在役壓力容器磁粉探傷工藝探討

　　3　探傷操作方法與質(zhì)量控制

　　任何探傷操作方法都是在以工件得到有效磁化的同時(shí),獲得較好的磁痕顯示為目的。用磁軛法探傷要達(dá)到這個(gè)目的,必須對(duì)磁極與被檢表面的接觸間隙、磁軛在工件上的行走速度、磁粉施加時(shí)機(jī)及被檢表面可見光照度等要點(diǎn)進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制。

　　3.1　磁極與工件接觸間隙的控制

　　容器的外觀通常制作成球形或圓筒形結(jié)構(gòu)。如采用外側(cè)裝置有固定行走滾輪的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交叉磁軛探傷臥式容器環(huán)縫,由于幾何形狀的影響,同一焊縫部位在容器內(nèi)外探傷時(shí)其磁化效果可能不一樣:在外表面探傷時(shí)(如圖1左邊所示),交叉磁軛面對(duì)是凸的曲面,行走滾輪失去支撐作用,磁極與工件完全接觸或間隙較小,磁路中磁阻較小,被檢表面得到有效的磁化,探傷靈敏度高。

　　在內(nèi)表面探傷時(shí),交叉磁軛面對(duì)是凹面(如圖1右邊所示),如果不對(duì)滾輪位置調(diào)整,由于外側(cè)滾輪的支撐,磁極與工件之間存在縫隙L0,磁路中因縫隙產(chǎn)生漏磁場(chǎng)使磁阻增大,導(dǎo)致被檢表面的磁通量減小,另一方面將擴(kuò)大磁極周圍的探傷盲區(qū),探傷靈敏度降低。

　　以下通過圖1為例,計(jì)算不同寬度的縫隙對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響:

　　設(shè)圖左邊外表面探傷時(shí),磁軛與被檢表面完全接觸,形成環(huán)型回路長(zhǎng)度為L(zhǎng),磁極截面積為S,線圈總匝數(shù)為N,各匝中電流強(qiáng)度為I,磁導(dǎo)率為μ,根據(jù)磁路定律得回路中的磁通量

　　式中　R—總磁阻

　　圖右邊在內(nèi)表面探傷時(shí),磁軛與被檢表面存在接觸縫隙L0,它的存在使總磁阻R增加了L0/S0,這時(shí)工件磁通量為

　　式中　L0—縫隙寬度

　　S0—縫隙截面積

　　以圖1的探傷為例,設(shè)L=440mm,N=1000,I=5A,μ=600,計(jì)算磁極與被檢表面存在的縫隙分別為0、1mm、2mm時(shí),磁場(chǎng)強(qiáng)度H各為多少?當(dāng)縫隙較窄的情況下,縫隙內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度近似等于鐵心內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(B=B0=H),并設(shè)S0=S,則可用磁感應(yīng)通量Φ表示H,由公式(2)得

　　以上計(jì)算表明,當(dāng)每個(gè)磁極與工件之間縫隙為1mm時(shí),磁場(chǎng)強(qiáng)度是沒有縫隙時(shí)的26%,縫隙為2mm時(shí)是15%,磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著縫隙的增大而急速下降,導(dǎo)致工件磁化達(dá)不到規(guī)范要求,可能發(fā)生漏檢。因此,通過調(diào)整磁極方位使接觸間隙最小(一般不超過1.5mm),是控制磁化質(zhì)量的重要手段。特別是圓筒形結(jié)構(gòu)的容器,在內(nèi)部面對(duì)碟型封頭拼縫與環(huán)縫的丁字接頭處探傷時(shí),磁極與工件接觸縫隙更大,必要時(shí)應(yīng)拆除滾輪,用分段磁化操作來保證探傷靈敏度。