磁粉探伤技术在煤矿栈桥钢结构焊缝检测中的应用.pdf

2024年第1期新疆钢铁总第169期磁粉探伤技术在煤矿栈桥钢结构焊缝检测中的应用黄豪1，张益雄2（1.福建船政交通职业学院，福建 福州 350007；2.四川升拓检测技术股份有限公司，四川 成都 610041）摘要：钢结构是煤矿栈桥中主要结构，其焊缝功能是否正常发挥，将会影响到煤矿生产活动的综合质量与水平。这就需要对整个钢结构做好全面的检测工作，以便于保证钢铁强度、质量、抗震能力。在对工件进行检测时，可以充分利用磁粉探伤技术，该技术主要是借助探伤仪器、设备进行探测，通过检测反馈各种现象以及数据，对钢结构工件修通做好系统检测，提高钢结构焊缝检测的综合水平，为促进煤矿安全高效生产奠定了基础条件。关键词：磁粉探伤技术；煤矿栈桥钢结构；焊缝检测DOI：10.20146/ki.1672-4224.2024.01.041中图分类号：TU272.1文献标识码：B文章编号：1672-4224（2024）01-0126-03Application of Magnetic Particle Testing Technology in Welding Seam Inspection of Coal Mine Trestle Steel StructureHao Huang1,Yixiong Zhang2(1.Fujian Shipbuilding and Transportation Vocational College,Fuzhou,Fujian 350007;2.Sichuan Shengtuo Testing Technology Co.,Ltd.,Chengdu,Sichuan 610041)Abstract:Steel structure is the main structure in coal mine trestle,and the normal functioning of its welds will affect the comprehensive quality and level of coal mine production activities.This requires comprehensive testing of the entire steel structureto ensure its strength,quality,and seismic resistance.When inspecting workpieces,magnetic particle inspection technologycan be fully utilized.This technology mainly relies on inspection instruments and equipment for detection.Through feedbackon various phenomena and data,a systematic inspection of steel structure workpieces can be carried out to improve the comprehensive level of steel structure weld inspection,laying the foundation for promoting safe and efficient production in coal mines.Key words:magnetic particle testing technology;coal mine pier steel structure;weld inspection作者简介：黄豪，男，41岁，本科，高级实验师，福建船政交通职业学院。E-mail：引言磁粉探伤技术主要是借助磁粉对检测物表面以及内部结构进行检测。通过运用这种形式，可以在不破坏、不影响工件本身性能的前提下，对工件进行全面的检测，不仅可以提高检测工作效率，同时也能保障工件性能的发挥。当下磁粉探伤技术手段已经成为钢结构焊缝检测中最常用的一种检测方法，在应用过程中，要遵循相应的使用方法，提高刚接焊缝检测水平，以保障煤矿企业生产与发展的综合效率与质量。1磁粉探伤技术原理磁粉探伤技术被广泛应用于铁磁性材料工件检测中，当铁磁性材料工件在外加磁极磁化作用下，其自身存在缺陷位置会发生一定的变形，最终形成能够被检测到的漏磁场。在被检测工件上，施撒一定的磁粉，磁粉在力量作用下，产生明显的磁痕，磁痕借助光照能够被肉眼清晰看见，工作人员能够更加准确把握工件缺欠位置、大小以及形状。该技术诞生于上个世纪二十年代，由霍克发现并提出的。他在工作中，意外发现工件破碎位置存在铁屑聚集现象，因此他提出了运用磁铁吸引铁屑原理检测工件。然而，由于当时技术缺陷，这一想法没有得到落实。后来Forset运用磁粉探伤检测钻管，并运用了直流电实现对工件的圆周磁化，由于使用钢屑作为磁性材料，没能达到既定的目标。直至二十世纪五十年代，莱家德罗通过大量实验精确磁化范围，对该项技术的推广起到了尤为关键的作用。磁场即磁体、通电导体的周围环境产生磁相互作用区域，磁场线一般能够标识磁场大小、方向以及分布，磁场线通常分布在磁铁内部，并由S极逐渐移动到N极，并在外部空气作用下，慢慢从磁铁外部N极移动到S极，在这个过程中形成的磁场线为闭合曲线。当磁性工件发生离散、裂纹，那么此时利用磁感126新疆钢铁总第169期2024年第1期应线进行检测，就会具有较高的磁导率，提高工件检测水平。与此同时，相同感应磁力线具有相互排斥情况，造成一些感应磁力线不能连续通过1。利用磁粉探伤技术实现了图像可见，并能在磁场中进行操作，保障了观察与研究水平。2钢结构焊缝缺陷种类钢结构存在于各种类型项目中，如果不能保障焊接质量，自然就会影响到钢结构性能发挥，并产生一定的裂缝。针对钢结构各种焊缝，可以通过使用磁粉探伤技术手段进行解决。在运用磁粉探伤技术时，还需要全面分析钢结构焊缝类型，具体如下：2.1存在气孔在钢结构焊接时，因为容易受到高温影响，此时钢结构会吸收较多气体，而当钢体温度降低后，其内部结构中气体就很难及时、全部排出，这样就会在结构中形成空穴，从而影响焊接水平。在形成气孔之后，焊接操作会影响其形态，尤其是焊剂此时没有完全变干，在电弧偏吹之下，就会形成气孔，影响钢结构性能发挥。2.2裂纹、缝隙问题在钢结构焊接时，由于受到多种因素影响，会出现一定的热胀冷缩情况，这样就导致各种问题发生，如焊接人员在焊接时可能由于角度掌握不到位而导致细微偏差，从而促使钢材因为热力影响而发生一定的裂纹与缝隙。2.3夹存熔渣在钢结构后期焊接时，因为金属中存在一定条状、点状熔渣等杂质，在热力作用下，就会粘连在焊缝金属中，从而产生一定的油类污垢。如果不能及时清除，会在一定程度上影响钢结构性能的发挥，难以满足工作需求以及工作的顺利推进。2.4焊缝速度较快在焊缝时，因为速度相对较快，钢体并不能保证真正焊接。尤其是一些焊接技术人员，因为还没有彻底学习专业焊接技术，使用的操作方法并不是非常规范，此时焊接金属，就很难实现必要的连接。3磁粉探伤技术在煤矿栈桥钢结构焊缝检测中的应用优势3.1提高安全性、规范性施工人员运用磁粉探伤检测技术，不仅能对钢材外部进行检测，同时还可以检测钢材内部结构，通过全面检测工作，可以保障焊接检测工作能够顺利开展的同时也保障工作效率。而且在使用该项技术手段时，需要确定相应的检测比例，使焊接缝隙长度控制在20%-100%之间。通过适当调整焊接长度的百分数比例，使焊接工作更加规范。3.2精准定位缺陷位置工作人员对于钢结构焊缝检测时，通常会受到钢材结构工件设备自身性能以及线性水平干扰，不仅影响到缺陷定位效率与质量，还产生了很多后续的问题。通过使用磁粉探伤技术手段，运用专业化的仪器与设备，全面扫描与检测各种钢构件，可以实现精准、及时、全面定位缺陷。在确定问题之后，及时采用先进的焊缝无损伤技术手段，能够为发挥工件本身功能提供相应的技术保障。3.3高效识别缺陷波形在使用磁粉探测技术进行检测时，钢体构件本身具有一定的气孔回波，呈现出相对平缓的走势。通过运用该技术手段进行检测，工作人员可以利用检测设备从任何角度对其进行分析检验，使反射波高度始终保持在一个相对较高的水平上。这样就可以精确地确定钢体内部的具体位置，高效地对整个钢结构构件进行系统检验与识别。在整个操作过程中，都相对简单，工作人员借助设备基本不会产生数据误差，进一步保证了钢结构工件检测的水平和效率。3.4对钢结构的焊缝质量进行评测在对煤矿栈桥钢结构焊缝检测时，通过运用磁粉探伤技术手段，能够对工件对接、角接焊接技术形成的焊缝做出专业化评测工作，确保全面掌握焊缝质量情况。在此过程中，如果发现存在质量问题，可以及时做好后续处理工作，从而保障工件整体质量。4磁粉探伤技术在煤矿栈桥钢结构焊缝检测中的具体应用4.1技术准备在煤矿栈桥钢结构焊缝检测中，收集检测设备相关资料，掌握检测工件材质、规格等详细情况，确定磁粉探伤技术在工件检测中质量等级、检验比例、数量、质量验收级别。最终结合检测标准、实际情况，选择相关工艺、检测方法以及工艺流程，为该项技术在煤矿栈桥钢结构焊缝检测中应用提供了保障。4.2选择检测仪器、设备就选择的仪器与设备来说，可以选择便携式磁粉探伤技术设备，如MP-A-2L交流磁粉探伤仪、MP-A-2D直流磁粉探伤仪、SH-1C型便携式磁粉探伤仪(荧光、白光两用)等，这些磁粉探伤仪具有轻便、操作灵活的优势，可以保障工件检测效率，并能够检出近表面缺陷。选择磁化方法时，可以使用湿法连续法，通电时间设定为2S即可，需要进行反复两次磁化，以1272024年第1期新疆钢铁总第169期达到检测目标。选择载液可以是水的红磁粉磁悬液、油基载液，都可以。其中使用红磁粉磁悬液时，需要在磁粉膏中，冲入适当的水溶液，在搅拌之后，可以探伤，需要使用专业化的测定管进行测定，通常应该保障沉淀浓度在1.2-2.4 ml/100 ml范围内。而使用油基载液时，其具有高闪点、低黏度、无荧光和无臭味等特点，需要在一定的使用温度范围内，尤其在较低的温度下，若油的黏度小，磁悬液的流动性就好，检测灵敏度高。但油的黏度若太小，载液的悬浮性差，磁粉容易沉淀，也影响检测灵敏度，因此油的黏度应控制在一定范围。在选择灵敏度试片时，可以使用A1型标准试片，在试片时，需要将试片无人工缺陷的表面朝上，以保证试片能够与被检面之间有良好的接触，然后使用透明胶带使其整体都被贴在检面之上。在进行试验过程中，需要在磁化边施加一定的磁悬液，以更加清晰掌握磁化规范、磁化方向以及有效的磁化范围。4.3焊缝预处理焊缝预处理是非常重要的环节，需要清除检验区域表面存在油脂、污垢、铁锈等杂质，确保工件表面粗糙度控制在6.3 m范围内，试件处理范围也要大于探伤范围，通常情况下需要向探伤范围两边扩大20-25 mm左右。对于工件被检测表面留有一定涂层的，需要保障涂层的厚度，一般是低于0.05 mm，以保障检测结果的精确性。4.4磁粉探伤技术应用成效分析对于以往的检测情况来看，对于大段长距离平焊缝，通过运用纵向与横向磁化方式开展检测，可以更加清晰的显示焊缝缺陷并观察记录其中问题。然而，就一些夹角位置，检测就会具有一定的难度，尤其是磁极与焊缝之间接触形式为点接触形式时，磁场方向就会较为特殊。因此，还应该重视做好方向上的验证。4.4.1 方向检测在检测方向时，可以在白纸上做好检测。在白纸上运用干粉、磁极开展验证活动，此时形成的磁力线分布都是较为均匀且清晰的，原本自身特征相对明显。在磁场中每一个磁力线都有特定的方向，且这些磁力线之间并不相交，呈现出来的疏密特征能够反映出磁场本身大小。如果工件中缺陷位置相对特殊，在磁轭两极连线处，该缺陷与焊缝中心线就会存在相应的角度。如果缺陷接近磁极后，自然就会发生与焊缝轴线之间相互垂直的缺陷。如果磁极间距相对较小，也有可能会发生平行、垂直情况。反之间距相对较大的情况，焊缝磁力线分布则是满足磁力线本身分布规则，不会发生上述情况。4.4.2磁场有效性验证在使用磁粉探伤仪时，其检测范围通常是两极所覆盖的位置，以两极连续中心位置为中心，并向两侧延伸、覆盖面积。在整个范围中，使用探测仪器能够检测出相应的缺陷，有效性利用上文中选择的标准试片进行检测得出。磁轭通常会形成一定的磁场强度，与磁极之间产生一定的间距，并最终形成规律的磁场分布。在磁场强度一定的情况下，检测工件形成的磁场可以与两极之间间距形成一定的反比。但是如果间距相对较小时，那么磁极附近就会形成密度相对较大的磁场，影响工作人员对于工件缺陷的判断。结合以往工作经验分析，在对煤矿栈桥钢结构焊缝检测时，在空间有限的情况下，如果场强可以满足相应的规定，工作人员则可以检测出工件存在的各种缺陷。在日常检测工作中，由于受到检测仪器自身结构限制，也会影响其检测综合水平。所以在检测时只要能够验证其灵敏度满足既定的标准，就能实现对整个空间立体磁场结构的检测工作。在这个过程中，要注意立体磁场本身场强是否能够满足工件灵敏度检测要求，可以借助场强指示器做好必要的验证，也可以运用放大镜做好验证。4.4.3做好记录与复检为了进一步提升、发挥磁粉探伤技术应用成效，还应该在整个过程中做好相应的记录工作，主要是通过照相、复印等形式，清晰掌握探伤面情况，依据相关规定做好磁痕位置、长度以及数目记录工作。完成探伤检测之后，对于确定的缺陷磁痕，要及时做好记录工作，并上交给矿方管理人员，做好后续焊缝刨边重新焊接，在完成焊接工作的24小时之后，做好焊缝复检工作，确保焊缝合格，满足使用要求。5结论本文围绕磁粉探伤技术在煤矿栈桥钢结构焊缝检测中的应用情况做出了分析论述。各种钢结构工件在制作、使用过程中都会存在一定的缺陷，如果不及时做好检测工作，就会影响到后续工件性能的发挥。为解决这一问题，有必要利用磁粉探伤技术手段。在对钢结构进行检测时，借助磁场吸引发现工件质量缺陷，可以更加精确的发现缺陷位置，并及时采取必要的弥补措施，保障工件形成的发挥。因此，在使用磁粉探伤技术手段时，需要全面分析钢结构实际情况，就检测中发现的各种问题，做好总结与改进，以提高钢结构总体质量。参考文献1 李一兵.磁粉探伤技术在压力容器焊接接头缺陷检测中的应用 J.中国设备工程，2023（16）：181-183.128