摘要：对压力管道焊缝磁粉检测方法，磁化电流、缺陷及磁痕特征作了介绍，并指出了某种磁粉探伤机的问题。

　　1、磁粉检测的原理、适用范围和优缺点

　　1.1、磁粉检测原理

　　磁粉检测的基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用，即铁磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不连续性存在，则在不连续性处磁力线离开工件 和进人工件表面发生局部畸变产生磁极，并形成可检测的漏磁场，它吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、 形状和大小。

　　1.2、磁粉检测适用范围

　　磁粉检测适用于检测铁磁性材料表面和近表面的缺陷，因此对于奥氏体不锈钢，铁和钦合金、铝和铝合金、铜等非磁性材料不能用磁粉检测。由于马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢具有磁性，因此可以进行磁粉检测。

　　磁粉检测可以发现裂纹、夹杂、气孔、未熔合未焊透等缺陷，但难以发现表面浅而宽的凹坑、埋藏较深的缺陷以及与工件表面夹角极小的分层。

　　1.3 磁粉检测的优点及其局限性

　　1)磁粉检测的优点

　　a能直观显示出缺陷的位置、大小、形状;

　　b.可检测出铁磁性材料表面和近表面的缺陷;

　　c.检验速度快、工艺简单、成本低、污染少;

　　d.灵敏度高，能发现细小的缺陷。

　　2)磁粉检测的局限性

　　a.不能检测非铁磁性材料;

　　b.不能检测较深的缺陷;

　　c.与工件表面几乎平行的分层不易发现;

　　d.用直接通电法和触头法时，易产生电弧烧伤工件。

　　2、压力管道的磁粉检测方法和磁化电流的选择

　　对压力管道的检验检测工作包括:外观检验、测厚、无损检测、硬度测定、金相、耐压试验等。; 而磁粉检测则是无损检测一种经常使用的方法。

　　2.1磁化方法

　　磁粉检测的能力不仅与施加磁场强度的大小有关，还与缺陷的方向、缺陷的深宽比、缺陷的形 状、工件的外形、尺寸和表面状态及可能产生缺陷的部位有关。因此就有各种不同的磁化方法。1)磁化方法的分类

　　对于锅炉、压力容器和压力管道，常用的磁化方法是:磁扼法和触头法。

　　2)磁扼法

　　磁扼法是使用便携式电磁扼两磁极接触工件表面进行局部磁化，用于发现与两磁极连线垂直的缺陷。

　　磁扼法的有效磁化范围一般是以两极间连线为长轴(L)，从两极连线中心处向两侧各114L为短轴的椭圆形所包围的面积。如果两磁极间距太小，由 于磁极附近磁通密度过大会产生非相关显示，磁极间距太大会造成磁场强度不够。所以磁极间距通常选用50-200mm。要求使用磁扼 *大间距时，交流电磁扼 至少应有44N的提升力，直流电磁扼至少应有177N的提升力。

　　实验证明，直流电磁扼，不适用于厚壁焊缝磁粉检测，尽管直流电磁扼的提升力可以符合要求，但是焊缝表面上的磁场强度是达不到要求的。

　　磁扼法的优点是:a.没有电接触，因此不会烧伤工件。b.改变磁扼法方位，可以发现任何方向的缺陷。。.便携式磁扼可带到现场探伤，使用方便。 d.检测灵敏度较高。它的缺点是:a.几何形状复杂的工件检验较困难。b.为了发现各个方向的缺陷，常常需要将电磁扼转动90“再进行检测。c.对于大面 积检验时，要求分块累积，较费时间。

　　旋转磁场探伤仪，是在2只二型磁铁十字交叉叠合组装的电磁扼上通以具有相位差的电流。这样组合的电磁扼，能够产生随时间而变化的圆形或椭圆形的旋转磁场。由于工件上的磁化方向不断地变化、旋转，所以只要一次磁化即可检测出各个方向的缺陷。

　　3)触头法

　　触头法又叫支杆法、刺棒法、手持电极法或尖锥法。它是用2个触头接触工件表面，通电磁化，产生一个畸变的周向磁场，用于发现与两触头连线平行的缺陷。

　　触头间距过大，磁化电流流过的区域变大，使磁场减弱，触头间距过小，电极附近磁化电流密度过大，易产生非相关显示。因此，一般取触头间距为75-200mmo操作时应保证触头与工件表面接触良好后，再通电磁化，否则会引起工件烧伤。关闭电源后再拿开触头。

　　触头法的优点是:a.便携式设备可带到现场使用。b.检测灵敏度高。它的缺点是:a.一次只能检验较小的区域，大面积检验时，要求分块累积，很费时间。b.接触不好会引起工件烧伤。

　　2.2 磁化电流

　　磁粉检测采用的磁化电流有交流电、单相半波整流电、单相全波整流电、三相半波整流电、三相全波整流电、直流电和冲击电流共7种。在压力管道磁粉检测中不用冲击电流、单相全波整流电、三相半波整流电。

　　1)交流电

　　交流电是电流的大小和方向随时间按正弦规律变化的电流，常用符号AC来表示。

　　交流电通过工件时有趋肤效应，即导体表面电流密度较大而内部电流密度较小。由于趋肤效应，工件表面的磁通密度也大，提高了检测表面缺陷的灵敏度，通常50Hz的交流电，其趋肤深度(穿透深度)6可以下式表示。 

　　S=一500

　　faAl

　　式中:f-一一频率。-‘一一电导率林厂一一一相对磁导率

　　一般来说，S小于2mm。因此，磁粉检测采用交流电时，对表面缺陷检测灵敏度高，对内部缺陷检测灵敏度低。

　　2)单相半波整流电

　　单相半波整流电是通过整流将单相正弦交流电的正负向去掉，只保留正向电流，形成一些直流脉冲，每个脉冲持续半周，在各脉冲的时间间隔里没有电流流动，用符号HW表示。

　　单相半波整流电兼有直流的渗透性和交流的脉动性。因此，它能探测的 *大深度可达到6mm,而且对表面缺陷的检测也有足够的灵敏度。

　　3)三相全波整流电

　　把三相交流电加以全波整流可得到三相全波整流电，它是把每相正弦曲线的负向部份都倒转为正向，产生一个接近直线的直流电，用符号FWDC表示。

　　三相全波整流电已接近直流电，它具有很大的渗透力和很小的脉动性。它可以检测出直流试块距试块边缘16mm,劝1.78mm的孔，因此有足够的渗透力。因交流分量很小，所以只有很小的脉动性，对表面缺陷的检测灵敏度略低。

　　4)直流电

　　直流电的大小和方向都不变，它是通过直流发电机或蓄电池组供电的。使用蓄电池或蓄电池组时，在现场使用方便，不受电源的限制，但需要经常充电，电流大小调节不太方便。直流电检测缺陷的深度 *大，对于薄壁管可以检测到全焊缝。但对表面缺陷的检测灵敏度较低。

　　5)如何选用磁化电流

　　综上所述，可以得出下列结论:

　　a.用交流电磁化，对表面微小缺陷检测灵敏度高，检测离工件表面2mm以下的缺陷灵敏度严重不够。

　　b.整流电能检测工件近表面较深的缺陷，由于其有交流成分，因此对表面缺陷的检测灵敏度也是足够的。建议采用整流电。

　　c.直流电检测缺陷深度 *大，但检测表面缺陷的能力较差。

　　3管焊缝中缺陷的磁痕特征

　　管焊缝磁粉检测的主要目的是检查焊缝及热影响区的裂纹，未熔合、未焊透、条渣。焊接裂纹可能在焊接过程中产生，也可能在焊后一般时间产生。因此要求在焊接完成24h后才做磁粉检测。

　　3.1 裂纹

　　焊接裂纹大小不一，长度由几毫米至数百毫米，深度较小者为几毫米，而较大者可穿过整个焊缝厚度，探伤时其磁痕一般浓密清晰可见，有的呈直线状，有的较弯曲，也有的呈树枝形状。

　　3.2 未焊透

　　未焊透也是一种比较危险的缺陷，未焊透的磁痕松散、较宽，呈条状。

　　3.3 未熔合

　　未熔合的磁痕一般也较宽、较浅。

　　3.4 气孔

　　焊缝上的气孔有的单独出现，有的成群出现。其磁痕特点一般是点状或成群的点状。

　　3.5 夹渣

　　夹渣缺陷往往与未熔合同时存在，其磁痕是点状或条状的。

　　4磁粉检测质f控制

　　为了保证磁粉探伤的质量和可靠性，必须控制检测质量，下面从几个方面来说明这个问题。

　　4.1人员资格的控制

　　磁粉检测人员的素质是磁粉检测质量控制的关键之一。首先是磁粉检测人员必须取得 质检总局的磁粉检验资格证书，其次是人员要有责任心。

　　4.2 设备的质R1控制

　　用于压力管道焊缝磁粉检测的设备，其质量控制包括下列几个方面:a.电流表的校验。b.电流载荷的校验。c.电磁扼提升力的校验。d.测量仪器的校验。

　　4.3材料的质黄控制

　　材料的质量控制包括:

　　a.磁悬液浓度测定。

　　b.磁悬液污染测定。

　　c.磁悬液中润湿剂是否不足的试验(水断试验)。

　　4.4 检浏工艺的控制

　　首先为了保证磁粉探伤的可靠性，必须严格按照有关的标准、规范和检验规程进行。所有技术文件应齐全，正确，并应是现行有效版次。其次应作磁粉检测综合性能试验。

　　4.5检测环境的控制

　　1)可见光照度。被检工件表面的可见光照度应不小于1000Ix。有困难时，至少为5001x。每月应采用照度计测量白光照度I次。

　　2)紫外辐照度。在距紫外灯滤光板表面380rnm处，紫外辐照度应不低于IOOO}awlcmlo紫外灯电源线路电压波动超过士10%时，应装稳压电源。每月采用紫外辐射计测量紫外辐照度1次。

　　3)环境光照度。采用荧光磁粉检验时，暗区或暗室的环境光照度应不大于201x。每月采用照度计测量环境光照度1次。

　　5 管焊缝磁粉检测实例

　　5.1管座角焊缝的磁粉检测

　　在磁粉检测前要了解钢材的磁性参数，正确选择磁化电流，这些参数随合金成分、含碳量、加工状态及热处理规范而改变。磁粉检测可采用触头法或角接磁扼法。

　　对发现的缺陷判定是圆型缺陷、成排气孔或线状缺陷，再根据JB4730标准评级。对于不合格缺陷要作返修处理，返修后重新检测。

　　5.2 管焊缝的磁粉检测

　　对某石化厂20钢币51x3,币76x3,币89x3,0108x4,0122x5,0169x5,0219x5等管焊缝进行磁粉检测。

　　1)采用磁扼式检测仪，水磁悬液。

　　2)清理受检焊缝及热影响区，去除油漆、铁锈、表面油脂。

　　6 结论

　　1)对管焊缝磁粉检测一般选用磁扼法或触头法。

　　2)对于管座角焊缝如选用磁扼法，则应使用角接磁扼，以避免接触不好，造成漏检。

　　3)根据具体要求，可以选用交流电、直流电或脉动直流电(整流电)。

　　4)为了保证磁粉检测的质量和可靠性，必须对磁粉检测质量进行控制。