標準NB/T 47013.4-2015《承壓設備無損檢測 第4部分:磁粉檢測》自2015年9月1日實施以來,對保障承壓設備的使用安全發(fā)揮了重要的作用。與JB/T 4730.4—2005《承壓設備無損檢測 第4部分:磁粉檢測》相比,NB/T 47013.4有許多明顯的進步,例如適用范圍更加具體化、線圈法中有效磁化區(qū)的規(guī)定更為合理、焊接接頭與受壓機加工部件的質量分級更加適合安全技術規(guī)范等。經過6年多的實踐,西安兵器工業(yè)特種設備檢測有限責任公司的檢測人員在發(fā)現(xiàn)和肯定NB/T 47013.4許多進步的同時,也覺察到其還存在一些不足之處,基于此,對NB/T 47013.4中的幾處條款提出了不同的觀點,討論了這些條款表述的具體不足之處,提出了修改建議。
磁粉檢測方法分類
NB/T 47013.4正文第5.1節(jié)“檢測方法分類”中給出了磁粉檢測方法的分類,如表1所示。
表1 磁粉檢測方法分類
分類條件 |
磁粉檢測方法 |
施加磁粉的載體 |
干法(熒光、非熒光)、 |
濕法(熒光、非熒光) |
施加磁粉的時機 |
連續(xù)法、剩磁法 |
磁化方法 |
軸向通電法、觸頭法、線圈法、磁軛法、中心導體法、偏心導體法、復合磁化法(交叉磁軛法或交叉線圈法) |
從表1可以看出,干法還包含熒光法。熒光磁粉是以磁性氧化鐵粉、工業(yè)純鐵粉或羰基鐵粉為核心,在鐵粉外面用環(huán)氧樹脂黏附一層熒光染料(如YC2熒光磁粉)或用化學處理使熒光染料存在于鐵粉表面(如美國14A熒光磁粉)制作而成。熒光法檢測時,熒光磁粉在黑光照射下,能發(fā)出波長為510~550 nm且人眼最敏感的黃綠色熒光,因此熒光法具有比非熒光法更高的檢測靈敏度。因為熒光磁粉的自身特性,以及熒光法檢測在暗環(huán)境下進行,所以熒光法一般只有濕法。
建議在NB/T 47013.4表5“磁粉檢測方法分類”中,按施加磁粉的載體分類里,干法中應刪除“熒光”法。另外,該表中按磁化方法分類里,復合磁化法只包含交叉磁軛法和交叉線圈法,與NB/T 47013.4正文第4.9.3節(jié)中對復合磁化的表述不一致,應增加4.9.3節(jié)中的直流線圈與交流磁軛組合法,使前后對應,統(tǒng)一完整。建議將NB/T 47013.5的內容修改為表2。
表2 磁粉檢測方法分類
分類條件 |
磁粉檢測方法 |
施加磁粉的載體 |
干法(非熒光)、 |
濕法(熒光、非熒光) |
施加磁粉的時機 |
連續(xù)法、剩磁法 |
磁化方法 |
軸向通電法、觸頭法、線圈法、磁軛法、中心導體法、偏心導體法、復合磁化法(交叉磁軛法、交叉線圈法及直流線圈與交流磁軛組合法) |
連續(xù)法停止磁化的時機和連續(xù)法的磁化通電時間
NB/T 47013.4正文第5.4節(jié)中規(guī)定,采用連續(xù)法時,磁粉或磁懸液的施加和磁痕顯示的觀察應在磁化通電時間內完成,且停施磁粉或磁懸液至少1秒后才可停止磁化;磁化通電的時間一般為1~3秒,且為保證磁化效果應至少反復磁化兩次。該規(guī)定有以下兩點需要討論。
1 關于停止磁化的時機
干法檢測一般都是在現(xiàn)場實施,由于現(xiàn)場條件往往比較差,如果在停施磁粉1秒后停止磁化,此時吹去多余磁粉的工序還未完成,停止磁化會導致無法形成清晰的相關顯示;即使停止磁化前已完成了磁痕顯示的觀察,但尚未完成磁痕的記錄,此時停止磁化,會導致形成的磁痕未被記錄就已遭到破壞(如現(xiàn)場有風)。
對于濕法檢測,流動的磁懸液會將已經形成的磁痕沖掉。因此,濕法檢測實際操作時,必須在觀察到被檢面上沒有明顯的液體流過時才可以停止通電磁化。
2 關于磁化通電時間
磁粉檢測時,形成清晰磁痕的前提是缺陷處有足夠的磁粉聚集,而磁粉受漏磁場的吸引向缺陷處聚集時,需要有一定的時間才能聚集足夠的數量。如果條件允許,磁化時間適當延長更加有利于缺陷處形成清晰的磁痕。筆者根據多年的磁粉檢測經驗,認為一般情況下磁化的總時間應該大于2秒。
建議將該條修改為“采用連續(xù)法時,磁粉或磁懸液的施加和磁痕顯示的觀察應在磁化通電時間內完成,即干法檢測應在完成磁痕記錄后再停止磁化;濕法檢測時,當觀察到被檢面上沒有明顯的磁懸液流過的時候才可停止通電磁化。磁化通電的時間一般為每次不少于2~4秒,且為保證磁化效果應至少反復磁化兩至三次”。
剩磁法施加磁粉或磁懸液的表述
NB/T 47013.4正文第5.5.2節(jié)規(guī)定,采用剩磁法時,磁粉或磁懸液應在通電結束后施加,一般通電時間為0.25~1秒。施加磁粉或磁懸液之前,任何鐵磁性物體不得接觸被檢工件表面。
該段描述很容易造成人們對剩磁法和干法的誤解。
剩磁法用于材料矯頑力不小于1 kA/m,且磁化后的剩磁場強度不小于0.8 T的被檢工件。剩磁法的磁化和施加磁懸液是分開進行的兩個步驟,實際檢測中,工件磁化后,由于沒有了單相半波整流電或交流電等類型的電流存在,干磁粉缺乏向漏磁場處聚集的動力,不易在漏磁場處形成磁痕,所以剩磁法不適用于干法檢測。
建議將該條改為“采用剩磁法時,磁懸液應在通電結束后施加,一般通電時間為0.25~1秒。施加磁懸液之前,任何鐵磁性物體不得接觸被檢工件表面”。
在用承壓設備的磁粉檢測
NB/T 47013.4正文第10節(jié)規(guī)定,制造時采用高強度鋼以及對裂紋(包括冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋)敏感的材料,或長期工作在腐蝕介質環(huán)境下有可能發(fā)生應力腐蝕裂紋的承壓設備,其內壁應采用熒光磁粉檢測方法進行檢測。
這段內容強調了應采用熒光磁粉檢測方法進行檢測的幾種情況。一般來說,對冷裂紋敏感的材料是低合金鋼。對熱裂紋敏感的材料是單相奧氏體鋼,對再熱裂紋敏感的材料包括低合金高強鋼、奧氏體不銹鋼、珠光體耐熱鋼和厚壁高強鋼。奧氏體鋼沒有磁性,因此磁粉檢測無法檢測奧氏體鋼。所以,該條刪除關于熱裂紋的限定更加準確。
檢測記錄和報告
NB/T 47013.4正文第11節(jié)闡述了檢測記錄和報告的相關要求。
無損檢測資料有一個原則,即檢測記錄的信息量要大于檢測報告的信息量。標準的該部分內容未能體現(xiàn)出這一原則。檢測報告中委托單位、被檢工件名稱和編號等內容,也未在檢測記錄的要求中體現(xiàn)。
建議修訂NB/T 47013.4正文第11節(jié),使其明確檢測記錄的信息量要大于檢測報告的信息量,檢測報告上的所有信息,檢測記錄中都必須有。
正文和附錄中的幾個示意圖
NB/T 47013.4正文第4.9.2節(jié)的圖5為周向磁化觸頭法的示意圖,圖中“焊縫”、“磁力線”為過去常用的表達方式。建議將圖中“焊縫”、“磁力線”分別用“焊接接頭”、“磁感應線”來替代,這樣更為規(guī)范。
第4.9.2節(jié)的圖5
NB/T 47013.4正文第4.9.3節(jié)的圖7為交叉磁軛法的示意圖,該圖的明顯錯誤是,L3和L4兩處纜線繞法形成的磁場方向不一致,產生相互抵消,最終難以形成有效的旋轉磁場。建議調整L3或L4纜線的繞法,使L3和L4兩處形成的磁場方向一致。
第4.9.3節(jié)的圖7
NB/T 47013.4附錄B表B.2就交叉磁軛法的典型磁化方法給出兩個示意圖(如下兩個圖a),這兩個示意圖最大的問題在于磁懸液的噴灑位置。不論是技術資料還是相關標準都指出,使用交叉磁軛進行磁粉檢測時,采用連續(xù)拖動檢測,檢測速度應盡量均勻,且一般不應大于4 m/min。這兩個圖中磁懸液的噴灑位置位于交叉磁軛外側磁化薄弱區(qū),而磁懸液噴灑在幾乎垂直于地面的容器內壁上,自上而下的自然流速可達0.1~0.2 m/s(6~12 m/min)甚至更快,遠遠大于交叉磁軛的最大允許行走速度。
按照這樣的操作要求,如果磁懸液的噴灑位置如標準所示,那當交叉磁軛到達此位置時,磁懸液的“洪峰”早已流到遠處,該區(qū)域只有少量磁懸液的殘留,即使檢測區(qū)有漏磁場,也沒有足夠的磁粉可以吸附、聚集,不能形成清晰的磁痕,非常有可能造成缺陷漏檢。
綜上所述使用交叉磁軛進行磁粉檢測時,磁懸液的噴灑位置非常關鍵,應至少覆蓋交叉磁軛內側的部分區(qū)域,從而保證有足夠的磁粉可以吸附,形成清晰的磁痕。筆者對這兩個圖做出了如下兩個圖b的修改。
附錄B表B.2垂直焊縫檢測
附錄B表B.2水平焊縫檢測
另外,NB/T 47013.4附錄B表B.2中,“探縱向缺陷”為多余文字應刪除,因為交叉磁軛一次磁化即可發(fā)現(xiàn)磁化區(qū)各個方向的缺陷。
結語
NB/T 47013.4-2015自實施以來,對保障承壓設備的使用安全發(fā)揮了重要的作用。經過這幾年的實踐應用,其自身存在的一些不足之處逐漸暴露出來。筆者對不足之處提出了修改建議,若能及時修訂,將有助于標準的進一步完善。
