带防腐层在役压力容器表面磁粉探伤灵敏度的试验研究

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第 1卷第 l 8期 20年 9 0 8月

洛阳理工学院学报(自然科学版 )J r a fLuo n ns t eo ce c n c n lg a u a in eEdiin) ou n l ya gI t ut f S in ea dTe h o o y o i t r l e c to Sc

V0 . 8 No I 11 . S p e .2 0 0 8

带防腐层在役压力容器表面磁粉探伤灵敏度的试验研究王彤(南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南郑州 4 0 0 )河 5 0 4摘要：采用人工裂纹试样的方法，模拟压力容器涂刷油漆防腐层的状况进行磁粉探伤，得出了油漆防腐层厚度与

裂纹检出灵敏度的定量关系；结合 C A ( VD (压力容器缺陷评定规范，探讨了试验方法对一般在役压力容器带有油漆的情况下进行磁粉探伤检验的可行性。研究表明：采用交流磁化法进行探伤，当漆层厚度小于2 0 m时灵敏度 5影响较小，同时亦表示不宜使用直流磁化方法。该结论对承受低应力 5况条件下的压力容器安全质量检验和评估 -

有重要参考价值。关键词：压力容器：防腐层；磁粉探伤；缺陷评定

中图分类号：T .+ G152 4 1 8

文献标识码： A

文章编号： 10 .8 420 )10 0 50 0 88 1(0 80—04 -3

1究目的研在役压力容器的定期检验和安全状况等级的评定，是中国国家质量监督检验检疫总局强制性要求

中提供了一些研究信息，但数据十分有限。中国长沙锅检所的周志伟对这一问题进行过研究p,但由

于使用的是型试片，其模拟真实工件表面裂纹状况的可靠性难以评估。为此，笔者对压力容器的防腐层

必做的一项技术工作。其中磁粉探伤检验以确认工件表面是否存在裂纹等危险缺陷，是一项很重要的检测项目。众所周知，出于防腐的需要，容器表面绝大部分都涂有一层油漆防腐层，而现行的磁粉探伤标准均要求将油漆除掉后方能进行检测，这就给实际容器检验工作带来一定的困难。 影响裂纹检出灵敏度的关键因素是裂纹漏磁声的大小。徐家振教授提出用磁偶极子模型对裂纹引起的漏磁场大小进行了定量研究，给出了计算公式¨。 l 从

计算公式可看出，影响漏磁场的因素很多，其中

表面进行了磁粉探伤灵敏度影响的试验研究。

2试验原理及方案21试验原理 .磁粉探伤试验的原理是当铁磁性材料被磁化后，由于缺陷部位磁导率低，磁阻大，致使缺陷处形成漏磁场，当磁粉施加在铁磁性材料工件表面时，漏磁场附近的磁粉被磁化，形成S N,这、极时漏磁场和磁粉的磁极相互作用，于是在缺陷处形

包括定位坐标、裂纹宽度、面磁荷密度、工件磁化率、退磁因子、外加磁场强度等。这些因子的定量测试往往较困难，而自然裂纹的尺寸、形状、走向及内含物难以掌握，因而公式在实际应用中受到很大限制，更何况笔者研究的是涂有油漆防腐层状况下对裂纹检出的影响。因此，有必要采用新的方法对油漆防护层与裂纹检测问题进行研究。

成磁痕，从而显示出缺陷的存在。

2 . 2试验方案磁粉探伤试验方案的具体内容及步骤如表1所示。

3人工裂纹试样的设计和加工要求31人工裂纹试样的设计原则 .考虑到影响裂纹处漏磁场因素较多，只考虑裂纹垂直试样表面的情况按 J 4 3压力容器无损检 B 70测和 Z J 4 0钢铁材料的磁粉探伤标准型试片最 B 00 6浅裂纹为0们 5mm,将人工裂纹试样最浅裂纹取 . 为00 .1 mm。设计最深裂纹的原则是：最深裂纹至

目前国内外磁粉探伤标准很多，这些标准均对磁粉探伤工件表面制备提出了要求，大多要求完全去除油漆，最宽松的要求为5 0 um厚度以下的致密性非磁性涂层可不除去，然而实际防腐层厚度没有

这么薄。最新出版的《国无损检测手册》磁粉卷美收稿日期： 080 -O 2 0—32

少比射线较低灵敏度和超声横波能检出的裂纹深，

即至少不低于板厚的3。由于板厚为 8 1 %~ 2mm,故最深裂纹至少应为 02 .4mm。考虑到试验的需要最深裂纹深度加工至30mm。 .

作者简介：王彤(9 1)天津人，, 18一，女，本科助理工程师，从主要事特种设备无损检测方面的研

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洛阳理工学院学报 (自然科学版 )

第 l卷 8

表1磁

粉探伤试验方案的具体内容庄墨l

人工裂纹试样尺寸的加工技术要求如表2所不：

试验内容设计人工裂纹试样并委托加工

2 3 4

准备磁粉探伤设备及必需材料 准各非金属涂层测厚仪试样刷漆前先进行磁粉探伤，记录裂纹磁痕显示 情况在试样上涂上不同厚度的油漆，用非金属涂层测厚仪测出漆层厚度每一次刷漆后对涂漆试样进行交直流磁化试验， 记录裂纹磁痕显示情况将试样涂刷油漆的前后裂纹检出情况进行对比总结在不同的油漆层厚度情况下所对应的可检出临界裂纹深度 讨论试验结果对压力容器检验和安全评估的应用价值

①电火花刻伤； ②每个裂纹宽度为 ( .± .2 )mm,长度为 01o0 51 0mm,相邻裂纹间距均为 1 0mm;

③裂纹应加工成矩形槽并与表面垂直； ④试样材质为2 - N,正火处理，晶粒度7 o-￣级；

⑤试样内部质量经超声波检测，不得有大于 4 ' 2平底孔当量的缺陷：

⑥裂纹面粗糙度R不低于 081m,其他面光 a .. t洁度R不低于6 a . um: 3

⑦裂纹面不得有划伤、碰伤、锈蚀等：

⑧人工裂纹加工完毕后，对每条裂纹深度进行实际测量，在图1图2、中所示侧面部位做出相应裂纹的编号和深度的永久性标记；⑨为防止锈蚀或异物进入人工裂纹缝隙，在加工并测量完毕后，每条裂纹用环氧树脂材料及时封

3 . 2人工裂纹试样的尺寸及加工要求人工裂纹试样尺寸加工技术要求如图 1图2和所示。人工裂纹深度如表 2示。所

填并使之与表面齐平；

.

⑩最后在如图 l图2示侧面部位作出、所 “ I MT”和“ 2 MT”永久性标记，以区分试样。

4试验设备和材料采用 CD一 B磁粉探伤机探伤。磁化方法为 X4型图1MT试样尺寸及加工技术要求 1

交直流磁轭法磁化，交流磁化电流不小于5A,磁极

间距为4￣6 5 5mm。用水剂磁悬液显示磁痕，磁膏为 D型。采用双虎牌绿色油漆涂覆试样表面。用德国 P产MI T S 5 0 Nl E T O型非金属涂层测厚仪测量。

5验结果试试验结果如表 3示，可检出临界裂

纹深度与所图2MT试样尺寸及加工技术要求 2

油漆层厚度，两者间的关系曲线如图3所示。

表2人工裂纹深度

表3试验数据

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王

彤

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假设有一在役低应力工况的柱筒罐，商径/

/J

D= 0 80mm,壁厚r1= 0mm,最高工作力P I 7MP;=. a 5

纵向厚在一条裂纹，其深度 . m m,长=03 2 C≥4mm,带漆磁粉探伤时该裂纹不能检出 ( 取保守的数据 )。不考虑错边、角变形时，按CVD A脆断评定方法判据对该裂纹作安全评定。

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先计算裂纹等效尺寸：:

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06 m) .f1 n-+0+(3 0l -! 3计算假设裂纹处无缺陷 -

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