压力容器焊接焊缝磁粉检测工艺及常见缺陷分析
2014-07-07王同鹏许松
王同鹏 许松
摘 要：在机械、冶金、石油以及化工等部门中，目前焊接技术的应用越来越广泛。同时，高强度焊接结构技术随着工业技术的发展其应用也在日趋广泛。在焊接时，压力容器的高强钢容易产生各种缺陷，因此对其进行检测对于容器质量至关重要。
关键词：压力容器；焊接焊缝；常见缺陷；磁粉检测
作为机械制造产品，压力容器能够在高压、高温的工作条件下工作，很容易出现缺陷。在设计、制造、安装、运行和维护等各个环节中，由于压力容器容易产生缺陷，但不管来源于那个环节，都将影响压力容器的安全使用。
1 磁粉检测的原理
磁粉检测，是通过对被检工件施加磁场使其整体磁化或局部磁化，在工件的表面和近表面缺陷处将有磁力线逸出工件表面而形成漏磁场，有磁极的存在就能吸附施加在工件表面上的磁粉形成聚集磁痕，从而显示出缺陷的存在。
2 压力容器常见缺陷种类
虽然压力容器从设计到投入使用的各个环节中都会出现缺陷，但我们在实际检验中发现，有些缺陷在各个电站普遍存在，下面就一些主要的常见缺陷进行归类，见表1所示。
表1 压力容器常见缺陷种类
序号 缺陷问题种类 原因
1 见证资料不齐全 未严格执行国家、行业标准，手续不全，用户与供货商协议不明确
2 设计和结构不合理 封头形式不合理，比如直边高度不够或无直边，连接方式不好，开孔不合理，排水（气）管布置不合理。
3 几何尺寸偏差等缺陷 对口错边量超标，焊缝余高过大或未填满，焊角尺寸不合格，焊角圆度过大等。
4 焊缝缺陷 出现裂纹、未融合、未焊透、咬边、线性凹坑、气孔、夹渣和非线性凹坑、各类凸起、焊瘤。
5 原材料质量缺陷 钢板夹层、重皮、褶皱、冶金质量问题等。
6 运行中出现的问题 冲刷、腐蚀、过热变形、膨胀受阻造成应力过大，表面开裂，相连接的部位出现问题导致容器本体出现问题。
3 压力容器检测准备
3.1 环境温度。当磁粉检测的环境温度低于+50C时，探伤人员应在磁粉探伤前测试钢板的表面温度并做好记录。如果采用湿式磁粉探伤，探伤工件的表面温度应不超过550C；在环境温度低于零下10度时，不能进行磁芬探伤。
3.2 检验的时间。通常焊缝的磁粉检测应安排在焊接工序完成后进行。对于有延迟裂纹倾向的材料，磁粉检测因应安排在焊后24小时进行；除另有要求外，对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行。
3.3 工件表面准备。探伤范围应向母材方向扩大30mm，清理的范围必须大于探伤范围。工件表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则，应进行适当的修理。如进行打磨修理，则打磨后的表面粗糙度Ra不得大于2.5μm。处理后的试件表面，可均匀喷涂反差增强剂，反差增强剂涂层厚度不得大于50?m（喷涂一层的厚度约为20?m，同一部位不得喷涂三层），喷涂要由探伤人员（MT II）操作。
4 压力容器焊接对接接头磁粉检测
每个班次开始工作前，应进行系统灵敏度的校验。校验时，用透明胶布将标准试片贴在工件被检范围的一端，刻槽的一面朝向工件。用与工件探伤相同的磁化规范进行磁化，当试片人工刻槽磁痕显示清晰时，则认为系统灵敏度合格。
垂直焊缝分段检测时，应在每一段检测过程中按自上而下的方向探伤。使用磁轭法磁化时，应使磁轭与工件接触良好。用连续法进行探伤，即磁悬液必须在通电时间内施加完毕。磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。磁化通电时间为1-3秒，间隔1秒。同一部位至少磁化两次。每一被检区进行两次独立的磁化检验，两次磁化检验的磁力线应大致相互垂直。使用交叉磁轭磁化时，四个磁极端面与检测面之间应尽量贴合，最大间隙不应超过1.5mm。连续拖动检测时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4m/min。
施加磁悬液，在对工件磁化的同时，用喷壶对工件施加磁悬液。停施磁悬液至少1秒后才能停止磁化。用磁轭检测焊缝时，磁悬液应喷洒在磁轭行走方向的前方。用交叉磁轭检测垂直焊缝时，磁悬液应喷洒在磁轭行走方向的前方；用交叉磁轭检测水平焊缝时，磁悬液应喷洒在交叉磁轭行走方向的前上方。
在进行磁化的同时，对形成的磁痕进行观察。非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行，通常工件被检表面可见光照度应大于等于1000lx；当现场采用便携式设备检测，由于条件所限无法满足时，可见光照度可以适当降低，但不得低于500lx。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面的辐照度大于或等于1000μW/cm2，黑光波长应在320nm～400nm的范围内，磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于20lx。荧光磁粉检测时，检测人员进入暗区至少经过3min的黑暗适应后，才能进行荧光磁粉检测。观察荧光磁粉检测显示时，检测人员不准戴对检测有影响的眼镜。除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其他磁痕显示均应作为缺陷处理。当辨认细小磁痕时，应用2倍～10倍放大镜进行观察。
5 压力容器焊接角接及T型接头的磁粉检测
磁轭法的磁场强度应根据提升力和灵敏度试片来确定，当提升力符合要求、灵敏度试片显示清晰时，即认为磁场强度是适宜的。触头法的磁化电流值可按下表的规定选用，检测时磁化电流应根据标准试片实测结果来校正。
系统灵敏度的校验：每个班次开始工作前，应进行系统灵敏度的校验。校验时，用透明胶布将标准试片贴在工件被检范围的一端，刻槽的一面朝向工件。用与工件探伤相同的磁化规范进行磁化，当试片人工刻槽磁痕显示清晰时，则认为系统灵敏度合格。
用磁轭法磁化时，应使用带有活动关节的磁轭探伤机。操作时，先将磁轭垂直焊缝放置，调节活动关节使磁轭与工件接触良好。用连续法对纵向缺陷进行检测。再将磁轭沿焊缝方向放置，使磁轭与工件接触良好。用连续法对横向缺陷进行检测。磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。通电时间为1-3秒，间隔1秒。
采用触头法时，电极间距应控制在75mm～200mm之间。磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距，通电时间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠区。施加磁悬液，在对工件磁化的同时，用喷壶对工件施加磁悬液。停施磁悬液至少1秒后才能停止磁化。对压力容器焊接角接及T型接头的磁粉检测的观察同压力容器焊接对接接头磁粉检测一样。
6 结语
我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，就压力容器焊接焊缝的检测工艺而言，磁粉检测方法日臻完善，为控制产品质量，还要加强对磁粉检测操作人员的培训，才能更好的防止事故发生。
参考文献
[1] 姚力，赖德明.焊缝缺陷磁粉检测结果的统计分析[J].无损检测，2000（09）.
[2] 周永跃.焊缝的磁粉检测技术[J].矿山机械，2007（10）.endprint
摘 要：在机械、冶金、石油以及化工等部门中，目前焊接技术的应用越来越广泛。同时，高强度焊接结构技术随着工业技术的发展其应用也在日趋广泛。在焊接时，压力容器的高强钢容易产生各种缺陷，因此对其进行检测对于容器质量至关重要。
关键词：压力容器；焊接焊缝；常见缺陷；磁粉检测
作为机械制造产品，压力容器能够在高压、高温的工作条件下工作，很容易出现缺陷。在设计、制造、安装、运行和维护等各个环节中，由于压力容器容易产生缺陷，但不管来源于那个环节，都将影响压力容器的安全使用。
1 磁粉检测的原理
磁粉检测，是通过对被检工件施加磁场使其整体磁化或局部磁化，在工件的表面和近表面缺陷处将有磁力线逸出工件表面而形成漏磁场，有磁极的存在就能吸附施加在工件表面上的磁粉形成聚集磁痕，从而显示出缺陷的存在。
2 压力容器常见缺陷种类
虽然压力容器从设计到投入使用的各个环节中都会出现缺陷，但我们在实际检验中发现，有些缺陷在各个电站普遍存在，下面就一些主要的常见缺陷进行归类，见表1所示。
表1 压力容器常见缺陷种类
序号 缺陷问题种类 原因
1 见证资料不齐全 未严格执行国家、行业标准，手续不全，用户与供货商协议不明确
2 设计和结构不合理 封头形式不合理，比如直边高度不够或无直边，连接方式不好，开孔不合理，排水（气）管布置不合理。
3 几何尺寸偏差等缺陷 对口错边量超标，焊缝余高过大或未填满，焊角尺寸不合格，焊角圆度过大等。
4 焊缝缺陷 出现裂纹、未融合、未焊透、咬边、线性凹坑、气孔、夹渣和非线性凹坑、各类凸起、焊瘤。
5 原材料质量缺陷 钢板夹层、重皮、褶皱、冶金质量问题等。
6 运行中出现的问题 冲刷、腐蚀、过热变形、膨胀受阻造成应力过大，表面开裂，相连接的部位出现问题导致容器本体出现问题。
3 压力容器检测准备
3.1 环境温度。当磁粉检测的环境温度低于+50C时，探伤人员应在磁粉探伤前测试钢板的表面温度并做好记录。如果采用湿式磁粉探伤，探伤工件的表面温度应不超过550C；在环境温度低于零下10度时，不能进行磁芬探伤。
3.2 检验的时间。通常焊缝的磁粉检测应安排在焊接工序完成后进行。对于有延迟裂纹倾向的材料，磁粉检测因应安排在焊后24小时进行；除另有要求外，对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行。
3.3 工件表面准备。探伤范围应向母材方向扩大30mm，清理的范围必须大于探伤范围。工件表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则，应进行适当的修理。如进行打磨修理，则打磨后的表面粗糙度Ra不得大于2.5μm。处理后的试件表面，可均匀喷涂反差增强剂，反差增强剂涂层厚度不得大于50?m（喷涂一层的厚度约为20?m，同一部位不得喷涂三层），喷涂要由探伤人员（MT II）操作。
4 压力容器焊接对接接头磁粉检测
每个班次开始工作前，应进行系统灵敏度的校验。校验时，用透明胶布将标准试片贴在工件被检范围的一端，刻槽的一面朝向工件。用与工件探伤相同的磁化规范进行磁化，当试片人工刻槽磁痕显示清晰时，则认为系统灵敏度合格。
垂直焊缝分段检测时，应在每一段检测过程中按自上而下的方向探伤。使用磁轭法磁化时，应使磁轭与工件接触良好。用连续法进行探伤，即磁悬液必须在通电时间内施加完毕。磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。磁化通电时间为1-3秒，间隔1秒。同一部位至少磁化两次。每一被检区进行两次独立的磁化检验，两次磁化检验的磁力线应大致相互垂直。使用交叉磁轭磁化时，四个磁极端面与检测面之间应尽量贴合，最大间隙不应超过1.5mm。连续拖动检测时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4m/min。
施加磁悬液，在对工件磁化的同时，用喷壶对工件施加磁悬液。停施磁悬液至少1秒后才能停止磁化。用磁轭检测焊缝时，磁悬液应喷洒在磁轭行走方向的前方。用交叉磁轭检测垂直焊缝时，磁悬液应喷洒在磁轭行走方向的前方；用交叉磁轭检测水平焊缝时，磁悬液应喷洒在交叉磁轭行走方向的前上方。
在进行磁化的同时，对形成的磁痕进行观察。非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行，通常工件被检表面可见光照度应大于等于1000lx；当现场采用便携式设备检测，由于条件所限无法满足时，可见光照度可以适当降低，但不得低于500lx。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面的辐照度大于或等于1000μW/cm2，黑光波长应在320nm～400nm的范围内，磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于20lx。荧光磁粉检测时，检测人员进入暗区至少经过3min的黑暗适应后，才能进行荧光磁粉检测。观察荧光磁粉检测显示时，检测人员不准戴对检测有影响的眼镜。除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其他磁痕显示均应作为缺陷处理。当辨认细小磁痕时，应用2倍～10倍放大镜进行观察。
5 压力容器焊接角接及T型接头的磁粉检测
磁轭法的磁场强度应根据提升力和灵敏度试片来确定，当提升力符合要求、灵敏度试片显示清晰时，即认为磁场强度是适宜的。触头法的磁化电流值可按下表的规定选用，检测时磁化电流应根据标准试片实测结果来校正。
系统灵敏度的校验：每个班次开始工作前，应进行系统灵敏度的校验。校验时，用透明胶布将标准试片贴在工件被检范围的一端，刻槽的一面朝向工件。用与工件探伤相同的磁化规范进行磁化，当试片人工刻槽磁痕显示清晰时，则认为系统灵敏度合格。
用磁轭法磁化时，应使用带有活动关节的磁轭探伤机。操作时，先将磁轭垂直焊缝放置，调节活动关节使磁轭与工件接触良好。用连续法对纵向缺陷进行检测。再将磁轭沿焊缝方向放置，使磁轭与工件接触良好。用连续法对横向缺陷进行检测。磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。通电时间为1-3秒，间隔1秒。
采用触头法时，电极间距应控制在75mm～200mm之间。磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距，通电时间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠区。施加磁悬液，在对工件磁化的同时，用喷壶对工件施加磁悬液。停施磁悬液至少1秒后才能停止磁化。对压力容器焊接角接及T型接头的磁粉检测的观察同压力容器焊接对接接头磁粉检测一样。
6 结语
我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，就压力容器焊接焊缝的检测工艺而言，磁粉检测方法日臻完善，为控制产品质量，还要加强对磁粉检测操作人员的培训，才能更好的防止事故发生。
参考文献
[1] 姚力，赖德明.焊缝缺陷磁粉检测结果的统计分析[J].无损检测，2000（09）.
[2] 周永跃.焊缝的磁粉检测技术[J].矿山机械，2007（10）.endprint
摘 要：在机械、冶金、石油以及化工等部门中，目前焊接技术的应用越来越广泛。同时，高强度焊接结构技术随着工业技术的发展其应用也在日趋广泛。在焊接时，压力容器的高强钢容易产生各种缺陷，因此对其进行检测对于容器质量至关重要。
关键词：压力容器；焊接焊缝；常见缺陷；磁粉检测
作为机械制造产品，压力容器能够在高压、高温的工作条件下工作，很容易出现缺陷。在设计、制造、安装、运行和维护等各个环节中，由于压力容器容易产生缺陷，但不管来源于那个环节，都将影响压力容器的安全使用。
1 磁粉检测的原理
磁粉检测，是通过对被检工件施加磁场使其整体磁化或局部磁化，在工件的表面和近表面缺陷处将有磁力线逸出工件表面而形成漏磁场，有磁极的存在就能吸附施加在工件表面上的磁粉形成聚集磁痕，从而显示出缺陷的存在。
2 压力容器常见缺陷种类
虽然压力容器从设计到投入使用的各个环节中都会出现缺陷，但我们在实际检验中发现，有些缺陷在各个电站普遍存在，下面就一些主要的常见缺陷进行归类，见表1所示。
表1 压力容器常见缺陷种类
序号 缺陷问题种类 原因
1 见证资料不齐全 未严格执行国家、行业标准，手续不全，用户与供货商协议不明确
2 设计和结构不合理 封头形式不合理，比如直边高度不够或无直边，连接方式不好，开孔不合理，排水（气）管布置不合理。
3 几何尺寸偏差等缺陷 对口错边量超标，焊缝余高过大或未填满，焊角尺寸不合格，焊角圆度过大等。
4 焊缝缺陷 出现裂纹、未融合、未焊透、咬边、线性凹坑、气孔、夹渣和非线性凹坑、各类凸起、焊瘤。
5 原材料质量缺陷 钢板夹层、重皮、褶皱、冶金质量问题等。
6 运行中出现的问题 冲刷、腐蚀、过热变形、膨胀受阻造成应力过大，表面开裂，相连接的部位出现问题导致容器本体出现问题。
3 压力容器检测准备
3.1 环境温度。当磁粉检测的环境温度低于+50C时，探伤人员应在磁粉探伤前测试钢板的表面温度并做好记录。如果采用湿式磁粉探伤，探伤工件的表面温度应不超过550C；在环境温度低于零下10度时，不能进行磁芬探伤。
3.2 检验的时间。通常焊缝的磁粉检测应安排在焊接工序完成后进行。对于有延迟裂纹倾向的材料，磁粉检测因应安排在焊后24小时进行；除另有要求外，对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行。
3.3 工件表面准备。探伤范围应向母材方向扩大30mm，清理的范围必须大于探伤范围。工件表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则，应进行适当的修理。如进行打磨修理，则打磨后的表面粗糙度Ra不得大于2.5μm。处理后的试件表面，可均匀喷涂反差增强剂，反差增强剂涂层厚度不得大于50?m（喷涂一层的厚度约为20?m，同一部位不得喷涂三层），喷涂要由探伤人员（MT II）操作。
4 压力容器焊接对接接头磁粉检测
每个班次开始工作前，应进行系统灵敏度的校验。校验时，用透明胶布将标准试片贴在工件被检范围的一端，刻槽的一面朝向工件。用与工件探伤相同的磁化规范进行磁化，当试片人工刻槽磁痕显示清晰时，则认为系统灵敏度合格。
垂直焊缝分段检测时，应在每一段检测过程中按自上而下的方向探伤。使用磁轭法磁化时，应使磁轭与工件接触良好。用连续法进行探伤，即磁悬液必须在通电时间内施加完毕。磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。磁化通电时间为1-3秒，间隔1秒。同一部位至少磁化两次。每一被检区进行两次独立的磁化检验，两次磁化检验的磁力线应大致相互垂直。使用交叉磁轭磁化时，四个磁极端面与检测面之间应尽量贴合，最大间隙不应超过1.5mm。连续拖动检测时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4m/min。
施加磁悬液，在对工件磁化的同时，用喷壶对工件施加磁悬液。停施磁悬液至少1秒后才能停止磁化。用磁轭检测焊缝时，磁悬液应喷洒在磁轭行走方向的前方。用交叉磁轭检测垂直焊缝时，磁悬液应喷洒在磁轭行走方向的前方；用交叉磁轭检测水平焊缝时，磁悬液应喷洒在交叉磁轭行走方向的前上方。
在进行磁化的同时，对形成的磁痕进行观察。非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行，通常工件被检表面可见光照度应大于等于1000lx；当现场采用便携式设备检测，由于条件所限无法满足时，可见光照度可以适当降低，但不得低于500lx。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面的辐照度大于或等于1000μW/cm2，黑光波长应在320nm～400nm的范围内，磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于20lx。荧光磁粉检测时，检测人员进入暗区至少经过3min的黑暗适应后，才能进行荧光磁粉检测。观察荧光磁粉检测显示时，检测人员不准戴对检测有影响的眼镜。除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其他磁痕显示均应作为缺陷处理。当辨认细小磁痕时，应用2倍～10倍放大镜进行观察。
5 压力容器焊接角接及T型接头的磁粉检测
磁轭法的磁场强度应根据提升力和灵敏度试片来确定，当提升力符合要求、灵敏度试片显示清晰时，即认为磁场强度是适宜的。触头法的磁化电流值可按下表的规定选用，检测时磁化电流应根据标准试片实测结果来校正。
系统灵敏度的校验：每个班次开始工作前，应进行系统灵敏度的校验。校验时，用透明胶布将标准试片贴在工件被检范围的一端，刻槽的一面朝向工件。用与工件探伤相同的磁化规范进行磁化，当试片人工刻槽磁痕显示清晰时，则认为系统灵敏度合格。
用磁轭法磁化时，应使用带有活动关节的磁轭探伤机。操作时，先将磁轭垂直焊缝放置，调节活动关节使磁轭与工件接触良好。用连续法对纵向缺陷进行检测。再将磁轭沿焊缝方向放置，使磁轭与工件接触良好。用连续法对横向缺陷进行检测。磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。通电时间为1-3秒，间隔1秒。
采用触头法时，电极间距应控制在75mm～200mm之间。磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距，通电时间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠区。施加磁悬液，在对工件磁化的同时，用喷壶对工件施加磁悬液。停施磁悬液至少1秒后才能停止磁化。对压力容器焊接角接及T型接头的磁粉检测的观察同压力容器焊接对接接头磁粉检测一样。
6 结语
我国对磁粉检测的基础理论研究比较重视，就压力容器焊接焊缝的检测工艺而言，磁粉检测方法日臻完善，为控制产品质量，还要加强对磁粉检测操作人员的培训，才能更好的防止事故发生。
参考文献
[1] 姚力，赖德明.焊缝缺陷磁粉检测结果的统计分析[J].无损检测，2000（09）.
[2] 周永跃.焊缝的磁粉检测技术[J].矿山机械，2007（10）.endprint
