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磁粉检测标准NB/T 47013.4-2015中六处问题的探讨

嘉峪检测网        2022-12-01 17:24

标准NB/T 47013.4-2015《承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测》自2015年9月1日实施以来,对保障承压设备的使用安全发挥了重要的作用。与JB/T 4730.4—2005《承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测》相比,NB/T 47013.4有许多明显的进步,例如适用范围更加具体化、线圈法中有效磁化区的规定更为合理、焊接接头与受压机加工部件的质量分级更加适合安全技术规范等。经过6年多的实践,西安兵器工业特种设备检测有限责任公司的检测人员在发现和肯定NB/T 47013.4许多进步的同时,也觉察到其还存在一些不足之处,基于此,对NB/T 47013.4中的几处条款提出了不同的观点,讨论了这些条款表述的具体不足之处,提出了修改建议。
 
磁粉检测方法分类
 
NB/T 47013.4正文第5.1节“检测方法分类”中给出了磁粉检测方法的分类,如表1所示。
 
表1 磁粉检测方法分类
分类条件 磁粉检测方法
施加磁粉的载体 干法(荧光、非荧光)、
湿法(荧光、非荧光)
施加磁粉的时机 连续法、剩磁法
磁化方法 轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体法、偏心导体法、复合磁化法(交叉磁轭法或交叉线圈法)
 
 
从表1可以看出,干法还包含荧光法。荧光磁粉是以磁性氧化铁粉、工业纯铁粉或羰基铁粉为核心,在铁粉外面用环氧树脂黏附一层荧光染料(如YC2荧光磁粉)或用化学处理使荧光染料存在于铁粉表面(如美国14A荧光磁粉)制作而成。荧光法检测时,荧光磁粉在黑光照射下,能发出波长为510~550 nm且人眼最敏感的黄绿色荧光,因此荧光法具有比非荧光法更高的检测灵敏度。因为荧光磁粉的自身特性,以及荧光法检测在暗环境下进行,所以荧光法一般只有湿法。
 
 
建议在NB/T 47013.4表5“磁粉检测方法分类”中,按施加磁粉的载体分类里,干法中应删除“荧光”法。另外,该表中按磁化方法分类里,复合磁化法只包含交叉磁轭法和交叉线圈法,与NB/T 47013.4正文第4.9.3节中对复合磁化的表述不一致,应增加4.9.3节中的直流线圈与交流磁轭组合法,使前后对应,统一完整。建议将NB/T 47013.5的内容修改为表2。
 
 
 
表2 磁粉检测方法分类
分类条件 磁粉检测方法
施加磁粉的载体 干法(非荧光)、
湿法(荧光、非荧光)
施加磁粉的时机 连续法、剩磁法
磁化方法 轴向通电法、触头法、线圈法、磁轭法、中心导体法、偏心导体法、复合磁化法(交叉磁轭法、交叉线圈法及直流线圈与交流磁轭组合法)
 
连续法停止磁化的时机和连续法的磁化通电时间
 
NB/T 47013.4正文第5.4节中规定,采用连续法时,磁粉或磁悬液的施加和磁痕显示的观察应在磁化通电时间内完成,且停施磁粉或磁悬液至少1秒后才可停止磁化;磁化通电的时间一般为1~3秒,且为保证磁化效果应至少反复磁化两次。该规定有以下两点需要讨论。
 
1 关于停止磁化的时机
 
干法检测一般都是在现场实施,由于现场条件往往比较差,如果在停施磁粉1秒后停止磁化,此时吹去多余磁粉的工序还未完成,停止磁化会导致无法形成清晰的相关显示;即使停止磁化前已完成了磁痕显示的观察,但尚未完成磁痕的记录,此时停止磁化,会导致形成的磁痕未被记录就已遭到破坏(如现场有风)。
 
 
对于湿法检测,流动的磁悬液会将已经形成的磁痕冲掉。因此,湿法检测实际操作时,必须在观察到被检面上没有明显的液体流过时才可以停止通电磁化。
 
2 关于磁化通电时间
 
磁粉检测时,形成清晰磁痕的前提是缺陷处有足够的磁粉聚集,而磁粉受漏磁场的吸引向缺陷处聚集时,需要有一定的时间才能聚集足够的数量。如果条件允许,磁化时间适当延长更加有利于缺陷处形成清晰的磁痕。笔者根据多年的磁粉检测经验,认为一般情况下磁化的总时间应该大于2秒。
 
 
建议将该条修改为“采用连续法时,磁粉或磁悬液的施加和磁痕显示的观察应在磁化通电时间内完成,即干法检测应在完成磁痕记录后再停止磁化;湿法检测时,当观察到被检面上没有明显的磁悬液流过的时候才可停止通电磁化。磁化通电的时间一般为每次不少于2~4秒,且为保证磁化效果应至少反复磁化两至三次”。
 
剩磁法施加磁粉或磁悬液的表述
 
NB/T 47013.4正文第5.5.2节规定,采用剩磁法时,磁粉或磁悬液应在通电结束后施加,一般通电时间为0.25~1秒。施加磁粉或磁悬液之前,任何铁磁性物体不得接触被检工件表面。
 
该段描述很容易造成人们对剩磁法和干法的误解。
 
剩磁法用于材料矫顽力不小于1 kA/m,且磁化后的剩磁场强度不小于0.8 T的被检工件。剩磁法的磁化和施加磁悬液是分开进行的两个步骤,实际检测中,工件磁化后,由于没有了单相半波整流电或交流电等类型的电流存在,干磁粉缺乏向漏磁场处聚集的动力,不易在漏磁场处形成磁痕,所以剩磁法不适用于干法检测。
 
建议将该条改为“采用剩磁法时,磁悬液应在通电结束后施加,一般通电时间为0.25~1秒。施加磁悬液之前,任何铁磁性物体不得接触被检工件表面”。
 
在用承压设备的磁粉检测
 
NB/T 47013.4正文第10节规定,制造时采用高强度钢以及对裂纹(包括冷裂纹、热裂纹、再热裂纹)敏感的材料,或长期工作在腐蚀介质环境下有可能发生应力腐蚀裂纹的承压设备,其内壁应采用荧光磁粉检测方法进行检测。
 
这段内容强调了应采用荧光磁粉检测方法进行检测的几种情况。一般来说,对冷裂纹敏感的材料是低合金钢。对热裂纹敏感的材料是单相奥氏体钢,对再热裂纹敏感的材料包括低合金高强钢、奥氏体不锈钢、珠光体耐热钢和厚壁高强钢。奥氏体钢没有磁性,因此磁粉检测无法检测奥氏体钢。所以,该条删除关于热裂纹的限定更加准确。
 
检测记录和报告
 
NB/T 47013.4正文第11节阐述了检测记录和报告的相关要求。
 
无损检测资料有一个原则,即检测记录的信息量要大于检测报告的信息量。标准的该部分内容未能体现出这一原则。检测报告中委托单位、被检工件名称和编号等内容,也未在检测记录的要求中体现。
 
建议修订NB/T 47013.4正文第11节,使其明确检测记录的信息量要大于检测报告的信息量,检测报告上的所有信息,检测记录中都必须有。
 
正文和附录中的几个示意图
 
NB/T 47013.4正文第4.9.2节的图5为周向磁化触头法的示意图,图中“焊缝”、“磁力线”为过去常用的表达方式。建议将图中“焊缝”、“磁力线”分别用“焊接接头”、“磁感应线”来替代,这样更为规范。
第4.9.2节的图5
 
NB/T 47013.4正文第4.9.3节的图7为交叉磁轭法的示意图,该图的明显错误是,L3和L4两处缆线绕法形成的磁场方向不一致,产生相互抵消,最终难以形成有效的旋转磁场。建议调整L3或L4缆线的绕法,使L3和L4两处形成的磁场方向一致。
第4.9.3节的图7
 
NB/T 47013.4附录B表B.2就交叉磁轭法的典型磁化方法给出两个示意图(如下两个图a),这两个示意图最大的问题在于磁悬液的喷洒位置。不论是技术资料还是相关标准都指出,使用交叉磁轭进行磁粉检测时,采用连续拖动检测,检测速度应尽量均匀,且一般不应大于4 m/min。这两个图中磁悬液的喷洒位置位于交叉磁轭外侧磁化薄弱区,而磁悬液喷洒在几乎垂直于地面的容器内壁上,自上而下的自然流速可达0.1~0.2 m/s(6~12 m/min)甚至更快,远远大于交叉磁轭的最大允许行走速度。
 
按照这样的操作要求,如果磁悬液的喷洒位置如标准所示,那当交叉磁轭到达此位置时,磁悬液的“洪峰”早已流到远处,该区域只有少量磁悬液的残留,即使检测区有漏磁场,也没有足够的磁粉可以吸附、聚集,不能形成清晰的磁痕,非常有可能造成缺陷漏检。
 
综上所述使用交叉磁轭进行磁粉检测时,磁悬液的喷洒位置非常关键,应至少覆盖交叉磁轭内侧的部分区域,从而保证有足够的磁粉可以吸附,形成清晰的磁痕。笔者对这两个图做出了如下两个图b的修改。
附录B表B.2垂直焊缝检测
 
附录B表B.2水平焊缝检测
 
另外,NB/T 47013.4附录B表B.2中,“探纵向缺陷”为多余文字应删除,因为交叉磁轭一次磁化即可发现磁化区各个方向的缺陷。
 
 
结语
 
NB/T 47013.4-2015自实施以来,对保障承压设备的使用安全发挥了重要的作用。经过这几年的实践应用,其自身存在的一些不足之处逐渐暴露出来。笔者对不足之处提出了修改建议,若能及时修订,将有助于标准的进一步完善。
 

 
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来源:无损检测NDT