压力容器无损检测 ——— 磁记忆检测技术
李光海,刘时风 沈功田
(清华大学 机械工程系 ,北京 100084) (中国特种设备检测研究中心 ,北京 100013)
摘 要 :金属磁记忆检测是当前无损检测领域的一种新技术 ,可发现压力容器的应力集中区域,实现压力容器损伤的早期诊断。介绍了磁记忆检测的原理、标准现状、仪器要求及其在压力容器制造、检验过程中的应用,并对压力容器磁记忆检测存在的问题进行了探讨。
关键词 :压力容器；磁记忆检测；应力集中
中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2004)11-0570-05
NONDESTRUCTIVE TESTING OF PRESSURE VESSELS:MAGNETIC MEMORY TESTING TECHNIQUE
LI Guang hai, LIU Shi-feng
(Mechanical Eng ineering Department Tsinghua University, Beijing 100084 China)
SHEN Gong tian
( China Special Equipment Inspection and Research Center; Beijing 100013, China)
Abstract Metal magnetic menory technology (MMMT ) is a new nondestructive testing method which is an effective method for locating the stress concentration zones in pressure vessels and can be used to diagnose pressure vesselsin early stage. MM MT was reviewed including its basic prinaiples st andards instrument and applications in fabrication and inrserviæ inspection of pressure vessels. Some problems faced in pressure vessels testing using MMMT were also presented.
Keywords: Pressure vessels; Magnetic memory testing; Stress concentration
压力容器由于封头和接管等结构不连续性、焊缝内残余应力、容器的支撑、受压元件的加工制作残余应办材料内部结构不连续性等原因,不可避免地存在应力集中，这些应力集中部位在介质、温度和压力的共同作用下容易产生应力腐蚀开裂、疲劳损伤和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。因此,找出压力容器上应力集中部位,确定应力集中的大小，分析其对容器安全性能的影响,成为压力容器无损检测中应关注的问题。常规的无损检测方法(如射线成像、超声波探伤、磁粉和渗透检测等)只能检测出一定尺寸的宏观缺陷，很难发现微观缺陷。而金属磁记忆检测技术能检出可能诱发损伤或破坏的应力集中部位，为压力容器的早期诊断提供了依据。
1 概述
铁磁性材料制造的压力容器在运行时受介质压力的作用，材料内部磁畴的取向会发生变化,并在地磁环境中表现为应力集中部位的局部磁场异常,形成“漏磁场”,并在工作载荷去除后仍然保留且与最大作用应力有关，这就是磁记忆检测技术的物理原理。磁记忆检测方法是通过测量铁磁体的漏磁场法向分量Hp来进行应力集中的检测。研究表明[1],检测中铁磁体表面Hp=0的线与应力集中位置重合，并采用通过应力集中线的磁场法向分量Hp梯度对应力集中水平进行定量评估。压力容器磁记忆检测时,通常采用磁记忆检测仪器对压力容器焊缝进行快速扫查,以发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相分析,以发现可能存在的表面缺陷、内部缺陷或材料微观损伤。
