第４５卷第１３期 ２０１７年７月 广卅ｌ化工 Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．１３ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｊｕ１．２０１７ 大型球形储罐内表面荧光磁粉检测实例分析 刘亢，周汉卿 杭州 ３１００１６） （浙江省特种设备检验研究院，浙江摘 要：球罐因其承载能力大，占地面积小，节省钢材的特点，在大型化工装置与中广泛应用。但也因此具有检验难度高， 事故风险大，事故后果严重的特点。荧光磁粉检测具有对比度高、灵敏度高、利于暗处检验的特点，适用于大型球罐内表面检测。 本文对某大型化１二厂球罐内表面检测实例进行分析，阐述荧光磁粉检测的实例应用，并对裂纹检出要点进行讨论。 关键词：＿球罐；荧光磁粉检测；裂纹 中图分类号：ＴＧｌｌ５．２８＋３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００１—９６７７（２０１７）１３—０１５６—０３ Ｃａｓｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｒｇｅ Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ｔａｎｋ ＬＩＵ Ｋａｎｇ，ＺＨＯＵ Ｈａｎ－ｑｉｎｇ （Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３ １ ００ １ ６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｔａｎｋｓ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｌａｎｔｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｌａｒｇｅ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｓｍａｌｌ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓａｖｉｎｇ．Ｂｕｔ ｉｔ ａｌｓｏ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｅｓｔ ｄｉｉｃｕｌｆｔｙ，ｂｉｇ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｒｉｓｋ ａｎｄ ｓｅｒｉｏｕｓ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ．Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｒａｓｔ，ｈｉｇｈ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｆｏｒ ｄａｒｋ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｔａｎｋｓ．Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｔａｎｋ ｉｎ ａ ｌａｒｇｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｌａｎｔ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｃｒａｃｋ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｔａｎｋ；ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ；ｃｒａｋｉｎｇ 球罐因其承载能力大，占地面积小，节省钢材的特点，在 大型石化装置与码头中广泛应用。球罐一般需现场制造，其制 造工艺和流程相对复杂，特别是对焊接及热处理的要求极为严 苛，加上现场环境条件影响，在实际制造及使用的检验中，时 有缺陷检出。由于球罐多盛装易燃易爆介质，造成泄漏或爆炸 事故可能造成重大人员伤亡和巨大财产损失，所以必须及时消 除缺陷，保证该类设备的制造质量和安全性能。在球罐检验 中，表面检测是必须环节。而球罐内表面受制于内表面条件状 况，表面照度以及杂质干扰，检验工作难于开展。 荧光磁粉检测，首先在被探伤的铁磁性工件上建立一个磁 场，当工件表面或近表面材料有不连续缺陷时，会切割工件表 面的磁力线，从而形成缺陷部位的漏磁场。这种漏磁场吸引颗 粒极细微的磁粉，形成肉眼可见的磁痕。通过观察磁痕是否存 在及其分布来确定工件表面（或近表面）有无缺陷和缺陷分布情 况。荧光磁粉是在非荧光磁粉颗粒的外表面均匀涂敷了一层荧 光物质制成的，荧光物质在紫外线灯的照射下，发出５１０～ ５５０ ｉｌｍ波长范围且对人眼接受最敏感的色泽鲜明的黄绿色荧 光，与工件表面的颜色对比度也高，适用于任何颜色的收件表 面，易于观察。如工件表面或近表面存在裂纹、气孔等缺陷， 该缺陷处的漏磁场将吸引、聚集探伤过程中施加的磁粉，形成 磁痕，这种带荧光物质的磁痕在紫外线灯的照射下激发出对人 眼十分敏感的黄绿色可见光，从而达到探伤的目的。 因此，荧光此份检测具有对比度高、灵敏度高、利于暗处 检验的特点，适用于大型球罐内表面检测。 作者简介：刘亢，男，助理工程师，长期从事压力容器检验。 １ 大型球罐内表面荧光磁粉检测 １．１荧光磁粉检测实例 某化工企业有大型球罐进行定期检验，容积为６０４４ ｍ ， 使用压力１．６４ ＭＰａ，使用温度一２０—５Ｏ℃，主体材质Ｑ３７０Ｒ， 母材厚度为５２ ｍｍ，盛装介质为丙烷。 根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（ＴＳＧ ２１— ２０１６）以及《承压设备无损检测》（ＮＢ／Ｔ ４７０１３—２０１５）的相关 要求，对该球罐内表面对接焊缝进行１００％荧光磁粉检测。焊 缝及两侧去除油污杂质，且打磨光滑露出金属光泽。选取的灵 敏度试片为Ａ１：３０／１００型，采用ＣＪＥ交流电磁轭探伤仪，荧 光磁粉磁悬液的配置浓度为０．５～３．０ ｇ／Ｌ，以湿连续法，先用 磁悬液润湿焊缝表面，在通电磁化的同时浇磁悬液，停止浇磁 悬液后再持续通电１～３ Ｓ，待磁痕形成后方可停止通电。用紫 外线黑光灯进行照射观察，环境可见光照度不大于２０ ｌｘ，焊缝 表面的黑光付照度大于１０００ Ｉ￣Ｗ／ｃｍ １－２］。 将发现的缺陷根据焊缝编号进行定位，并记录位置、长 度、形状，必要时进行打磨消除和圆滑过渡，确定缺陷深度。 并按照ＮＢ／Ｔ ４７０１３．４－２０１５的相关要求进行评级。 １．２缺陷记录 对球罐焊缝按类型分别从上到下为ＡＢＣＤＥ，以铭牌柱右方 第一道焊缝为１号并逆时针序号递增，将全部缺陷定位并评定 如表１所示。 第４５卷第ｌ３期 刘亢，等：大型球形储罐内表面荧光磁粉检测实例分析 该球罐内表面 俭ｆ｛｛１ Ｊ条裂纹缺陷，最长Ｊ０００ ｍｎ】，最短 ２０ ｌｉｌｔ１１，裂纹打席消除最深处凹坑为８ Ｈｉｍ，已达到返修的标 准： 而对缺陷位置进行挖除并补焊，重新进行荧光磁粉、 ＴＯＦＤ检测合格后进行热处理．并在热处理后２４ ｈ后重复检测， 最后确定返修合格 ．２．２缺陷比对 选墩５＃和９＃裂纹，存足够光Ｊｌ《｛条件下，片Ｊ黑磁粉 网２所示、 ２缺陷实例及分析 ２．１ 缺陷实例 计部分发现缺陷显示处，打磨２ Ｉ］ｌｌｉ］并用荧光磁粉复验 复验结果与最初的缺陷统计存在偏差，原 在于打磨过程中部 纹町能被消除 部分图像如 １所示 固 ｊ 薹 ． 一． ． 图２裂纹５社乖¨９ 的黑磁粉验址 Ｆｉｇ．２ Ｃｒａ（，ｋｉｎｇ ｏｆ ５＃ａｎｄ ９＃｝）、ｔｌｌａｃｋ ｍａｇｎｅｌｉ（‘ｐａＪｌｉ（’ｈ ；盘 通过荧光磁粉和黑磁粉的检测结果，其显示的缺陷罔像 对于大型球罐内表面榆测．荧光磁粉具有更高的对比度 灵敏 罐内表面的特定环境下．易于观察．更有助于缺陷的俭Ｈ； ２．３缺陷分析 经检验发现的内表面缺陷主要存住丁环焊缝．缺‰ 裂纹 彤成原凶主要有以下几个方面： （１）球罐主体材质为Ｑ３７０Ｒ，属于低合金高强度￡ 于普通的Ｑ３４５Ｒ等材料，在强度、冲击韧性、冷热ｌＪＪ¨ 及焊接性能等方面郜具有较为明显的优点， 是由于 加，可 性下降，淬硬倾向大．疲劳强度低，容易产，｝ （２）Ｑ３７ｏ钢存在一定的焊接冷裂倾向 设备比较Ｊ ２５）注意焊前预热及焊后保温缓冷或消氢处理，清根 ・ 。底，厚板容易层间灾杂等问题，材料有一２Ｏ℃低温要 控制较低线能量： 度Ｂ＞３２时．需焊后 体消除应 ６００～６５０℃ 焊接时一般高韧性低氢型焊条，也需要 接技巧才能保证焊接质 （３）球罐焊接有其特殊性．焊接按有利于减小焊 １ 裂纹３＃、５＃、９＃、ｌｏ＃Ｖ，ｊ荧光磁粉复验（打磨２ １１１１１１） Ｆｉｇ １（ ｒａｔ．・ｋｉｎｇ ｏｆ ３＃．５＃．９＃ａｌ１ｌＪ １０＃ｂｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｒｔｉｃｌｅ 残余应力的原则，焊接时要求对称施焊，各焊＿ｆ 的焊拯 （下转； ｌ６４ 广州化工 学的知识分析和解决实际生活中的问题，从而可以提高学生的 创新精神、创新能力和实践能力，为社会培养创新性人才。 ［２］ 芈振华，高爱忠．固体废物的处理与处置［Ｍ］．北京：高等教育出 版社．１９９３：３—７． ３ 结 语 通过设计合理的实验方案，利用反应釜内热处理废弃塑料 可以把废弃塑料转变各种有价值的碳基材料，对环境保护和固 体废弃物的资源化利用有着重要的意义，以上是江苏理工学院 开展固体废弃物处理与处置课程设计课程的主要原因，教学实 践证明，在反应釜通过对固体废弃塑料物进行处理可以制备得 到有价值的碳基材料，可以提高本科生对固体废弃物的资源化 利用的认识与理论课程的有效结合，提高学生的创新思维意 识，培养学生的创新能力，培养高素质的创新人才。 参考文献 ［１］蒋建国．固体废物处置与资源化［Ｍ］．北京：化学工业出版社 ２００７：２—１５． ［３］ 宋立杰，赵天涛，赵由才．固体废物处理与资源化实验［Ｍ］．北京： 化学工业出版社，２００８：２８—３０． ［４］Ｘｉａｏｇａｎｇ Ｙａｎｇ，Ｃｕｎ Ｌｉ，Ｗｅｉ Ｗａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｏｕｔｅ ｆｆｏ，ｎ ＰＴＦＥ ｔｏ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ ｉｎ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ［Ｊ］． Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，２００４，１０（３）：３４２—３４３． ［５］ Ｊｕｎｈａｏ Ｚｈａｎｇ，Ｌｏｎｇｍｅｉ Ｚｈａｎｇ，Ｈｕａｎ Ｙａｎｇ，ｅｔ ａ１． Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ ｖａｌｕａｂｌｅ Ｆｅ／ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｎａｎｏｅｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＣｒｙｓｔＥｎｇＣｏｍｍ，２０１４，１６（３７）： ８８３２—８８４０． ［６］ Ｚｈｉｃｈｅｎｇ Ｊｕ，Ｌｉｑｉａｎｇ Ｘｕ，Ｑｉａｏｌｉａｎ Ｐａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ＳｉＣ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅ ｐｌａｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｐｏｗｄｅｒ『Ｊ １． Ｎａｎｏｔｅｅｈ，２００９，２０（３５）：３５５６０４—３５５６１０． ［７］Ｌｉａｎｇｂｉａｏ Ｗａｎｇ，Ｑｉａｎｗｅｎ Ｌｉ，Ｔａｏ Ｍｅｉ，ｅｔ ａ１．Ａ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒｏｕｔｅ ｔｏ ｎａｎｏｃｒｙｓｔｌｌｉａｎｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｌ ｃａａｒｂｉｄｅｓ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅ ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ａｎｄ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．ａｎｄ Ｐｈｙｓ．，２０１２，１３７（１）：１－４． ＼！： ；穹 牙 石 石＼ 写 矗 ｅ二－＼ ＃ 石 石 ＃ 石 ； 占 ＼ 、 （上接第１５７页） ］｛＇！ｌ １：力求一致。一般先焊接纵向焊缝，后焊接环向焊缝。外侧焊缝 全部焊完后，进行内部焊缝清根，并经渗透检测合格后再焊内 侧焊缝。极板的纵缝从中间向两侧焊接。这就造成了环焊缝在 焊接时，其拼接和施焊更为复杂，难以把控 Ｊ。 度下降，或者浓度过低使缺陷的分辨率下降。 对于经验反馈易于产生缺陷处应重点检测。疑似缺陷处可 采取打磨１—２ ｍｍ复检的方法进行确认。 对确认缺陷并返修部位的复检，应该在焊接完成后、热处 理过后２４ ｈ后分两次进行，防止延迟裂纹与再热裂纹的产生。 （４）该球罐所在区域为我国东南沿海地区，天气恶劣时湿 度和温度一定程度上会影响焊接质量，导致焊接中产生氢延迟 裂纹，并影响焊后的热处理 Ｊ。 （５）球罐的制造安装监检过程中，未能及时发现此类缺陷， 应注意检测时机，应当在施焊前、焊接完成后、已经焊后４８ ｈ 后分别进行检测，确保球罐质量 Ｊ。 ４结语 大型球罐检验工作中，内表面的荧光磁粉检测具有对比度 高、灵敏度高的特点，具有经济性、可行性、准确性。实际检 （６）球罐使用过程中可能出现的超载荷使用，或者介质灌 装时的扰动也有可能使罐体产生疲劳裂纹。 验检测过程中的应用，则需要更加关注球罐自身特性，制定合 适的检验工艺，确保检验工作的准确性、科学性，保证球罐等 重要化工设备的安全。 参考文献 ＴＳＧ ２１固定式压力容器安全技术监察规程［ｓ］．北京：国家质检总 局，２０１６． ３荧光磁粉检测注意事项 荧光磁粉在进行大型球罐内表面检测时，应根据球罐的特 性，应当注意： 球罐内表面焊道长，检测工作量大，黑暗环境中应更加注 意检测质量与准确性。 热光源紫外线灯在通电５ ｍｉｎ后，灯泡才处于稳定状态， 输出的紫外线辐射照度达到稳定数值，方可用于探伤检验。灯 处于稳定状态下不宜经常开关，否则会降低灯泡寿命，不利于 连续工作，一般情况下热光源紫外线灯一次连续工作不超过 … ＮＢ／Ｔ ４７０１３承压设备无损检测［Ｓ］．北京：国家能源局，２０１５． 柳晓民，张幼德，庞东旭．用荧光磁粉检测重要压力容器的表面缺 陷［Ｊ］．压力容器，２００４，２１（８）：４９—５１． 徐传华，王传标．Ｑ３７０Ｒ钢制丙烯球罐现场安装及灌装工艺［Ｊ］． 电焊机，２０１４，４４（９）：１２３－１２７． ４ ｈ 。 楮玲爱，李小芳，周裕成．浅论五千立方球罐的焊接控制［Ｊ］．化学 工程与装备，２０１６（８）．２１６—２１７． 陈坡，黄辉．基于风险评估及无损检测技术在球罐检验中的应用 ［Ｊ］．石油和化工设备，２０１２，１５（７）：５５－５８． 郑何程，冯建，卢继平．表面裂纹荧光磁粉检测分析【ｊ］．科技传 播，２ｏｌ３（２３）：１５５—１５ ６． 荧光磁粉的检测灵敏度受制于焊缝打磨情况，现场检验时 应关注打磨质量，减少杂质或者未打磨产生的伪缺陷和干扰。 荧光磁悬液的浓度应准确配置，防止浓度过高使缺陷对比
