磁粉检测在压力容器检验中的运用特点研究

程旭

摘要：在产品可靠性以及安全性成为主要追求的当下，如何高效开展质量检验工作，自然成为人们关注的重点。文章以检验压力容器损伤为落脚点，对磁粉检测进行了深入探讨。首先介绍了该技术的检测原理、优点与不足，其次说明了检测方法的选择依据，最后结合压力容器特点，列举了检测工作需要关注的要点，例如，制作工艺卡并配置相应磁悬液等，供相关人员参考。

关键词：损伤检验;压力容器;磁粉检测

中图分类号：TG113.22                                 文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）11-0151-02

0  引言

磁粉检测相较于其他检测技术，更适合被用来对压力容器进行检测，这是因为该技术既不会使容器结构被破坏，带来不必要的麻烦，还能够保证检测结果可如实反映容器情况。除磁粉检测外，可被用来检测压力容器的技术，还有渗透检测、射线检测等，在开展相关工作时，有关人员应以实际情况为依据做出选择，保证检测效果达到预期。

1  磁粉检测介绍

1.1 检测原理

作为满足无损检测要求的一项技术，磁粉检测得到广泛运用的原因，主要是其兼具高灵敏度和不会给被检工件造成损伤的优势。在工业持续发展的当下，社会各界对产品结构及质量所提出要求较过去更高，对安全检测而言，要想发挥出应有作用，主要是引入更加先进且可靠的技术，即——无损检测技术。

近几年，磁粉检测在多个领域大放异彩，其检测原理如下：磁粉可被用来对铁做磁化处理。若工件表面存在漏磁场、部分畸变或是磁场线断裂的问题，利用磁粉对其进行检测，可使工件表面有相应痕迹形成，上述问题往往能够因此而得到直观展现（如图1）[1]。对锅炉等压力容器而言，磁粉还可被用来对发际线、裂缝和斑点进行检测，并且能够最大限度保证检测灵敏度以及结果准确性。

1.2 优点与不足

通过实践可知，磁粉检测具有明显的优点与不足，在实际应用时，有关人员应做到全面考虑，以此来确保技术优势得到应有发挥。

1.2.1 优点  ①具备重复检测条件。②检测难度较小，可为周围环境提供保护，尽量缩短检测所需时间，在降低检测成本的基础上，使检测工作取得更为可观的效益。③被检容器规格及形状所带来影响可以忽略不计。④确保压力容器现有缺陷所对应大小及位置得到直观展示，技术人员可根据所掌握信息，尽快对其性质做出判断。⑤磁粉检测可被用来对0.1mm长度的缺陷和微米裂纹进行检测，灵敏度较其他方法更高。

1.2.2 不足  磁粉检测的不足同样十分突出，具体表现在以下方面：只能对磁铁性材料进行检测;只能被用来检测表面以及近表面缺陷。磁化方向会使检测受到一定程度的制约，如果缺陷和磁化的方向相近、缺陷表面和工件所形成角度未达到200°，仅凭借磁粉技术，通常无法确保缺陷被直接检测出来。对上覆特殊物质的工件而言，磁粉检测同样不适用，且检测结果较易被几何形状所影响，进而得出与实际情况不符的最终结论。

2  磁粉检测方法

2.1 分类磁化

磁粉检测所用磁化方法有三种，分别是：其一，纵向磁化。工件经由磁化获得与中心线垂直的磁力场线，通常被用来检查与中心线垂直的横向缺陷;其二，横向磁化。工件经由磁化所得到磁线和轴向的位置关系为垂直，可被用来对与工件平行的纵向缺陷焊接线进行检查。其三，联合磁化。该方法强调同时运用上述方法进行检测，通过分别对工件缺陷进行检查的方式，明确亟待处理的问题，为后续工作提供参考[2]。

2.2 无损检测

对现有检测方法进行分析可知，无损检测领域所涵盖方法较多，例如，涡流检测、渗透检测以及磁粉检测，上述方法所遵循检测原理和适用范围均有极为明显的差异，在开展相关工作时，技术人员应以实际情况为依据做出选择。简单来说，就是明确现有技术的优点与不足，再结合被检材料特点，确定可使自身优势得到充分发挥的基础，为检测效率提供保障。

若被检容器是磁性容器，缺陷多分布在表面还有近表面，技术人员便可采取磁粉检测法，若被检容器形状或材质会给磁粉检测带来制约，则应酌情选用其他无损检测方法，保证检测工作能够顺利进行。

3  压力容器检测要点

由于压力容器往往存在应力集中和工作环境腐蚀物质较多的情况，随着使用时间的增加，多数容器都将陷入疲劳状态，进而出现破损。出于使压力容器长期稳定运行的考虑，定期利用相关技术对其进行检测与修复就显得很有必要。可被用来对压力容器进行探伤的方法较多，最具代表性的是磁粉检测。

3.1 制作工艺卡

压力容器指的是能够承受特压力、具有良好密闭性、被用来对液体和气体进行承装的设备，在工业等领域均已得到广泛运用，石油化学跨领域所用压力容器数量约为国内现有压力容器总量的1/2，对压力容器加以运用的方向可被归纳如下：其一，对带有特定压力的液体、气体进行贮存及运输;其二，为反应、传热还有传质工艺的推进助力。民用领域对其加以运用的形式，以压缩机和辅机为主，例如，空压机、蒸发器和冷却器等。

作为对特定主体进行检测所形成作业文件，工艺卡是控制检测质量的主要工具，对磁粉检测有重要意义，只有保证工艺卡正确且得到有效实施，才能使检测质量达到预期。检测工作开始前，在工艺规程指导下，结合受检工件所表现出特点，对检测工艺卡进行制作[3]。有关人员应保证技术文件正确且完整，均为有效批次，待通过审核，便可开始制作工藝卡的工作。

3.2 重视质量控制

探伤操作的最终目的是既做到有效磁化工件，又使磁痕得到理想显示。若技术人员计划使用磁轭法、交叉磁轭法进行探伤，关键是对探伤全过程进行控制，真正做到以探测工艺卡为依据，按部就班的完成各操作环节。现行标准规定，若电磁轭极的间距是200mm，对应交流电磁轭的提升力不得少于44N，直流电磁轭提升力应达到177N，磁化有效区域为两侧连线50mm范围内。此外，探伤过程需保证两次检测重合，且重合长度为15mm及以上。该方法可被用来对距表面6mm深的区域进行探测，应用前景广阔。

3.3 配置磁悬浮液

常见磁粉有荧光磁粉、非荧光磁粉，而常见磁悬液也有两种，分别是水磁悬液、油磁悬液，根据检测压力容器特点和需求，对上述磁粉、磁悬液进行组合并应用，其灵敏度往往有细微差异存在。

若检测对象是禁油场区、碳钢容器或低合金钢，首选非荧光粉+水磁悬液的组合，这是因为水磁悬液的流动性优于油磁悬液，可将磁粉迁移到湿润工作、无水断面工件的下方，并为检测灵敏度提供保证，正是上述优点的存在，才使得该组合成为对压力容器进行检测的首选磁悬液。干/湿磁粉磁环所显示磁痕情况见表1、表2。若检测对象所使用材料的裂纹敏感度较高且工作环境存在大量腐蚀介质，对其内壁进行检测所選用磁粉应为荧光磁粉，这是因为荧光磁粉被黑光所照射后，通常能够显示出易于分辨的荧光，其检测效果不会被容器表面颜色所影响（如图2）。

实践结果表明，基于磁悬液对压力容器进行检测，其浓度往往影响着检测灵敏度和最终结果，无论浓度过低还是过高，均会造成检测结果与实际不符的问题，进而导致检测缺陷出现。由此可见，技术人员应做到科学选用并严谨配置磁悬液，确保其作用可得到应有发挥。

3.4 其他要点

3.4.1 处理检测表面  基于压力锅炉所开展检测工作，磁粉的作用主要是检测表面缺陷。作为人工制品的压力锅炉等容器，其锈蚀情况和氧化程度均会影响到磁粉的感知，磁粉流阻和泄漏缺陷，通常会因此而受到影响。随着磁性粉末被磁场所吸收，检测灵敏度必然有所减弱，这并不利于后续工作的进行。由此可见，若技术人员计划采用磁粉检测方案，先要彻底清理表面油漆、铁锈和油脂，保证被检区表面和附近30mm范围内，均符合清洁且干燥的要求，为磁粉检测提供理想环境。

3.4.2 重视人员作用  对压力容器接头、零部件和原材料进行检测的人员，在从事相关工作前，应以现行规定为依据，通过培训以及考核的方式，获得检测资格，并根据自身所处资格等级，开展相应的工作。虽然磁粉检测的灵敏度极高，但极易由于操作失误，导致大量泄漏的情况出现，进而给容器性能带来不利影响，这也是安全事故的诱因之一。由此可见，人员经验和能力均会直接影响到检测结果，有关单位应当对此有所了解。

4  结论

随着工业的发展，对产品质量与结构进行安全检测的重要性逐渐为人们所熟知，在此背景下，以磁粉检测为代表的无损检测，开始被运用在各个领域。对工作环境较为特殊的压力容器而言，常规检测技术往往无法使灵敏度与安全性兼顾，对不会给其结构带来负面影响的磁粉检测加以运用成为大势所趋，未来该技术仍然是研究的重点，应引起重视。

参考文献：

[1]邱春.磁粉检测在压力容器检验中的应用研究[J].福建冶金，2020，49（06）：55-56.

[2]金志刚.压力容器检验中磁粉检测的特点分析[J].化工管理，2020（12）：45-46.

[3]王学容，张量.磁粉检测在压力容器检验中的运用特点分析[J].中国金属通报，2019（05）：124-125.