磁粉检测技术在锅炉压力容器检验中的应用

张耀忠

赤峰市特种设备检验所 内蒙古赤峰 024000

我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，已取得较大的进展，断裂力学在无损检测领域的应用。为制定更合理的产品磁粉检测验收标准提供了依据。磁粉检测方法日臻完善。对无损检测的人员的培训和之歌鉴定空前重视，人员素质大大提高。我们相信，磁粉检测将得到更加广泛的应用。为控制产品质量，防患于未然作出应有的贡献。

1 磁粉检测技术概论

被磁化后的铁磁性材料和工件，由于存在不连续性，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变从而产生漏磁场，吸附喷洒在工件表面的磁粉，形成在合适照度条件下目视可见的磁痕，从而能显示出不连续性的位置、形状和大小。磁粉探伤适用范围很广、用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄（如可检测出0.1mm、宽为微米级的表面近表面裂纹）目视难以看出的缺陷；也可对原材料、半成品、成品工件和在役的金属部件检测，还可对焊接件、铸钢件及锻钢件板材、管材、型材、棒材进行检测，可发现裂纹、白点、发纹、夹杂、折叠、冷隔和疏松等。但磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不能检测铝、镁、铜、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的缺陷和与工件表面夹角小于20°的折叠分层难以发现[1]。

2 磁粉探伤关键

2.1 缺陷的探伤

磁粉探伤应以确保有效的测出任何方面的超标缺陷为准。使磁力线在切实可行的范围内横穿过可能存在于试件内的任何缺陷以便发现缺陷。在实际探伤中，磁悬液的浓度非常重要，合适的磁悬液浓度，可以大大提高灵敏度，节省磁悬液的施加量，使磁痕显示清晰可见[2]。

磁悬液的配置和施加是非常关键的，磁粉粒子可以比喻成蝌蚪，磁场扰动使蝌蚪游动，所以施加磁悬液时候，必须保持磁悬液流速平缓，不干扰粒子的正常游动，同时必须保证水膜存在，没有水膜磁粉粒子也不能游动。

磁粉探伤常见错误，一个是磁悬液浓度太低，无法满足要求，二是喷洒时流速过快。

磁粉颗粒来不及聚集就被冲跑了，所以喷洒时一定要保证流速不能过快，一般采用喷、浇、浸、的方法，在NB/T47013中有明确规定。

2.2 探伤方法的选择

（1）湿法：磁悬液应采用喷壶借助压力喷洒施加于试件，使整个被检表面完全被覆盖，磁化电流保持在1/5～1/2秒，此后切断磁化电流，采用喷壶浇淋或浸渍法施加磁悬液。

（2）干法。磁粉应喷撒在被检区域，并除去过量的磁粉，轻轻震动工件，使磁粉分布较为均匀。应注意避免使用过量的磁粉，不然会影响缺陷的检出率[3]。

（3）检测近表面缺陷。检测近表面缺陷时，应采用湿法连续法，因为非金属夹杂物引起的漏磁通值小，可以区分，检测大型铸件或焊接件中近表面缺陷时，可以采用干粉连续法。

3 磁粉介质

磁粉检测是靠磁粉聚集在漏磁场处形成磁痕来显示缺陷，磁痕显示程度不仅与缺陷性质、磁化程度、磁粉施用方法及工件表面状态有关，还与磁粉本的特点如磁性、密度活动性、粒度、形状、识别度等有关系；对于干法用的磁粉，一般采用颗粒度范围为10-60μm效果较好；对于湿法用的黑磁粉和红磁粉，采用粒度范围为1-10μm效果更好，灵敏度随着颗粒度的减小而提高，但也不是全部，有些颗粒度容易堵塞软管或者有些磁膏容易干燥，不容易挤出来。所用磁粉分为以下几种：

3.1 非荧光磁粉

包括红色、灰色、黑色、白色等。由三氧化二铁或四氧化三铁粉末，用染色或其它方法处理成不同的颜色。

3.2 荧光磁粉

以工业纯铁粉、磁性氧化铁粉、羰基铁粉为主要原料，在包裹一层荧光物质而成。在紫外光的照射下能发出鲜明的黄绿色荧光，与工件表面的颜色形成很高的对比度。荧光磁粉发现微小缺陷的灵敏度高。一般只用于湿法检验。

3.3 特种磁粉

如高温磁粉等，一般用于大型工件，能长期附着在工件上，一般都以干粉为主。

4 磁悬液的配制

下面就是典型的湿法+水基黑磁膏（非荧光）+连续法的磁粉检测，工艺为：磁轭，黑色磁粉。配置完的磁悬液需要用试片进行灵敏度确认和修正。

磁粉检测能直观地显示缺陷的形状、位置、大小和严重程度，并可大致确定缺陷的性质，具有很高灵敏度，磁粉在缺陷上聚集形成的磁痕有一定的放大作用，如青筋暴起，可检出缺陷的宽度约0.1μm，能发现深度约10μm的微小裂纹。适应性非常好，几乎不受试件大小和形状的限制，适应各种环境需求，采用多方向磁化方法，可检测工件上的各个方向的缺陷。检测方便速度快，工艺简单，操作方便，成本低，效率高。

5 结语

综上所述，磁粉检测发展到国内以来，已经得到广泛应用，但经验参差不齐，对表面检测非常有效，非常明显，操作简单易行。磁粉检测不断发展，我国发明的磁粉探伤加橡胶铸型法，为间断检测小孔内壁早期疲劳裂纹的产生和扩展速率开创了一条新路，还为记录缺陷磁痕提供了另外一种可靠的方法，比国外应用了几十年的磁橡胶法更高的优越性。磁粉检测的质量控制是对影响磁粉检测灵敏度和检测可靠性的诸多因素进行控制。在国外非常重视，制定了具体控制项目，校验周期和技术要求，还设有质量监督节点控制。保证了检测质量。同时对质量控制技术要求，通过实践不断进行改进。国外先进经验在我国磁粉检测的质量也日益受到重视，并能很好的应用，但各行业，各单位的发展不平衡，在有些质量控制点没有参考标准，有的虽纳入标准，但流于形式。这一点已引起业内人士的注意，有待改进。