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摘要：磁粉检测法主要应用于机械、航空、航天、化工、冶金、铁路等行业，用它可实现质量控制，对原材料进、成品进行检验。本文介绍了球型储罐焊缝磁粉检测的原理和方法，对于在横向磁场与机械载荷共同作用下的薄板，在其非线性磁弹性动力方程的基础上，讨论了系统在只受动载荷作用时的分岔行为，并绘出了相应的分岔图。
关键词：磁粉检测；焊缝；技术
引言
球罐磁粉检测的重点部位是对接焊缝的内外表面、补强圈或支柱角焊缝的外表面以及工卡具的焊痕处等等。磁粉检测应在射线探伤和超声探伤发现的缺陷修补合格后、耐压实验前进行。球型储罐上产生表面和近表面缺陷的部位，除机械损伤外，大都集中于焊缝及热影响区内，虽然母材本身也可能存在表面缺陷，但存在的几率很小。检测时，必须先了解所检测部位可能产生何种表面和近表面缺陷以及这些缺陷的磁痕形态，以便正确地进行磁痕分析，做出准确无误的判断。由于球罐磁粉检测受现场条件的限制，目前主要采用非荧光磁粉湿法检测。
一.确定磁化规范
由于球型储罐主要以对接焊缝为主，因此采用磁轭法来检测。首先要测定磁轭法的提升力，磁轭的吸引力F 与铁素体钢板的磁导率、磁极间距、磁极与钢板的间隙及移动情况有关，所以注明提升力大小时必须注明磁极间距L 的数值。
采用磁轭法磁化时，检测灵敏度可根据标准试片上的磁痕显示和电磁轭的提升力来确定，两磁极间的间距L 一般应控制在75-200mm 之间，当使用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有45N 的提升力；直流电磁轭至少应有177N 的提升力；交叉磁轭至少应有118N的提升力，一般现场检测均采用便携式电磁轭设备，其磁化规范应根据标准试片上的磁痕显示来验证。
根据球型储罐壁厚来确定选用交流电磁轭法或直流电磁轭法。因交流电具有集肤效应，因此对表面缺陷有较高的灵敏度，又因电流方向在不断变化，使交流电磁轭产生的磁场方向也不断变化，这种变化可以搅动磁粉有助于磁粉迁移，提高检测灵敏度。
直流电磁轭产生的磁场能渗入工件表面较深，有利于发现较深层的缺陷，因此在同样的磁通量时，探测深度越大，磁通密度越低，为此对于厚度大于6mm 的工件不要使用直流电磁轭检测。针对于像球罐这类的特种设备，其表面和近表面的缺陷的危害程度较内部缺陷要大得多，所以对于其焊缝检测一般采用交流电磁轭法，而对于小于6mm 的薄壁压力管道宜采用直流电磁轭法。
二.检测实施步骤
（一）清理表面。
为了保证检测灵敏度达到要求，对于球罐焊缝及热影响区需检查的部位，应进行严格的清理，除去表面污垢、锈蚀、氧化皮及油漆等，并进行适当的磨光，露出金属光泽。试验表明，被检测表面状态，对检测灵敏度有很大的影响，约1 毫米厚的氧化皮，就可能使其下面7-8 毫米深的裂纹被漏检。用手砂轮清理表面或进行表面磨光时，用力不要过大，以免萌生出磨削裂纹。
（二）校验磁粉检测灵敏度。
根据JB /T4730。4 -2005《承压设备无损检测磁粉检测》规定，用标准试片或标准试块校验检测灵敏度的方法。
（三）操作方法。
仪器经校验灵敏度后即可进行正式检测操作。使用交叉磁化探伤仪检测时，要在电磁铁磁化、行走的同时喷洒磁悬液。为了得到较好的检测结果，必须根据检测位置和行走方向酌情选择磁悬液的喷洒部位。
一般把磁悬液喷洒到电磁铁所探部位的前沿，在水平位置（如下极板）、仰向位置（如上极板）或在沿垂面上探纵缝（如赤道带纵缝）时，磁悬液应喷洒到电磁铁所探部位的前沿中部，在沿垂面上进行横向检测时（如赤道带环缝），磁悬液应喷洒到电磁铁所探部位的前沿偏上的地方（见图1），磁化电流每次持续时间为0.5 ～2s，间歇时间不得超过1s，停施磁悬液至少1s 以后待磁痕形成后才可停止磁化。
（四）磁痕识别。
由于形成磁痕原因的多样性，要注意相关显示和非相关显示。例如原材料缺陷、热加工缺陷、使用后產生的缺陷等，这些缺陷会产生漏磁场吸附磁粉形成磁痕，会影响工件的使用。而像工件局部冷作硬化、金相组织不均匀等而产生的漏磁场吸附磁粉形成磁痕就不属于缺陷。
（五）磁痕记录。
磁痕显示缺陷可用透明胶纸粘取记录，也可用照相、喷涂可剥离薄膜等方法记录磁痕，也可用画草图的方法来记录。
三.生产应用
表1 列出了本公司2006-2009 年中利用磁粉检测法对球型储罐对接焊缝检测的结果统计。由表1 可以看出，对于焊缝大于0.25mm 的微裂纹的检测率为100%。完全符合检测标准。
对于检测出的球罐表面上比较浅的缺陷可用砂纸、刮刀或手砂轮等工具来清除。清除后所形成的凹坑如不需补焊，则一定要将凹坑边缘磨得平滑，以免出现拐角而造成应力集中。
对于比较深的缺陷，可以用小手砂轮或气刨来清除，同时进行磁扮检测，一边挖一边探伤，直到确认表面伤已完全挖掉为止。挖净后，按焊接工艺要求进行补焊，补焊的部位还应做必要的无损探伤检查。
检测球型储罐对接焊缝时，如果曲率半径较大，磁极与被检表面能够保证接触良好，一般选择磁轭法或交叉磁轭法；如曲率半径太小，采用磁轭法和交叉磁轭法无法保证磁极与工件表面接触良好或磁极间距无法满足标准要求时，则应采用触头法或线圈法；
生产实践表明，利用磁粉检测法对球型储罐对接焊缝检测时，对于焊缝大于0.25mm 的微裂纹的检测率为100%，完全符合检测标准。
四.结束语
磁粉检测是利用磁现象来检测材料和工件中缺陷的方法，由于该方法具有检测可靠、灵敏度高、不破坏被检工件、可现场实施检测等诸多优点，它作为一种成熟的无损检测手段被广泛地应用于石化装置的检测中。加强球型储罐焊缝磁粉检测的工艺规范，可以有效地检测出球型储罐焊缝中所存在的缺陷，增加生产安全性。
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]申忠玺，丁劲锋，康宜华.钢管端部横向裂纹的漏磁检测方法[J].钢管.2005（05）
[3]孙启峰，康宜华，孙燕华.基于漏磁的管端自动探伤方法与装备[J].钢管.2012（04）
关键词：磁粉检测；焊缝；技术
引言
球罐磁粉检测的重点部位是对接焊缝的内外表面、补强圈或支柱角焊缝的外表面以及工卡具的焊痕处等等。磁粉检测应在射线探伤和超声探伤发现的缺陷修补合格后、耐压实验前进行。球型储罐上产生表面和近表面缺陷的部位，除机械损伤外，大都集中于焊缝及热影响区内，虽然母材本身也可能存在表面缺陷，但存在的几率很小。检测时，必须先了解所检测部位可能产生何种表面和近表面缺陷以及这些缺陷的磁痕形态，以便正确地进行磁痕分析，做出准确无误的判断。由于球罐磁粉检测受现场条件的限制，目前主要采用非荧光磁粉湿法检测。
一.确定磁化规范
由于球型储罐主要以对接焊缝为主，因此采用磁轭法来检测。首先要测定磁轭法的提升力，磁轭的吸引力F 与铁素体钢板的磁导率、磁极间距、磁极与钢板的间隙及移动情况有关，所以注明提升力大小时必须注明磁极间距L 的数值。
采用磁轭法磁化时，检测灵敏度可根据标准试片上的磁痕显示和电磁轭的提升力来确定，两磁极间的间距L 一般应控制在75-200mm 之间，当使用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有45N 的提升力；直流电磁轭至少应有177N 的提升力；交叉磁轭至少应有118N的提升力，一般现场检测均采用便携式电磁轭设备，其磁化规范应根据标准试片上的磁痕显示来验证。
根据球型储罐壁厚来确定选用交流电磁轭法或直流电磁轭法。因交流电具有集肤效应，因此对表面缺陷有较高的灵敏度，又因电流方向在不断变化，使交流电磁轭产生的磁场方向也不断变化，这种变化可以搅动磁粉有助于磁粉迁移，提高检测灵敏度。
直流电磁轭产生的磁场能渗入工件表面较深，有利于发现较深层的缺陷，因此在同样的磁通量时，探测深度越大，磁通密度越低，为此对于厚度大于6mm 的工件不要使用直流电磁轭检测。针对于像球罐这类的特种设备，其表面和近表面的缺陷的危害程度较内部缺陷要大得多，所以对于其焊缝检测一般采用交流电磁轭法，而对于小于6mm 的薄壁压力管道宜采用直流电磁轭法。
二.检测实施步骤
（一）清理表面。
为了保证检测灵敏度达到要求，对于球罐焊缝及热影响区需检查的部位，应进行严格的清理，除去表面污垢、锈蚀、氧化皮及油漆等，并进行适当的磨光，露出金属光泽。试验表明，被检测表面状态，对检测灵敏度有很大的影响，约1 毫米厚的氧化皮，就可能使其下面7-8 毫米深的裂纹被漏检。用手砂轮清理表面或进行表面磨光时，用力不要过大，以免萌生出磨削裂纹。
（二）校验磁粉检测灵敏度。
根据JB /T4730。4 -2005《承压设备无损检测磁粉检测》规定，用标准试片或标准试块校验检测灵敏度的方法。
（三）操作方法。
仪器经校验灵敏度后即可进行正式检测操作。使用交叉磁化探伤仪检测时，要在电磁铁磁化、行走的同时喷洒磁悬液。为了得到较好的检测结果，必须根据检测位置和行走方向酌情选择磁悬液的喷洒部位。
一般把磁悬液喷洒到电磁铁所探部位的前沿，在水平位置（如下极板）、仰向位置（如上极板）或在沿垂面上探纵缝（如赤道带纵缝）时，磁悬液应喷洒到电磁铁所探部位的前沿中部，在沿垂面上进行横向检测时（如赤道带环缝），磁悬液应喷洒到电磁铁所探部位的前沿偏上的地方（见图1），磁化电流每次持续时间为0.5 ～2s，间歇时间不得超过1s，停施磁悬液至少1s 以后待磁痕形成后才可停止磁化。
（四）磁痕识别。
由于形成磁痕原因的多样性，要注意相关显示和非相关显示。例如原材料缺陷、热加工缺陷、使用后產生的缺陷等，这些缺陷会产生漏磁场吸附磁粉形成磁痕，会影响工件的使用。而像工件局部冷作硬化、金相组织不均匀等而产生的漏磁场吸附磁粉形成磁痕就不属于缺陷。
（五）磁痕记录。
磁痕显示缺陷可用透明胶纸粘取记录，也可用照相、喷涂可剥离薄膜等方法记录磁痕，也可用画草图的方法来记录。
三.生产应用
表1 列出了本公司2006-2009 年中利用磁粉检测法对球型储罐对接焊缝检测的结果统计。由表1 可以看出，对于焊缝大于0.25mm 的微裂纹的检测率为100%。完全符合检测标准。
对于检测出的球罐表面上比较浅的缺陷可用砂纸、刮刀或手砂轮等工具来清除。清除后所形成的凹坑如不需补焊，则一定要将凹坑边缘磨得平滑，以免出现拐角而造成应力集中。
对于比较深的缺陷，可以用小手砂轮或气刨来清除，同时进行磁扮检测，一边挖一边探伤，直到确认表面伤已完全挖掉为止。挖净后，按焊接工艺要求进行补焊，补焊的部位还应做必要的无损探伤检查。
检测球型储罐对接焊缝时，如果曲率半径较大，磁极与被检表面能够保证接触良好，一般选择磁轭法或交叉磁轭法；如曲率半径太小，采用磁轭法和交叉磁轭法无法保证磁极与工件表面接触良好或磁极间距无法满足标准要求时，则应采用触头法或线圈法；
生产实践表明，利用磁粉检测法对球型储罐对接焊缝检测时，对于焊缝大于0.25mm 的微裂纹的检测率为100%，完全符合检测标准。
四.结束语
磁粉检测是利用磁现象来检测材料和工件中缺陷的方法，由于该方法具有检测可靠、灵敏度高、不破坏被检工件、可现场实施检测等诸多优点，它作为一种成熟的无损检测手段被广泛地应用于石化装置的检测中。加强球型储罐焊缝磁粉检测的工艺规范，可以有效地检测出球型储罐焊缝中所存在的缺陷，增加生产安全性。
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]申忠玺，丁劲锋，康宜华.钢管端部横向裂纹的漏磁检测方法[J].钢管.2005（05）
[3]孙启峰，康宜华，孙燕华.基于漏磁的管端自动探伤方法与装备[J].钢管.2012（04）