磁粉检测在中压空气管道定期检验中的应用

磁粉检测在中压空气管道定期检验中的应用

赵冀超

中油抚顺石化设备技术开发有限公司

摘要：压力管道不仅与人民生活息息相关，也是国民经济的重要基础装备，广泛用于石油、石化、电力等行业及城市燃气和供热等工程中，一旦出现问题，往往会引发重大事故，影响人民生命财产安全。因此应积极开展对压力管道的定期检验工作，通过有效的检测手段，保障压力管道安全运行。

关键词：磁粉检测；中压空气管道；定期检验；应用；

引言

磁粉检测技术是利用铁磁性材料或工件磁化后,在不连续处漏磁场与磁粉相互作用,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出缺陷位置、形状和大小的检测方法。磁粉检测对表面或近表面有很高的检测灵敏度、准确度和可靠性,与其他表面检测方法对比,其成本低、速度快、操作简单,合理使用几种磁化方法,可以检测出工件各个方向的缺陷。磁粉检测在工业领域的应用已有近百年的历史,方法日趋完善,目前广泛应用于航空、航天、机械、军工、造船、冶金、轨道交通等行业,在设备制造、检修、运行、产品质量的保证、提高生产效率、降低成本等领域发挥着越来越大的作用。

1磁粉检测工艺制定

针对中压空气管道使用过程中容易产生疲劳损伤、腐蚀减薄等情况，为了确保中压空气管道磁粉检测工作质量，有效发现并消除使用中存在的安全隐患，参照《承压设备无损检测》（NB/T47013—2015）标准，根据中压空气管道的结构尺寸、表面状态、材质以及缺陷的性质、方向、位置等，选择适当的磁化方法和磁化规范，制定切实可行的管道磁粉检测工艺，有效提高磁粉检测灵敏度和检出率。在制定管道磁粉检测工艺应用前，采用A1:30/100型标准试片对其进行工艺验证，将A1:30/100型标准试片无人工缺陷的一面朝外，用胶带将其边沿平整地贴在管道被检表面上，并保持良好的接触。为了提高缺陷磁痕颜色与管道表面颜色的对比度，便于发现缺陷相关显示，将反差增强剂均匀喷到试片表面，待其干燥后，磁化并施加磁悬液，观察显示的磁痕，验证制定磁粉检测工艺的可靠性。

2压力管道的磁粉检测

压力管道施工安装项目在我国基础工程中占据了非常大的比例,为了保障压力管道正常稳定的使用,就要对压力管道进行全面的检测。已有的统计数据表明,在材料的制造和使用过程中,产生的绝大多数缺陷是表面缺陷或近表面缺陷。磁粉检测因其高灵敏度、高准确度和经济快捷的特点成为压力管道检测中最常用的检测方法。关于压力管道焊缝的检测,通过实验对比分析得出结论:焊缝的磁粉检测一般选用磁轭法或触头法,磁化电流可根据具体要求选择交流电、直流电或整流电;由于压力管道系统的结构较为复杂,检测操作难度大,针对压力管道系统中一些较难检测的部位提出了解决方案:在法兰位置处用普通磁轭法小面积检测,法兰与弯头的焊接位置用复合磁化法,管道弯曲位置可用线圈法进行磁化,管道交接处用线圈法缠绕,偏心放置即可。

3中压空气管道缺陷原因分析

冲刷减薄与腐蚀由于空气管道的除水装置冷干机安装在缓冲罐之后，所以输送的压缩空气中含有大量的水分，压缩空气中的水分经管道直接进入空气缓冲罐。在这个过程中，高速运动的压缩空气和细小水滴对管道内表面产生强烈的冲刷磨损，造成管道内表面，特别是弯头、异径管处的冲刷减薄。同时在氧气和水的共同作用下，产生电化学腐蚀。两种腐蚀因素相互影响、相互促进，最终造成了管道内表面的冲刷腐蚀，冲刷腐蚀的速率大于介质的冲刷磨损和电化学的腐蚀速率之和。（2）应力腐蚀引起的开裂由于管道内表面在氧气和水的共同作用下，产生电化学腐蚀，形成了与20钢相匹配的腐蚀环境，在焊接残余拉应力的共同作用下引起应力腐蚀开裂。（3）疲劳引起的开裂该管道系统的设计及安装未充分考虑空压机震动可能引起的疲劳因素。在空压机和管道之间未设置减震装置，空压机和缓冲罐之间的管道长期处于交变应力状况，造成管道焊缝产生疲劳开裂。

4磁粉检测在中压空气管道定期检验中的应用

4.1预处理

预处理部位：防腐层脱落局部腐蚀部位；支吊架倾斜失载应力集中部位；管道弯头、三通、阀门附件振动频率高并长期承受交变载荷作用部位；检验时认为有必要的支管角焊缝部位。（2）预处理要求：对被检部位表面及其相邻至少25mm范围内应干燥，并不得有油漆、油脂、污垢、铁锈、氧化皮、纤维屑、焊剂、焊接飞溅或其他黏附磁粉的物质。管道防腐层脱落引发局部腐蚀的表面不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则应做适当的打磨修理，打磨修理后被检工件的表面粗糙度Ra≤25μm。

4.2施加磁悬液

磁悬液润湿性能核查：将磁悬液施加在压力管道被检表面，如果管道表面的磁悬液薄膜是均匀且连续的，在整个管道被检表面连成一片，说明磁悬液润湿性能达到检测要求；如果管道被检表面的磁悬液薄膜断开，说明润湿性能核查试验不合格。（2）磁悬液施加方式：采用罐装喷淋的方式进行，磁轭法磁悬液喷淋位于两触头中间，交叉磁轭法磁悬液喷淋方式应根据焊缝与地面的关系来确定：①当管道焊缝与水平面平行时，磁悬液喷淋在前进方向的前上方；②当管道焊缝与水平面垂直时，检测应从焊缝距离地面高的部位向低的部位进行，磁悬液喷淋在前进方向的正前方；③当管道焊缝与水平面存在一定角度倾斜时，检测应从焊缝距离地面高的部位向低的部位进行，磁悬液喷淋在前进方向的前上方。

4.3磁粉检测自动化

在进行湿法磁粉检测时,检测人员需要一手拿磁轭,一手拿装满磁悬液的喷壶,操作不便且存在诸多问题。对喷壶进行改进,研究了一种新型磁粉检测用自动喷壶。新型喷壶采用二次搅拌技术,保证磁膏和水均匀混合;电动水泵能够确保磁悬液喷洒均匀;照明系统使观察更为方便等。新型喷壶提高磁粉检测质量,降低了劳动强度,提高了检测效率和检测灵敏度,给检测人员带来了很大的便利。

5磁粉检测技术发展展望

随着现代工业的发展，传统的磁粉检测将受到现场检测条件的限制，管道中常见的应力腐蚀裂纹、疲劳裂纹、氢损伤、各类局部腐蚀等缺陷的检测效率、检测灵敏度将受到巨大的冲击，对磁粉检测的发展提出了新的挑战。随着磁粉检测新技术及磁粉检测设备不断涌现，如：低频磁轭磁化装置已能够发现距被检表面6mm深的缺陷，可有效检出深度达6~8mm的管道等对焊接头根部未焊透等缺陷，具有宽广的应用前景。脉冲磁化技术在大型结构件上得到了广泛应用，充分验证了该技术具有磁场饱和、灵敏度高、检测速度快、劳动强度低、节约能源的特点。随着磁粉检测技术在压力管道检验领域的不断扩展，必将使其在压力管道检验中发挥越来越重要的作用，可以预见，未来磁粉检测技术和压力管道检验安全评估的结合必将越来越紧密。

结束语

随着现代科学技术和先进制造业的飞速发展,诸多先进技术与磁粉检测技术相融合,产生了许多高效快捷的新技术,使磁粉检测技术朝着高自动化、数字化、智能化的方向发展。

参考文献

[1]钱青江.无损检测技术在压力管道检验中的运用研究[J].中国设备工程,2022(06):165-166.

[2]陈中伟.锅炉压力容器压力管道安装监督检验中存在的问题及建议[J].石化技术,2022,29(02):36-37.

[3]马立东,胡建启,范鹏军,杨娟莉,魏建伟,谷传超.试论压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].石油化工建设,2022,44(02):96-98.

[4]蒋浩,乐开白,刘道云,刘春华,潘晓东,吴涛,李玉.磁粉检测在中压空气管道定期检验中的应用[J].西部特种设备,2022,5(01):25-30.

[5]张建强.关于中压空气管道的检验情况的探讨和改进[J].质量技术监督研究,2021(02):35-37.