帶防腐層焊縫疲勞裂紋的快速探傷

在工業(yè)中壓力容器、管道和結(jié)構(gòu)件大都由鋼鐵制成，并存在許多焊縫，在長期作用力下，焊縫最容易受到損傷，最常見缺陷是由疲勞產(chǎn)生的表面裂紋。表面疲勞裂紋危害性比內(nèi)部的埋藏裂紋危害性更大，尖銳的裂紋尖端會(huì)引起應(yīng)力集中，促使裂紋快速擴(kuò)展造成嚴(yán)重事故。因此，焊縫上的裂紋查找以及開裂的深度測(cè)量，一直是困擾業(yè)界的難題。超聲波可以用來檢測(cè)焊縫，但探頭必須直接與工件表面直接耦合，而且操作復(fù)雜。行業(yè)通常是采用磁粉或滲透的方法來查找表面開口裂紋，然后由電位法來測(cè)量裂紋深度。這幾種方法都需要對(duì)被檢物事先進(jìn)行清潔處理，除去表面防腐層、漆層或污垢，檢測(cè)效率低，這對(duì)要求在短短的檢修期內(nèi)檢查大量焊縫的在役設(shè)備，是難于接受的。傳統(tǒng)的渦流方法也能用來檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)件，并無需清除表面較薄的污垢或漆層，然而這種方法只適用來檢查母材上的裂紋，對(duì)焊縫上的裂紋卻會(huì)因焊縫在高溫溶合時(shí)產(chǎn)生的急烈的鐵磁性變化而出現(xiàn)的雜亂無序的磁疇干擾而無法實(shí)施，當(dāng)然高低不平焊冠和母材與焊接填充材料差異，也是造成檢測(cè)困擾原因之一。 

目前已有多種無損檢測(cè)方法用于焊縫裂紋探傷：磁粉(MP)、滲透(LP)、超聲波(UT)、X射線(RT)和渦流(ET)，它們各自的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)比較如下：

● 磁粉法最容易使用。但不適宜工件表面有涂層或表面潮濕的情況。

● 超聲波法可以很好地發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)部缺陷，但同樣不許表面存在涂層，而且檢測(cè)結(jié)果與操作者水平有關(guān)。

● 滲透法也適宜表面裂紋檢查，然而也要求工件表面清潔和干燥，并且判傷與操作者水平相關(guān)。

● X射線法很容易發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)部、近表面裂紋。與其它方法不同，要求有良好的防護(hù)措施，以避免產(chǎn)生人身傷害。

● 電磁感應(yīng)法很適合探測(cè)表面裂紋，而且能穿透工件表面存在數(shù)毫米厚的涂層。它不但能在潮濕的條件下使用，甚至能在水下直接使用。

電磁檢測(cè)原理

用一交變磁場(chǎng)磁化鋼鐵試件的局部區(qū)域，當(dāng)缺陷進(jìn)入交變磁場(chǎng)內(nèi)，會(huì)在表面產(chǎn)生泄漏磁場(chǎng)梯度異常區(qū)，采用磁敏元件檢測(cè)這些磁場(chǎng)的畸變，就能獲得缺陷信號(hào)，由于試件也是良導(dǎo)體，在交變磁場(chǎng)的感應(yīng)下，試件也將產(chǎn)生感應(yīng)電流，并同時(shí)生成附加的感生磁場(chǎng)與原有的泄漏磁場(chǎng)合成復(fù)合磁場(chǎng)。對(duì)鐵磁性材料，交流電磁場(chǎng)的畸變，會(huì)因磁導(dǎo)率的增大而得到加強(qiáng)。

由于交流電磁場(chǎng)檢測(cè)法傳感器與試件的耦合是以電磁波的方式傳遞，所以它們之間無需像超聲波法要借助耦合劑，可直接穿透非導(dǎo)體涂層、鐵銹、甚至不太厚的不銹鋼覆蓋層。交流電磁場(chǎng)檢測(cè)法就是用磁敏元件來收集泄漏復(fù)合磁場(chǎng)畸變，反映裂紋存在和深淺。合理地設(shè)計(jì)勵(lì)磁器磁路和用高導(dǎo)磁率材料制作磁敏元件聚磁器，可以提高檢測(cè)靈敏度。這是一種快速而又準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)焊縫裂紋的方法，能對(duì)焊縫裂紋作定性和半定量評(píng)估。