在役压力容器磁粉探伤工艺探讨

　3　探伤操作方法与质量控制

　　任何探伤操作方法都是在以工件得到有效磁化的同时,获得较好的磁痕显示为目的。用磁轭法探伤要达到这个目的,必须对磁极与被检表面的接触间隙、磁轭在工件上的行走速度、磁粉施加时机及被检表面可见光照度等要点进行全过程的质量控制。

　3.1　磁极与工件接触间隙的控制

　　容器的外观通常制作成球形或圆筒形结构。如采用外侧装置有固定行走滚轮的旋转磁场交叉磁轭探伤卧式容器环缝,由于几何形状的影响,同一焊缝部位在容器内外探伤时其磁化效果可能不一样:在外表面探伤时(如图1左边所示),交叉磁轭面对是凸的曲面,行走滚轮失去支撑作用,磁极与工件完全接触或间隙较小,磁路中磁阻较小,被检表面得到有效的磁化,探伤灵敏度高。

　　在内表面探伤时,交叉磁轭面对是凹面(如图1右边所示),如果不对滚轮位置调整,由于外侧滚轮的支撑,磁极与工件之间存在缝隙L0,磁路中因缝隙产生漏磁场使磁阻增大,导致被检表面的磁通量减小,另一方面将扩大磁极周围的探伤盲区,探伤灵敏度降低。

　　以下通过图1为例,计算不同宽度的缝隙对磁场强度的影响:

　　设图左边外表面探伤时,磁轭与被检表面完全接触,形成环型回路长度为L,磁极截面积为S,线圈总匝数为N,各匝中电流强度为I,磁导率为μ,根据磁路定律得回路中的磁通量

　　式中　R—总磁阻

　　图右边在内表面探伤时,磁轭与被检表面存在接触缝隙L0,它的存在使总磁阻R增加了L0/S0,这时工件磁通量为

　　式中　L0—缝隙宽度

　　S0—缝隙截面积

　　以图1的探伤为例,设L=440mm,N=1000,I=5A,μ=600,计算磁极与被检表面存在的缝隙分别为0、1mm、2mm时,磁场强度H各为多少?当缝隙较窄的情况下,缝隙内的磁感应强度近似等于铁心内的磁感应强度(B=B0=H),并设S0=S,则可用磁感应通量Φ表示H,由公式(2)得

　　以上计算表明,当每个磁极与工件之间缝隙为1mm时,磁场强度是没有缝隙时的26%,缝隙为2mm时是15%,磁场强度随着缝隙的增大而急速下降,导致工件磁化达不到规范要求,可能发生漏检。因此,通过调整磁极方位使接触间隙最小(一般不超过1.5mm),是控制磁化质量的重要手段。特别是圆筒形结构的容器,在内部面对碟型封头拼缝与环缝的丁字接头处探伤时,磁极与工件接触缝隙更大,必要时应拆除滚轮,用分段磁化操作来保证探伤灵敏度。