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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、。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。
9、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
