磁粉檢測(cè)針對(duì)表面或近表面缺陷有很高的檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確性和可靠性，是常用、直觀、經(jīng)濟(jì)、快捷、可靠的常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法之一。便攜式磁軛法及交叉磁軛法磁粉檢測(cè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)磁軛法檢測(cè)）操作方便靈活、工藝簡(jiǎn)單實(shí)用、檢測(cè)效率高，具有適合的靈敏度、適于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等特點(diǎn)。
應(yīng)用現(xiàn)狀及特點(diǎn)
? 磁軛法檢測(cè)屬于應(yīng)用型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。在以鐵磁性材料為主的特種設(shè)備、造船等行業(yè)的原材料驗(yàn)收、制造安裝過(guò)程的質(zhì)量控制與產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收、使用中的定期檢驗(yàn)與缺陷維修監(jiān)測(cè)等幾個(gè)階段，均得到了廣泛的應(yīng)用。
特種設(shè)備磁粉檢測(cè)部位、檢測(cè)比例、技術(shù)等級(jí)、合格級(jí)別及檢測(cè)時(shí)機(jī)等，均按TSG系列行業(yè)相關(guān)法規(guī)、GB/JB系列標(biāo)準(zhǔn)等的相關(guān)規(guī)定和要求執(zhí)行。
鍋爐
相關(guān)法規(guī)：TSG G0001
執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：NB/T 47013.4 (JB/T 4730.4)
合格級(jí)別： I
壓力容器
相關(guān)法規(guī)：TSG21-2016
執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：NB/T 47013.4 -2015
合格級(jí)別： I
備注：16/10/01前為T(mén)SG R0004
壓力管道
相關(guān)法規(guī)：TSG D0001, GB/T 20801, GB 50235, GB 50184等
執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 4730.4
合格級(jí)別： I
備注：現(xiàn)為NB/T 47013.4
氣瓶
相關(guān)法規(guī)：TSG R0001-2014
執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
補(bǔ)充要求：NB/T 47013.4-2015
起重機(jī)械
相關(guān)法規(guī)：GB 6067.1
執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 6061, JB/T 6062
客運(yùn)索道
相關(guān)法規(guī)：TSG S7001-2013
執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：NB/T 47013.4-2015
合格級(jí)別： Ⅱ
大型游樂(lè)設(shè)施
相關(guān)法規(guī)：GB 8408-2008
執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 4730.4
合格級(jí)別：Ⅲ
備注：現(xiàn)為NB/T 47013.4
原材料檢測(cè)
在原材料驗(yàn)收、復(fù)驗(yàn)檢測(cè)方面，檢測(cè)對(duì)象包括板材、棒材、管材、鍛件及鑄件等，也包括毛坯件及半成品(鋼坯、鑄件和鍛件)。
其典型的檢測(cè)方法常有磁軛或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交叉磁軛、非熒光磁粉水基或油基濕法；對(duì)較大型、表面粗糙的毛坯件，鑄鍛件等常用非熒光磁粉干法。
主要檢測(cè)缺陷有表面裂紋、白點(diǎn)、表面夾雜和折疊、分層、發(fā)紋等。
制造檢測(cè)
在承壓設(shè)備制造、安裝過(guò)程和產(chǎn)品驗(yàn)收中，磁軛法檢測(cè)通常應(yīng)在去除油漆、鍍層、防銹劑等表面覆蓋層、表面清理后進(jìn)行。
檢測(cè)對(duì)象主要包括母材、熔合區(qū)與焊縫組成的對(duì)接焊接接頭表面、管座角接接頭表面、T 型接頭表面、坡口和鈍邊表面、焊縫層間表面等。
典型的方法有：非熒光磁粉水基或油基磁懸液濕法；對(duì)焊接過(guò)程中的焊縫層間表面檢測(cè)常采用非熒光磁粉干粉法；對(duì)大口徑接管內(nèi)壁可采用磁軛法；超高壓人造水晶釜釜體內(nèi)臺(tái)階也可采用交叉磁軛法；磁粉與工件表面顏色對(duì)比度不足時(shí)，通常可采用反差增強(qiáng)劑改善觀察效果。
主要檢測(cè)缺陷有表面橫向或縱向裂紋、弧坑裂紋、表面坡口未熔合、夾渣、未焊透等。
在用檢驗(yàn)中的檢測(cè)
在在役維修、定期檢驗(yàn)、在線監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)中，磁軛法檢測(cè)通常應(yīng)在去除油漆、鍍層等表面覆蓋層、表面清理后進(jìn)行，也可有條件地帶非磁性覆蓋層進(jìn)行。
檢測(cè)對(duì)象主要包括：抗拉強(qiáng)度下限值Rm ≥540 MPa的高強(qiáng)鋼、裂紋敏感材料和可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋的材料制承壓設(shè)備內(nèi)表面對(duì)接接頭表面、承受應(yīng)力集中、交變載荷的管座角接接頭表面、經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)存在表面成形不良的部位以及認(rèn)為必要的其他部位等。
典型的檢測(cè)方法有：非熒光磁粉水基磁懸液濕法；針對(duì)高強(qiáng)鋼、裂紋敏感材料和可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋的工件的熒光法等。
使用中常見(jiàn)的缺陷包括：疲勞裂紋、應(yīng)力集中導(dǎo)致的開(kāi)裂、應(yīng)力腐蝕裂紋、表面坡口未熔合開(kāi)裂、針孔腐蝕等各類(lèi)局部腐蝕、氫損傷等。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
? 通過(guò)參考、吸收以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家的相關(guān)思路和經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)現(xiàn)已基本建立起了覆蓋磁粉檢測(cè)各個(gè)要素的、較為完整的磁粉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系。
我國(guó)無(wú)損檢測(cè)通用方法標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC56)制定，具體的產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家各產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定。交叉磁軛法在國(guó)外應(yīng)用受限，但在我國(guó)得到了最廣泛的應(yīng)用。
現(xiàn)行磁軛法檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
NB/T 47013.1-2015
?承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 第1部分：通用要求?
NB/T 47013.4-2015
?承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 第4部分：磁粉檢測(cè)?
SY/T 4109-2013
?石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測(cè)?
GB/T 12604.5-2008
?無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ) 磁粉檢測(cè)?
GB/T 15822.1-2005
?無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè) 第1部分：總則?
GB/T 15822.2-2005
?無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè) 第2部分：檢測(cè)材料?
GB/T 15822.3-2005
?無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè) 第3部分：設(shè)備?
GB/T 26951-2011
?焊縫無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè)?
GB/T 26952-2011
?焊縫無(wú)損檢測(cè) 焊縫磁粉檢測(cè) 驗(yàn)收等級(jí)?
GB/T 23907-2009
?無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè)用試片?
GB/T 9444-2007
?鑄鋼件磁粉檢測(cè)?
GB/T 5097-2005
?無(wú)損檢測(cè) 滲透檢測(cè)和磁粉檢測(cè) 觀察條件?
JB/T 6061-2007
?無(wú)損檢測(cè) 焊縫磁粉檢測(cè)?
JB/T 6063-2006
?無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè)用材料?
JB/T 6065-2004
?無(wú)損檢測(cè) 磁粉檢測(cè)用試片?
JB/T 7411-2012
?無(wú)損檢測(cè)儀器 電磁軛探傷儀技術(shù)條件?
JB/T 6870-2005
?攜帶式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷儀 技術(shù)條件?
JB/T 6439-2008
?閥門(mén)受壓件磁粉探傷檢驗(yàn)?
其中，NB/T 47013.4-2015為推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)相關(guān)法規(guī)引用后具有強(qiáng)制性，在設(shè)計(jì)、材料、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)和修理過(guò)程中的檢測(cè)要求大部分按此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
應(yīng)用研究成果
- 低頻磁軛磁化裝置已能夠發(fā)現(xiàn)距被檢表面6mm深的缺陷，可有效檢出深度達(dá)6~8mm的管道等對(duì)焊接頭根部未焊透等缺陷，具有寬廣的應(yīng)用前景。
- 提升力是考核電磁軛磁化規(guī)范的主要性能指標(biāo)，其除了與磁感應(yīng)強(qiáng)度和截面積等相關(guān)外，還與材料(磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率)及工件接觸間隙等因素有關(guān)；磁軛磁化規(guī)范大致與其提升力的平方根成正比、與其磁極間距的平方成反比等。
- 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交叉磁軛的提升力為兩磁軛的矢量和(≥118N，間隙0.5mm)；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交叉磁軛一般應(yīng)采用移動(dòng)方式進(jìn)行磁化操作，且原則上宜在移動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行綜合性能驗(yàn)證暨系統(tǒng)靈敏度校驗(yàn)等。
- 在不超負(fù)荷、輸出電壓比較穩(wěn)定時(shí)，交流電磁軛的關(guān)節(jié)與檢測(cè)靈敏度無(wú)關(guān)。
- 在大型結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用了脈沖磁化技術(shù)，充分驗(yàn)證了該技術(shù)具有磁場(chǎng)飽和、靈敏度高、檢測(cè)速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)約能源的特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
- 研究了ASME規(guī)定的便攜式磁軛法應(yīng)用范圍，試驗(yàn)證實(shí)交流磁軛法近表面缺陷僅能檢出1mm以內(nèi)的缺陷，在各種因素影響下應(yīng)以0.5mm以內(nèi)的缺陷作為檢測(cè)極限；直流磁軛法的有效性與板厚有關(guān)，但板厚超過(guò)5mm以后，其有效性不能得到完全滿足。
- 相關(guān)公司推出的Multipuls系列脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)磁化技術(shù)，其利用極少電能就可實(shí)現(xiàn)大型、異型結(jié)構(gòu)的大范圍磁化，可大大節(jié)省生產(chǎn)成本、提高檢測(cè)效率。
- 最新研發(fā)的充電攜帶式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷儀、鐵路專(zhuān)用一體式磁軛探傷儀，無(wú)需外接電源，實(shí)際使用表明其探傷靈敏度高，能夠滿足探傷要求，使用方便、安全。
- 數(shù)字成像技術(shù)應(yīng)用于磁粉檢測(cè)中，既可實(shí)時(shí)成像，也可保存過(guò)程視頻，方便過(guò)程回放和結(jié)果研判；還可進(jìn)一步通過(guò)圖像處理技術(shù)直接由設(shè)備自動(dòng)判斷檢測(cè)結(jié)果的好壞。
- 采用AC磁軛法、觸頭法針對(duì)埋藏槽、埋藏橫孔和自然缺陷等近表面缺陷進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明：對(duì)埋藏槽/埋藏橫孔的檢測(cè)深度，AC磁軛法為0.6mm/0.5mm，AC觸頭法為1.2mm/1.0mm，HWDC觸頭法為2.0mm/2.5mm；AC磁軛對(duì)自然缺陷的檢測(cè)深度為0.24~0.3mm。AC磁軛法對(duì)近表面缺陷的檢出能力是相當(dāng)有限的，觸頭法對(duì)近表面缺陷的檢測(cè)深度較大，但工件表面灼傷嚴(yán)重。
本文作者：姚力，高級(jí)工程師，在中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心主要從事承壓類(lèi)特種設(shè)備檢驗(yàn)，超聲、磁粉、滲透、聲發(fā)射檢測(cè)及人員培訓(xùn)等工作。
節(jié)選自《無(wú)損檢測(cè)》2017年第12期“2017遠(yuǎn)東無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)論壇論文精選”
[復(fù)制鏈接]
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