[发明专利]锅炉联箱小尺寸管座角焊缝磁粉检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种小尺寸管座角焊缝缺陷的检测方法，尤其是一种锅炉联箱小尺寸管座角焊缝磁粉检测方法。

背景技术

作为一种重要的结构形式，接管在设备上的角接形式广泛应用于锅炉、压力容器、压力管道等特种设备。由于结构原因，角焊缝相对于对接焊缝应力集中情况严重，容易产生裂纹，导致设备非计划停运，因此在设备维修过程中通常会对角焊缝进行大批量磁粉检测。但角焊缝结构特殊，即使是对小尺寸管座角焊缝，采用常用的磁轭法磁化也需要多向多次磁化才能完成全部检测。尤其在锅炉联箱管座角焊缝磁粉检测时，一方面管座数量多，磁轭法磁化效率低；另一方面管座密集，不容易放置磁轭到恰当位置，影响磁化效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测效率高、便于操作的锅炉联箱小尺寸管座角焊缝磁粉检测方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种锅炉联箱小尺寸管座角焊缝磁粉检测方法，其关键技术在于：其借助于一个开式线圈来完成，所述开式线圈由两个对开的半圆形排线铰接而成，所述排线包括排线骨架以及嵌设于排线骨架内的导线；两个排线铰接的一端均设有上下两个支撑架，两个支撑架上配套设置有销轴，在该端两个排线之间设有弹簧和可控制两个排线彼此张合的操作手柄；两个排线的另一端为导线触点端，该端通过排线的开合形成闭合线圈； 

所述检测方法包括下述步骤：

1）在管座与锅炉联箱之间的角焊缝周围施加磁粉；

2）检测角焊缝的纵向缺陷：采用线圈磁化法，将所述开式线圈套设于管座上，将开式线圈的其中一个引线端置于与管座连接的锅炉联箱上，将所述锅炉联箱与励磁发电机电流输出端的一端相接，所述开式线圈的另一引线端与励磁发电机电流输出端另一端相接，电流只通过锅炉联箱和开式线圈，磁化方向平行管座轴； 

3）检测焊缝的横向缺陷：采用通电磁化法，将所述开式线圈套设于管座上，将其其中一个引线端置于管座上，将开式线圈的另一引线端接励磁发电机；测试时使开式线圈滑动到离管座角焊缝较远的距离，该距离通过灵敏度试片确定，确定原则是当线圈单向磁化时使开式线圈离开管座至灵敏度试片上不出现裂痕为止；所述线圈磁化法和通电磁化法形成双向垂直磁化，两者均为单方向磁化。 

所述排线骨架为具有一定强度和绝缘性能的硬质塑料。

所述纵向焊缝是指和管座角焊缝平行方向的焊缝，所述横向焊缝是指与管座角焊缝垂直方向的焊缝。

所述磁粉的施加方式为喷壶喷浇磁悬液。

本发明的原理如下：

当半径为R的环形线圈L通电电流I时，圆线圈上任意电流元                                                在轴线P点产生的磁感应强度为：

    式（1）

各电流元在P点的磁感应强度大小相等，方向各不相同，但各与轴线成一相等的夹角，参见附图8。将分解为平行于轴线的分矢量dB_∥和垂直轴线的分量。由于对称关系，任一直径两端的电流元在P点的磁感应强度的垂直轴线的分量大小相等，方向相反，因此，载流环形线圈尚电流在P点的磁感应强度分量互相抵消，而dB_∥得到加强。所以P点磁感应强度为圆形线圈上所有电流元的dB_∥的代数和，即（根据宋地哲.磁粉检测[M].北京.中国劳动社会保障出版社,2007:8-10）：

   式（2）          

对于半径为R，电流为I的载流直螺线管，每单位长度有线圈n匝，采用同样的方法进行求解，可得

   式（3）

对于通过电流为I的长直导体周围的磁感应线是一组以导体为中心的同心圆，任一点磁感应强度B为（根据宋地哲.磁粉检测[M].北京.中国劳动社会保障出版社,2007:8-10）：

   式（4）

因此可以通过线圈和对导体通电产生磁场对工件磁化用于铁磁性材料的磁粉检测。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1）发明采用制作的开式线圈来完成管座角焊缝的磁粉检测，并根据角焊缝的特点，采用线圈法磁化和通电法磁化，形成双向垂直极化，能较好的对角焊缝的缺陷进行全面的检测。

2）现有的磁化线圈，均为从管座端头套入管子进行磁化，而在役管座没有断开的端面，无法用现有的线圈套入进行管座磁化。而本发明的开式线圈可以开合，从而可方便的从侧面即可套入管座内，用于管座角焊缝的磁粉检测，弥补磁轭法检测管座角焊缝的种种不足。