磁粉检测在压力容器检验中的运用特点研究

焦成国

摘 要：随着时代的快速发展，压力容器成为众多工业系统中不可或缺的一部分，其日常的检测和管理十分重要。磁粉检测作为一种先进的无损检测技术，在压力容器的检验工作中发挥着突出的作用。文章阐述了压力容器检验的难度以及传统检测方法的弊端，然后基于对磁粉检测原理的了解，分析了压力容器常见裂纹，最后，对压力容器检验中磁粉检测技术的应用要点进行探讨。

关键词：压力容器;检验;磁粉检测

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。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。

2压力容器常见裂纹

2.1热疲劳裂纹

针对热疲劳裂纹而言，是金属材料比拉伸强度极限要低时所产生的裂纹，主要引发的原因是热交换现象，瞬时性较高，一般在火电厂压力蒸汽管道以及排气管管座等部位发生热疲劳损失现象，一般是由于部件表面热应力变比较大所引起的。在热疲劳裂纹产生初期，部件的应力变化连续性不足，同时应力变化区域较为集中，裂纹主要表现形式为一条主裂纹以及多条小裂纹。而高温蒸汽管道内壁所产生的热疲劳裂纹也存在一些不同，主要为网状，在裂纹产生初期，裂纹主要朝着一个方向进行扩散，但如果应力较大，裂纹扩散向周围的区域。并且宽度较大，并存在较为细小的缺口，同时伴随着线状痕迹，同时其扩散的跳跃性较强，十分容易发生二次开裂的现象，导致其变化规律性较低。此外随着时间的推进，热疲劳裂纹的扩散也发生一定变化，在比蠕变温度低时，将发生穿晶扩展，当比蠕变温度高时，将出现混合扩展的现象。

2.2腐蚀裂纹

针对腐蚀裂纹而言，对于锅炉压力容器来说出现频率较高，其主要产生原因是压力容器在腐蚀介质与应力的作用下所出现的开裂现象，开裂所产生的裂纹就是应力腐蚀裂纹。通常主要在压力容器的管道位置产生腐蚀裂纹。奥氏体不锈钢产生应力腐蚀的频率最大，在水汽较为充足的环境中，再小的应力也可导致腐蚀开裂情况的发生。裂纹的主要产生原因是残余应力的作用以及变形振动的作用导致的。对于奥氏不锈钢裂纹来说，所产生的裂纹形状通常为树枝状，并且末尾部分较细，拥有较多分支。对于火电厂汽水管道来说，主要在弯管内壁中性层区出现应力腐蚀开裂现象。其产生原因是由于在长时间的腐蚀作用下，许多部位受到了一定的腐蚀影响。针对弯管中性层区而言，主要以带状为主，具有开口较短，长度较短以及宽度较大的特点。

2.3机械疲劳裂纹

当压力容器在长时间运行状态下表面较为发生应力集中的现象，从而产生的裂纹便是机械疲劳裂纹，机械疲劳裂纹也包含在直线裂纹的范畴中，在裂纹产生初期，裂纹范围较小，同时裂纹的长度较短，如果此时没有对其进行及时发现并解决裂纹将开始延伸。在裂纹产生中期，裂纹的长度快速增长，并且变化方式快速增多。在机械疲劳裂纹长度快速增长的过程中，极易出现腐蚀疲劳裂纹。腐蚀疲劳裂纹与机械疲劳裂纹相比，其特点与规律极其相似，主要形成于应力较为集中的位置。并且裂纹发现时间越慢，其形式变化种类越多，对于裂纹产生初期而言，其发展特点为较为隐秘并且发展缓慢。而因此裂纹产生的原因十分多样化，因此导致裂纹的形式种类数量也较多。同时裂纹具有较大的开口，容易出现粘结坑，并且裂纹的尾端十分锐利，但是裂纹的两端不会发生明显可见的弯曲变化。

3压力容器检验中磁粉检测技术的应用

3.1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。

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选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。

3.2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。

3.3交叉磁轭法的应用

交叉磁轭法在压力容器检验中的应用率也比较高，主要是因为交叉磁轭法可以在容器上产生旋转磁场，达到更高效、更准确检测缺陷的目的。交叉磁轭法一般仅做一次磁化处理，便能对容器各个位置的缺陷进行检测，具有效率高、操作简单的优势。需要注意的是，采用交叉磁轭法时要选择合适的环境，如果现场无法提供360V电源时，该方法就不再适用。同时在使用该方法对压力容器进行检测时，需要将磁化时间控制在1～3s范围内，确保缺陷上的磁痕形成得更为清晰。而交叉磁轭运行的速度应当控制在4m/min左右，如果交叉磁轭运动速度过快，会导致缺陷位置磁痕无法很好地形成，无法保证缺陷磁痕的形成效果，导致漏检的发生。

结语

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]赵晓宏.锅炉压力容器检验中无损检验技术应用效果分析[J].中国化工贸易，2020，12（6）：119-120.

[4]王巍.磁粉檢测技术的特点及其在压力容器检验中的应用[J].经营者，2019，33（9）：140.