鋼制大容積無縫氣瓶磁粉自動探傷中國特種設備檢測研究院張君鵬鋼制大容積無縫氣瓶磁粉自動探傷中國特種設備檢測研究院張君鵬內容大容積氣瓶簡介1氣瓶制造過程中的主要缺陷2自動磁粉探傷3自動磁粉探傷工藝4內容大容積氣瓶簡介1氣瓶制造過程中的主要缺陷2自動1、大容積氣瓶簡介1.1大容積氣瓶的使用工業氣體的發展及潔凈能源—天然氣的普及，壓縮氣體和天然氣的異地間輸送與日俱增。20世紀60年代成功開發出單體容積在500升以上的大容積鋼質無縫氣瓶。國內常用的大鋼瓶的公稱工作壓力有16.6MPa、20MPa、25MPa三種。單個氣瓶的容積一般都在500L以上，最大可達2600L。氣瓶長度一般在5m以上，最長可達12.19m（40英尺）。其直徑一般為355mm、406mm、559mm，以559mm為最常見。1、大容積氣瓶簡介1.1大容積氣瓶的使用大容積氣瓶磁粉檢測課件1.2 大氣瓶的結構大容積氣瓶從結構上可分為：筒體（瓶體）、瓶肩、瓶頸、瓶口

圖2氣瓶的結構圖瓶肩瓶頸瓶口筒體（瓶體）1.2 大氣瓶的結構瓶肩瓶頸瓶口筒體（瓶體）1.3大容積氣瓶的制造：大鋼瓶采用鉻鉬鋼材料的大直徑無縫鋼管制造，國際上該種氣瓶也多采用鉻鉬鋼制造。制造大鋼瓶材料的主要牌號為4130X（30CrMo）及4145（42CrMo）（或SA372GrJCL110），生產過程主要有以下幾個步驟：1.3大容積氣瓶的制造：7Pipe’sEnteringExam.

RetestofChemicalComponentPipeWallThicknessExam.MaterialId.andIssuanceBurnishingInsideWallMaterialIdentification&IssuanceCuttingHotSpinningLayout&MarkingtransferSawMachineCuttingLayoutEndRoughMachiningBurningCylinderShoulderA入廠檢驗化學分析復驗鋼管壁厚檢測材料核對與發放打磨內壁劃線并標記移植切割旋壓成形劃線鋸床切割端部粗加工打磨瓶肩鋼瓶制造工序流程圖7Pipe’sEnterin8MarkingTransferSealingCylinderEndQuenchingFurnaceQuenchingTempering

TensionTest&FatteningTestStraightnessExam.AirlessShot-blastingNumerical

EndThreading100%MT(longitudinal&transversal)HardnessTestB標記移植

堵瓶口淬火爐淬火回火直線度檢測硬度檢測力學性能檢測外表面拋丸磁粉檢測瓶口螺紋加工8MarkingTransferSealingCyli9Shot-blastingInsidewallHotDryingInsideWall

WaterJacket

HydrostaticTestInternalInspectionCylinderWallThicknessExam.MarkStampingAirlessShot-blastingSprayPaintingDryingLacqueringThicknessExam.FinalExam.UTInsideCleaning清理內部內表面噴砂外測法水壓試驗內表面吹干內表面檢驗超聲檢測鋼瓶壁厚檢測打鋼印標記外表面拋丸噴漆烘干漆膜厚度檢測最終檢查OVER9Shot-blastingInsidewallHot2、氣瓶制造過程中的主要缺陷在氣瓶制造過程中容易產生缺陷的工序是端部成型過程和熱處理過程。2.1端部成型產生的缺陷：采用滾輪或刮板式旋壓機或模鍛設備，將加熱好的管端旋壓或鍛壓成所需形狀和尺寸，成型產生的主要缺陷類型是裂紋，折皺，折疊，產生的位置主要在瓶肩、瓶頸和瓶口。2、氣瓶制造過程中的主要缺陷在氣瓶制造過程中容易產生缺陷的工氣瓶滾輪旋壓氣瓶滾輪旋壓大容積氣瓶磁粉檢測課件大容積氣瓶磁粉檢測課件2.2熱處理產生的缺陷：將成形后的大鋼瓶進行熱處理，以獲得所需的機械性能。熱處理方法為“淬火后回火”（即調質），主要缺陷是裂紋，缺陷可產生在氣瓶的任何部位。2.2熱處理產生的缺陷：HeatTreatmentHeatTreatment3、自動磁粉探傷3.1大容積氣瓶磁粉探傷特點大容積氣瓶相對體積較大、重量大、探傷范圍大（全表面）、數量多，手動探傷工作量大，因此大氣瓶磁粉探傷自動化，是完成對其磁粉探傷的必然選擇。3.2自動磁粉探傷概念自動探傷是相對手動而言的，磁粉探傷裝置在無人干預的情況下，自動完成探傷的部分操作或控制的過程，其目標是“穩，準，快”。采用自動化技術可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動工作環境中解放出來，極大地提高探傷工作效率。3、自動磁粉探傷3.1大容積氣瓶磁粉探傷特點大氣瓶自動磁粉探傷主要表現在以下幾個方面：氣瓶搬運及上、下探傷機機械化；氣瓶轉動自動化；磁化裝置移動和磁化過程自動化；磁懸液噴施自動化；氣瓶退磁自動化。大氣瓶自動磁粉探傷主要表現在以下幾個方面：4、自動磁粉探傷工藝4.1探傷時機氣瓶磁粉探傷，應安排在瓶口粗加和調質熱處理后進行。4.2氣瓶表面處理氣瓶表面在磁粉探傷前應除去氧化層或除油漆后進行。4.3氣瓶磁化方法及規范4.3.1線圈法（整體）與通電法：1）磁化原理：4、自動磁粉探傷工藝4.1探傷時機將氣瓶置于一個可開合的籠式線圈中，給線圈通交流電，使其在氣瓶上產生縱向磁場.同時在氣瓶兩端通以交流電，（如圖6）使其外表面產生周向磁場.因所通電流的相位不同，在氣瓶表面形成的復合磁場大小和方向隨時間而變化，所以可檢出氣瓶表面和近表面各個方向的缺陷。將氣瓶置于一個可開合的籠式線圈中，給線圈通交流電，使其在氣瓶大容積氣瓶磁粉檢測課件2）磁化裝置的基本結構示意圖1.控制面板和磁化電流指示表2.周向磁化電纜3.線圈磁化電纜4.輔助觀察燈5.機身6.磁懸液收集桶7.攪拌裝置8.操作按鈕9.手動噴淋接管10.氣缸211.滾動架12.工件13.磁化線圈14.噴淋管15.電極夾持頭16.氣缸117.警燈2）磁化裝置的基本結構示意圖大容積氣瓶磁粉檢測課件3）磁化規范：以直徑559mm長10.97m氣瓶為例，周向磁化通電流約為7000～12000安培，縱向磁化通電流約為600～1000安培，供電電流大約為1000～1500安培。4）探傷操作：打開籠式線圈——→②氣瓶吊至探傷機上——→③閉合籠式線圈——→④加緊瓶口電極——→⑤通電磁化并噴淋磁懸液——→⑥停噴淋磁懸液并停止通電磁化——→⑦松開瓶口電極——→⑧觀查磁痕——→⑨電動轉動氣瓶——→⑩（重復④→⑨步驟4至6遍）——→⑾退磁——→⑿打開籠式線圈——→⒀氣瓶吊離探傷機。3）磁化規范：5）特點：可對氣瓶整體磁化，探傷效率較高，但每次可觀查的范圍只有1/6到1/4，耗電量大，瞬態電流非常大，需要單獨設置供電設施，氣瓶瓶口容易被電弧擊傷，操作復雜。5）特點：4.3.2線圈法（局部）與磁軛感應法：1）磁化原理：將氣瓶置于一組（兩個）螺線管式線圈和感應磁軛中，給線圈通交流電，使其在氣瓶上產生局部縱向磁場，同時在感應磁軛中通以交流電，使其在氣瓶外表面局部產生周向磁場，因所通電流的相位不同，在氣瓶表面形成的復合磁場大小和方向隨時間而變化，所以可檢出氣瓶表面和近表面各個方向的缺陷。4.3.2線圈法（局部）與磁軛感應法：大容積氣瓶磁粉檢測課件大容積氣瓶磁粉檢測課件2）磁化裝置的基本結構示意圖鋼瓶電流方向電纜線圈線圈鐵芯線圈鐵芯2）磁化裝置的基本結構示意圖鋼瓶電流方向電纜線圈線圈鐵芯線圈大容積氣瓶磁粉檢測課件3）磁化規范：以直徑為559mm長10.97m氣瓶為例，周向磁化供電電流不大于30A、縱向磁化供電電流不大于40A，鋼瓶表面磁場強度達到大于2400A/m，總電流不大于70A。4）探傷操作：

①氣瓶吊至探傷機上——→②調整磁化裝置位置并在兩端支撐氣瓶——→③加緊瓶口連接機構——→④連續進行自動操作（氣瓶轉動、磁化裝置移動、通電磁化、噴淋磁懸液）觀查磁痕——→⑤停噴淋磁懸液、停止通電磁化、磁化裝置復位——→⑦氣瓶停止轉動——→⑧松開瓶口連接機構——→⑨調整磁化裝置位置并在中部支撐氣瓶——→⑩氣瓶吊離探傷機。3）磁化規范：5）特點：氣瓶轉動、磁化裝置移動、通電磁化、噴淋磁懸液、觀查磁痕等是同時連續進行，探傷效率高，耗電量較小，不需要單獨設置供電設施，操作簡單。4.3.3系統靈敏度校驗：每8小時或換班時應采用人工缺陷試片，對整個磁粉檢測系統靈敏度進行一次校驗，校驗時將縱向和周向磁化電流先開通其中一相，校驗符合標準要求后將關閉，再接通另一相，校驗符合標準要求后，將兩項同時接通再進行校驗。5）特點：大容積氣瓶磁粉檢測