复合钢板结合部位缺陷的磁粉检测

雒里柯,荀华宝

(1.石河子特种设备检验检测所,新疆 832000;2.东方电气河南电站辅机制造有限公司,灵宝 472501)

1 问题的提出

2006年东方电气河南电站辅机制造有限公司(原中州汽轮机厂)生产了一台200 MW火力发电机组高压除氧器产品。该产品分除氧水箱和除氧头两部分,其中除氧头容器直径为φ2 500 mm,厚度(18+1.2)mm,材质 20R(外壁)+1Cr18Ni9Ti(内壁100%覆盖),外壁采用自动焊,内壁手工焊,V型坡口。图纸要求所有A,B类焊缝进行20%射线探伤,射线透照示意图见图1(图中数字标识为纵/环焊缝的序号)。

图1

除氧头环缝共4条。根据射线探伤工艺,整圈拍片29张,20%RT需要拍片6张,胶片有效长度为273 mm,包括开孔1.5倍、T型接头及支座覆盖焊缝。笔者首先对该容器进行了射线探伤,在透照靠近除氧头封头B6时,6张底片中发现了2张底片环缝封头复合板母材存在与焊缝呈一定角度的多条黑线。后对该条焊缝进行100%RT,又发现1张底片有黑线。由于不能确定缺陷性质及埋藏深度,随后又进行超声波检测,确定了缺陷埋藏在复合板结合处的位置。但以上方法均不能直观显示缺陷,故最后进行了磁粉检测。

2 磁粉检测理论依据

磁粉检测是利用铁磁材料被磁化后,缺陷处有磁通泄露到空气中,形成漏磁场。漏磁场能够吸附磁粉积聚到缺陷上,从而显示出缺陷的形状及位置。漏磁场的大小及分布状态与铁磁性材料磁化状态、缺陷埋藏深度、缺陷宽度、缺陷自身高度、磁化场与缺陷倾角的关系以及试件表面覆盖层等因素有关。查阅有关资料得知,覆盖层材料 1Cr18Ni9Ti没有磁性,不能进行磁粉探伤,但其厚度只有1.2mm,相当于20R基体材料表面有1.2mm的覆盖层。如果缺陷漏磁场能够泄露到覆盖层之上,就能吸附磁粉,形成磁痕显示,从而发现缺陷。

3 检测工艺的制定

(1)电流 直流电。磁场渗透深度大、检测缺陷的深度大、适宜镀铬层下的裂纹。采用直流磁轭湿法从不锈钢面侧探伤。

(2)检测方法 采用湿法(非荧光),连续磁轭法检测。

(3)仪器 选用仪器为CEJ-212。

(4)标准试片及提升力 A1-60/100标准试片,仪器提升力为177N。

(5)磁粉、载体及磁悬液 磁粉选用高磁导率、低矫顽力和低剩磁,且与工件表面对比度高的黑磁膏。载体为水,磁悬液配置浓度15g/L。

4 工件的检测

(1)预处理 采用清洗剂去除磁粉检测部位的油脂等污物。

(2)磁化 首先利用直流磁轭探伤仪对经过预处理的工件表面进行有效磁场强度和方向、有效检测区及磁化方法测定,采用连续湿法,标准试片为A1-60/100;然后进行纵向磁化,即边磁化边喷洒磁悬液,边进行观察。通电时间为1～3s,停施磁悬液至少1s后方可停止磁化,应磁化两次,两次磁化时磁场角度大致呈90°。

(3)观察和评定缺陷 用肉眼或借助2～10倍放大镜观察磁痕。发现不锈钢表面出现的磁痕有裂纹的特征,为长度20～90mm锯齿形及稍弯曲的线状缺陷。

(4)复验 当不能判定缺陷真伪时,应采用X射线方式进行复验。

(5)返修 对不锈钢表面存在的磁痕,确定其为真实缺陷后,用砂轮机打磨掉不锈钢层,然后再进行磁粉探伤,重复几次,直至缺陷消失。补焊后,在不锈钢表面进行磁粉探伤和渗透探伤。

5 结语

采用直流磁轭湿法磁粉检测能够检测出复合层结合处的裂纹等危险性缺陷,为解决实际问题提供了一定的经验。