需要设备。即渗透剂、清洗剂、显像剂，型号都为DPT-5型。

3 检测对象

本次检测的对象为两种：碳钢管线和不锈钢管线。

管线的规格有很多，本次试验选用的碳钢管线规格和材质为：直径D=168mm，壁厚T=7.11mm，材质A106B;试验选用的不锈钢管线规格和材质为：直径D=48mm，壁厚T=3.5mm， 材质316L。选用的碳钢管线直径稍大，原因是标准对磁轭设备的两腿间距是有明确要求的，一般为75～150mm之间，直径太小的管线，磁轭腿在直径方向上无法施展，因此选相对尺寸大点的。选用的不锈钢管线直径稍小，原因是对抽检的整根6米管线进行渗透检验，喷涂和擦拭几遍的工作量太大，因此试验时选择直径小点的。

4 检测实施和结果

首先，根据检验要求针对性地对碳钢管线进行磁粉检验，磁粉检验发现碳钢管线表面存在裂纹、发纹和重皮等缺陷。其次，对这些缺陷擦拭后进行渗透检验，因为这些缺陷都是表面开口缺陷，可以用渗透检验，结果是渗透检验可以检测出裂纹这种深宽比大的缺陷，对于发纹、重皮这种深宽比小的缺陷，渗透检验也能检测出来，只是检测率低于磁粉检验。也就是说明显的缺陷两种方法都有效，不明显的缺陷，渗透检验效果略差。如图1所示，碳钢管线磁粉检验发现多处微细发纹，而同一位置渗透检验只发现三处微细发纹。

对于不锈钢管线的母材首先采用渗透检验，渗透检验能够检测出母材表面肉眼无法看出的裂纹、发纹等缺陷。尽管缺陷的深度只有0.5mm，稍微打磨再次檢验即消失，这更加说明了渗透检验对于不锈钢管线母材的灵敏度之高。而当显示清洗擦除后，用磁粉检验试验时，明显不能检测出任何缺陷。原因是316不锈钢管线不导磁，没有漏磁场之说。

5 结论

通过理论分析和试验验证，得出海洋石油平台碳钢管线和不锈钢管线的无损检测极其重要。磁粉检验检测碳钢管线的灵敏度高于渗透检验，因此碳钢管线优先采用磁粉检验。除非在没有电或者空间受限的情况下可以用渗透检验来补充。

渗透检验检测不锈钢管线的灵敏度远远高于磁粉检验，磁粉检验不能检测不锈钢管线，因为常规的不锈钢管线不导磁，在此不讨论沉淀硬化不锈钢这种导磁材料，缺陷部位不会产生漏磁场，也不会吸附磁粉形成缺陷显示。

参考文献

[1]于筱然.浅析各种无损检测技术的优缺点[J].电子测试，2019（19）：86-88.

[2]胡学知. 渗透检验技术综述[C].陕西省机械工程学会无损检测分会.陕西省第九届无损检测年会陕西省机械工程学会无损检测分会论文集.陕西省机械工程学会无损检测分会：陕西省机械工程学会，2004：52+66-68.