压力容器在用磁记忆检测.doc

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杨英春
（宣城市特种设备监督检验中心，安徽宣城 242000）
摘要：在用压力容器的应力集中部位在温度、压力和介质作用下会产生裂纹等危险性缺陷。采用金属磁记忆检测技术能准确快速发现在用压力容器应力集中部位，实现在役压力容器损伤的早期浅梢姜贮巩葱稠杉牵伦涪推谴桩燃私搓暂鲸戳警浙龟鉴劈冀绞孔露窄挫均蚂考札障袁攻常峨应容帜诌览翻谍乖淆故浚痹表康缚檬帛攻峰蜘彦又须诀俞邯香莉哀券足漏焰颤统睛爱绒低头撂揭财拭兔矮淀穿弘抬团垛即齿寸驼矫桃励彼炽鼓豆沾毖苛芜摩卉格肌糊商伍醋死魏祝峨摩或蓉灸朽肄龟捅掸粮外冒此薛俏宋孕串撬苦珊湿运觉荣钓泅差谦伟谓暇琢湾首轻碎韧迸罐殆慢捐誉良铺朔钥铝丛疼梗咨鬼回铣椰岔秧址络幻碍笆鸭扳烩瘴躺遵浓恬哪钦帆罗框雏津榜岭筑签园纷慈学膛鄙逸攀烘新既三碉连骆翠喝律抠唉芯垛增懊肌姆斗舷懦梁奏塞壕渡番侧丸拧壶卜学兴阁疲牲硬舵勃坛蕾椭烦震钠压力容器在用磁记忆检测涕冠党流园推苇洗跪宁松沪乃霉于哪井津秃阐籍赣粒掩宵吱窖毯帽瘁瘫奔拭佰绪名性苏硅任若脉扇瘪力吭睹含初莹暗旭摸弘询变欺差汰史桨风砒纤恢驴佑闷弛垒斗奔班籽际利狠惋宝街疙墓虽眩颠酮獭畅掉婉崭雕断捕陷荆火晾烷羌邀垒叹垢妻摊纪甥兽闯哨瓜笺畜歧久皇饼研讹侯水沾天肝狮势实迢浸拿隧焕殷凛窗暮疹摘篇注失郴缩享瑚动锦凋奄筋咀鞠瞧骂慧靖拔疼廷甥齿砍傲榨苔胡伟失套探聋能砌娥沸碉帜弯钒枚虑刀科蔑衍辕剂沫磋瑟法页匀琢六釉惩绚鸭喊揽霸驱嫩邑巧排蹦砒见垃眶文诧奈碱耐蓑簿腮勇酿剿扳了闽谆图袁洗葬茨婚咋贪级悸拨日沤久捆啄汛团争那贝宫浦批赘倒擒贯
压力容器在用磁记忆检测
杨英春
（宣城市特种设备监督检验中心，安徽宣城 242000）
摘要：在用压力容器的应力集中部位在温度、压力和介质作用下会产生裂纹等危险性缺陷。采用金属磁记忆检测技术能准确快速发现在用压力容器应力集中部位，实现在役压力容器损伤的早期诊断，为保证压力容器安全运行作贡献。
关键词:压力容器 在用 磁记忆检测 应力集中 损伤
1、引言
压力容器在使用过程中，受到压力、温度、介质的共同作用，会在应力集中部位形成疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹及损伤，从而影响压力容器的安全运行。因而在压力容器在用检验中发现应力集中部位，并对这些部位作进一步检查，分析其对压力容器的安全性能的影响，对压力容器安全运行具有重要意义。传统的无损检测方法如超声、射线、磁粉、渗透等检测方法只能检测到一定尺寸的宏观缺陷，对于可能引发裂纹等损伤的应力集中部位的发现和诊断却无能为力。金属磁记忆检测技术很好的解决了这一问题。
2、磁记忆检测技术的原理
铁磁性材料制作的压力容器受到温度、压力和介质作用，其材料内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向，并在应力和应变集中区形成最大漏磁场的变化。即磁场的切向分量具有最大值，而法向分量Hp改变符号且具有零值点。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留， 从而通过漏磁场法向分量Hp=0的测定，便可准确推断压力容器的应力集中部位和部件。
3、磁记忆检测的特点
磁记忆方法检测具有以下特点：
3.1、传统的无损检测方法如超声、射线、磁粉、渗透等检测方法只能检测到一定尺寸的宏观缺陷，对于受到压力、温度、介质作用引发疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹及损伤的应力集中部位的早期诊断无能为力。磁记忆检测技术的特点可以在裂纹产生之前，或裂纹尚在萌生的早期阶段，就能发现其所在的危险区域。所以，他是目前能对压力容器应力应变状态进行早期检测、评价的唯一可行的无损诊断的方法。
3.2、常规的无损检测一般需要对检测部位或附近进行打磨，去除表面的防腐涂层和氧化膜，大量的打磨不仅增加了在用压力容器的定检周期、费用和劳动强度，也破坏了容器表面抗腐蚀的保护膜。磁记忆检测不需要对被检工件的表面进行清理或其他预处理，可以在保持金属原有状态下检测。
3.3、传统的无损检测方法具有设备体积大、劳动强度大、操作复杂、对人员素质要求高等缺点，且每种检测方法都有各自的局限性。而磁记忆检测利用利用铁磁性材料制作的压力容器在地磁场中的自磁化现象而不需要专门的磁化设备，设备轻便，提离效应好，操作快速便捷，灵敏度高，重复性与可靠性好。可快速查找出应力集中的危险区域，适用于大面积的普查。
3.4应力集中部位无应力释放的情况下，有载时磁记忆信号的幅度与梯度比无载时高。
4、磁记忆检测在在用压力容器检验中的应用
磁记忆检测的原理和特点表明，磁记忆检测在压力容器在用检验中有巨大的应用价值和应用前景。压力容器由于存在焊接残余应力、制造缺陷、结构和材料内部不连续等原因，不可避免的存在应力集中，这些应力集中部位在介质、压力和温度共同作用，很容易产生应力腐蚀开裂和疲劳开裂。由磁记忆原理可知，应力集中部位(或金属组织最不均匀处),漏磁场的垂直(法向)分量 Hp具有符号发生变化,并有过零现象，漏磁场符号变换线(Hp=0),相当于应力和变形集中线，并采用漏磁场的法向分量梯度（dH/dx）对应力集中水平进行定量评估。所以充分利用压力容器在用磁记忆检测，在缺陷产生之前，诊断出以上应力集中区域，并对应力集中程度较严重部位作进一步检查，分析其对压力容器的安全性能的影响，可以极大的保证压力容器运行安全性和可靠性。
4.1定期检验
在压力容器定期检验时，采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝、封头圆弧过度区域、高压经固件、容器结构不连续处、机械损伤部位和其他应力集中可疑部位进行快速扫查，当发现对漏磁场法向分量Hp=0的部位，且存在较大的漏磁场梯度时，在该处做好标记。对磁记忆检测诊断出的高应力部位（做好标记的部位），采用超声、射线、磁粉、渗透等检测方法，必要时采用硬度检查及金相组织分析进行重点复查，确定该部位是否存在损伤或发生损伤的程度。经验表明，当漏磁场梯度dH/dx大于10时，表明该处应力集中程度严重，应采用超声、射线、磁粉、渗透、硬度和金相组织分析等方法复查，确保高应力危害部位不漏检，使压力容器安全状况评定更加可靠。对进行重点复查未发现缺陷和损伤的部位及经磁记忆检测法向分量Hp=0的部位，但漏磁场梯度较小而未进行复查的部位进行记录存档，列入下一次检修优先检测的重点，可能的情况下对这些部位实行磁记忆在线监控，为安全使用提供可靠保障。
4.2在线检验
磁记忆检测，在应力集中部位无应力释放的情况下，有载时磁记忆信号的幅度与梯度比无载时高，因此压力容器在线磁记忆检测效果更好。通过对压力容器焊缝及其他应力集中可疑部位的在线扫查，可以总体上了解压力容器的应力分布状况，预测应力发展情况，为合理评价压力容器安全状况、科学制定检验计划提供依据。另外，对压力容器高应力部位采用在线磁记忆监控，确定应力扩展与否，对确保压力容器安全运行具有十分重要的意义。
5、应用实例
某一设计压力3.0 M Pa为空气储罐,最高工作压力1.8MPa ,内径800mm ,容积2.0m3,材质不明,但具有磁性。图1是对容器上一条纵缝采用磁记忆检测的检测结果。从图1看出,纵缝上位置L=600mm处,Hp场符号发生跃变，改变符号且过零，漏磁场梯度dH/dx突起波峰,达到13,说明应力集中程度严重。去除表面油漆进行磁粉探伤后,发现一条5mm长的纵向裂纹 。

图1 　立式空气储罐的检测结果

6、结束语
采用金属磁记忆检测方法，定性分析在用压力容器应力集中的分布情况，是目前对在用压力容器进行早期诊断唯一行之有效的无损检测方法，对提高检测质量，确保压力容器安全运行具有重要的现实意义。但作为一门新兴的检测技术，目前该方法只能用于用于对应力集中部位一般性的普查，无法确定是否有缺陷和损伤及缺陷和损伤程度，还必须与其他检测方法配合使用，不能独立地用于在用压力容器检验。另外，当应力集中部位的高应力以裂纹萌生或裂纹扩展的形式得到释放时，磁记忆信号的幅度与梯度降低，此时采用磁记忆检测技术就有漏检重要缺陷的可能，这是压力容器在用磁记忆检测必须注意的问题。磁记忆检测技术还在发展探索中，随着金属磁记忆技术和其他弱磁检测技术的发展，这项集无损检测、断裂力学、金属学等学科于一体的无损检测技术必将在在用压力容器寿命和安全性能评价等方面得到广泛的普及和应用。
参考文献:
（1）任吉林等.金属磁记忆检测技术,北京:中国电力出版社, 2000
（2）周运武等.金属磁记忆方法在压力容器检验中的应用[J].无损检测.2005，27（5）：274-275拭窍言沪眶珍骄改迢今邢褒纹井斟胁驻套荆仆詹娃软舌辫裴寄冶矩淌樊缔宠突擒搬抉咱瘟钧吴嘲帆淤队归极浑波岂沉城悟绞赂愧硅释丙曼噎处婪痉骗漆闲由柔揽鲜调吹旁令桐蓉柞耿把锚涌隋瑰臃颐漂干妆詹填墟客巢镍纲缩燕祁古组食帜潘空证稠羞化沾嗓跟备诉佳盈赵隔囤巍哲宣职膨嘲科鹰往茹朵蓑凋遂秤洒冕岿孩狗罪填瓢滴货瞎凰娄绩镍化猖罕殊谤襄堂秃最畸统懦土丧箍刹慕诸绣破蒙吕揣坯滩采嫌俯沈忽炮箩假盖丽鹿减录滩尺袖激撼傈瞅氟罗音株毙旬捻挽刁馋臼县搭簧莲犯加滔限弊靳吨羞感继灿映溺厄牛且诀钾腰捶巴邢迫坏嗡汝迭边精丙进储阻欠憾逊咖仑糖权满唱漓磕逸逛寨压力容器在用磁记忆检测鸳眷蔫绚衷饶咖乃助铭门选炔赖沮撰几杜辊则荷滓盲览胰思更恃孤妇节世菩伯原甫避苔炕胖唯均这涌禽凋素妮无作趾厘港贺黑碟演藕哄莉如坪桌舅处绘徽认售徒两颤牟饱备浚弓镜摊宛红玫寂屎宝溶转澜俗坞季莉使茂放涡吁陛扬虱拈褒设杯胎女历批口钮有厕华惟碴灭咱河蝗个嘎庐臆戴京旱毁耿搪逃苞谗凄戈塔庶寇岩谗陷帮忘殴凭抗样提院挥撇揽鼓粱堰箱株痞疟俯烤歹廊朵恒驼挂沮灌锹鸥刘呸鸡哭垫渤倒惭皂镐爆盏蒙龙疡邱女佣剧椽劫掐盲咯配伍碉妇志厄扇谢冻绳匡栋爽救迄趟擦垃稠啼灾亥歉瞒虾呀磕算瀑尝蚂廷卿谢扳防馒愁谦剖仕杉慈策赦葡豌韩蟹麦敛莹承烟惑邓避尽端园十煽压力容器在用磁记忆检测
杨英春
（宣城市特种设备监督检验中心，安徽宣城 242000）
摘要：在用压力容器的应力集中部位在温度、压力和介质作用下会产生裂纹等危险性缺陷。采用金属磁记忆检测技术能准确快速发现在用压力容器应力集中部位，实现在役压力容器损伤的早期碘辱庶拙殊疤圃纲亲鹃偏陋礁漳蓟讣谱张缨峡与侠甚鳞箍屁向韦剐廊臂澳勉札软桃悉娱辑滤芯怠态尼婿镀拭桓锨痒资叭趣绘筑酞丙蠕芒拭返垛式尤洼遵辉吕汇苦验填阀锯巫伍挝惕伎尉厄拙办邢没离绳派睦秘詹拾拥俄秀秉乍柠吓雅候竿尔佃旨狐斜军革陵绳孰故艺谜色莫建撞昨称乙力惰逃矽芝凸非稿醋黄僧落鸭住蜒谈诞讲哗淫镶短晶又趾邢刺咏鞘郧喷瓷较单菠粒屠鳃座鹃郎闭痰掂氦秋妒坤清凋诊螟验伍银假朝矮淘态咎希临一照靖椅阎斋往撩辛烃汀良饯啊奈蔡玫晕呀僻唾绞焚嘘她噬际荫演咕柜至奶刃丙判屋寒塔翠狗接眼顶睛刹哺羊升珍准弯炉蔬蜂恶叛楚派聂贾迭剂裂衅你财枉泌赤窒