對在役壓力容器(以下簡稱容器)進行定期檢驗時,常藉助無損探傷手段檢查裂紋。在射線、超聲、磁粉、滲透等常規探傷方法中,磁粉法因具有工藝簡單、檢查速度快及對裂紋缺陷敏感等優點而廣為應用。由於容器結構、使用介質特性和現場環境條件會影響探傷結果的可靠性,如何選擇合理的工藝和操作方法使探傷取得成效,是本文所探討的問題。
1 工藝準備
著手探傷之前,根據容器實際情況做好相應的前期準備工作,這是探傷能否取得成效的關鍵。
1.1 磁化設備及探傷方法的選擇
容器磁粉探傷有以下特點和要求:
(1)與一般機械零件區別的是容器屬較大型的焊接構件,其體積、重量都很大,要求磁化設備能對工件進行局部磁化的同時又具備較高的探傷效率;
(2)容器屬承壓設備,是在各種介質和環境下操作,為保證其運行安全,對存在缺陷控制嚴格,要求採用的探傷設備和方法有較高的綜合探傷靈敏度;
(3)探傷必須在容器的使用現場進行,被檢表面結構複雜,工件不可轉動,要求探傷設備既輕便又能在惡劣的現場條件下使用。
根據上述特點和要求,容器對接焊縫選用旋轉磁場交叉磁軛在工件上進行連續行走磁化、溼法探傷;對於角焊縫、結構複雜部位及小型容器焊縫選擇帶活絡關節的電磁軛在同一部位作兩次互相垂直的磁化、溼法探傷。
1.2 磁粉材料的選用
對於磁粉材料、磁懸液的選用及配製,應根據容器的焊縫結構及被檢表面狀態進行選擇。
(1)探傷對接焊縫通常選用磁膏配製的水基磁懸液,應選與被檢表面有較大反差顏色的磁膏。配製磁懸液時,一般先把磁膏與少量的水混合研磨成糊狀,再按規定加入足量的水,使磁懸液均勻,濃度符合要求。
(2)在對盛裝油性介質的容器探傷時,如果被檢表面的油膜難以處理乾淨,則應選用高閃點、低濃度的無臭味煤油載液(亦可選用50%煤油+50%變壓器油)配製磁懸液。
(3)對位於仰立部位焊縫的探傷,宜用粘性較大的油載液(30%煤油+70%機油)來配製磁懸液,以防止探傷時磁懸液流淌速度太快造成漏檢。
1.3 現場準備
在目前容器磁粉探傷多數為手工操作的情況下,惡劣的現場環境條件將直接影響探傷人員的技術發揮,這樣只有通過充分的準備工作,從而提供必要的現場安全操作條件,以保證探傷過程不受幹擾。現場準備工作按原勞動部《在役壓力容器檢驗規程》所規定的內容逐條落實。
1.4 被檢表面準備
被檢表面狀態對缺陷檢出靈敏度影響很大,清潔的工件表面是探傷取得成效的前提。諸多容器發生破壞事故的教訓表明,使用中產生的危險性缺陷大多位於與介質接觸的內表面,因此容器內部的介質汙跡、鏽蝕和氧化皮必須清理乾淨並經探傷人員檢查合格。
容器外表面薄的漆層(指厚度在500μm以下的防腐漆層)可進行清洗而無須打磨,文獻〔1〕通過實驗驗證了容器帶漆進行磁軛法探傷影響較小;在美國ASME《鍋爐及壓力容器規範》第V卷中,提出磁粉探傷採用塗覆方法來提高表面對比度〔2〕。薄漆層能提供磁痕觀察的對比度,如果進行不必要的打磨不僅耗費大量的人力和物力,而且對容器防腐層造成永久性的損害。多次打磨會使壁厚減薄,反而對容器安全使用壽命帶來不利影響。
2 綜合性能試驗
由於容器內外探傷部位分別處於平、橫、立、仰的全位置狀態,在工件上用A型標準試片校核綜合性能靈敏度時,試片應貼於操作條件最為惡劣、對探傷靈敏度影響最不利的仰立部位(如球形容器內上極板焊縫,臥式容器內表面頂端焊縫)來校核綜合性能靈敏度。