JB4730-2005《承压设备无损检测》

1JB4730-2005《承压设备无损检测》标准修订情况介绍（磁粉检测部分）湖南省特种设备检测中心周志伟前言JB4730-94《压力容器无损检测》标准是《压力容器安全技术监察规程》及有关的产品标准和GB150《钢制压力容器》等的配套标准，由全国压力容器标准化技术委员会提出，全国压力容器标准化技术委员会制造分会归口，原机械部、化工部、劳动部和中国石油化工总公司联合发布的强制性行业标准。该标准94年1月29日正式发布，94年5月1日实施。1995年2月原劳动部下达1995年第65号文“关于贯彻执行JB4730-94《压力容器无损检测》标准的通知”，要求压力容器行业的设计、选材、制造、安装、使用、检验和修理等一律执行JB4730-94标准。JB4730-94标准贯彻执行近10年来，对规范压力容器的管理，保障压力容器产品质量，提高压力容器行业设计、选材、制造、使用、检验水平，减少爆炸事故等方面起到了积极的作用。但是在贯彻执行中也发现了不少问题，如有些《容规》中包括的有色金属材料制压力容器的检测方法在标准中尚没有反映；压力管道的检测内容缺口比较大；与锅炉行业的关系不2够明确；射线检测部分尚有一些条款不尽完善，此外在用锅炉、压力容器及压力管道的无损检测内容尚无标准规范可循等等。上述问题有的通过标准修改单和标准宣贯进行了修改和说明，有的则尚未解决。2000年全国质量技术监督总局锅炉局及全国锅容标委决定对JB4730-94标准进行修订，现将磁粉检测部分的主要修订内容给大家作一个汇报。第一章范围1．检测范围JB4730-94标准（磁粉篇）检测范围仅限于铁磁性材料制成的压力容器及其零件。JB4730-2005标准将检测范围扩大到锅炉、压力容器及压力管道等承压设备。与承压设备有关的支承件和结构件，如有要求也可参照本标准进行磁粉检测。2．标准编制依据在60年代，国内不少单位对压力容器进行磁粉检测是采用苏联50年代的操作规范，有的是按1964年机械部无损探伤技术条件要求进行检测。到80年代，执行JB741-80《钢制焊接压力容器技术条件》的附录4（焊缝磁粉检测）和附录6（螺栓件磁粉检测）。JB3965-85《钢制压力容器磁粉探伤》（参照ASMESE-709磁粉检验推荐操作方法）和JB4248-86《压力容器锻件磁粉探伤》（参照ASMESE-275锻钢件磁粉检验方法）制订完成后，国内锅炉、压力容器行业的磁粉检测工作，基本上按照这两个标准执行。JB4730-94《压力容器无损检测》是参照ASMESE-709和JISG0565、3JB3965-85、JB4248-86等标准起草的，在压力容器行业普遍使用。JB4730-2005标准磁粉检测部分主要参考了下列内容起草：(A)ASMESE-709（2001版）（等同于ASTME709-95）磁粉检测标准。(B)JISG0565钢铁材料的磁粉探伤检验方法及缺陷磁痕的等级分类。(C)ASME第8篇（2001年版）。(D)欧洲标准EN1290：1998（等同于英国标准）焊缝无损检测—焊缝磁粉检测。(E)JB4730-94标准(F)本标准中规范性引用文件。(G)行业上的一些建议。第二章规范性引用文件由于GB/T16673无损检测引用黑光源（UV-A）辐射的测量标准已发布，因此不再用过去GB5097黑光源的间接评定方法。增加了国内最新相关标准，如JB/T6065-2004《无损检测磁粉检测用试片》、JB/T6066-2004《无损检测磁粉检测用环形试块》、JB/T8290-1998《磁粉探伤机》。GB/T-国家标准，JB/T-机械行业标准，“T”表示推荐性标准。在我国，影响较大的国外无损检测标准主要是：美国材料试验学会标准（ASTM）、4美国机械工程师标准（ASME）美国军用标准（MIL）、欧洲标准（EN）英国标准（BS）日本工业标准（JIS）国际标准化组织标准（ISO）德国标准（DIN）第三章一般要求1．对磁粉检测人员的要求磁粉检测人员应符合本标准第一部分中“通用要求”中的要求，但要强调的是：磁粉检测人员未经矫正或经矫正的近（距）视力和远（距）视力应不低于5.0（小数记录值为1.0），测试方法应符合GB11533《标准对数视力》的规定。并一年检查一次，不得有色盲，这是因为有相当一部分探伤人员未能做到这一点。医学上对色盲和色弱是这样定义的：色盲是指全部或部分失去对颜色的分辨能力；色弱是指对颜色能正确认出，但表现出识别困难或辨认的时间较长。由于磁粉有多种颜色，并且荧光磁粉检测时，在紫外线的照射下，荧光磁粉的磁痕显黄绿色荧光，所以要求从事磁粉检测工作的人员，不能是色盲，由于色弱者具备对简单的颜色辨认能力，因此本标准不再象JB4730-94那样强调“不得有色弱”。2．磁粉检测设备必须符合JB/T8290《磁粉探伤机》的规定。①JB4730-94标准规定的磁轭提升力指标反映了磁化规范的要求，规5定磁感应强度峰值Bm必须达到一定的大小，对于恒稳直流电或工频交流电通常可用磁轭平均吸力表达，其原理为：对于一定的设备与工件，磁轭平均吸力与铁素体钢板的磁导率、磁极间距、磁极间隙及运动状态等有关，当上述因素不变时，磁感应强度峰值Bm与磁轭平均吸力有一定的对应关系。但如磁极间距变化，将使磁感应强度B、磁场强度H和相对磁导率μ变化，因此，提升力指标中应注明磁极间距在2004年8月的最终统稿中对磁粉检测设备的提升力作出如下要求，“当电磁轭极间距为200mm时，交流电磁轭至少应有44N的提升力，交叉磁轭至少有118N的提升力（间隙为0.5mm）。直流电磁轭间距小于100mm时至少有135N提升力，间距大于100mm，小于等于150mm时，至少有225N提升力”。本标准关于提升力的要求与JB4730-94中的规定出入较大，其中对直流电磁轭的要求是参照ASMESE-709（2001版）（见表1）。交叉磁轭的提升力在国内某些标准或文献中为88N，理由是交叉磁轭是由两个交流电磁轭组成，但两个交流电磁轭提升力的合力是矢量和，而不是向量和，为此，2003年8月磁粉标准修改组做了交叉磁轭提升力试验，在间隙为0.5~1mm且不考虑行走速度的情况下，要达到A1-7/50探伤灵敏度交叉磁轭至少应有118N的提升力（注意此处间隙大小和磁轭行走速度对提升力的影响至关重要）。表1磁轭的最小提升力电流类型磁轭极两腿间距50~100mm100~150mm6ACDC45N--135N225N2005年3月在JB4730标准定稿会上，专家们指出以上对直流电磁轭提升力的要求是参照了ASMESE-709（2001版）的B分篇，这只是一个推荐性操作方法，而A分篇（强制性）中对提升力的要求是：当使用磁轭最大间距时，每个交流电磁轭至少应有101b（4.5kgf）的提升力；每个直流或永久磁铁磁轭至少应有401b（18.1kgf）的提升力。所以标准最终稿对提升力作出如下定义：当使用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有45N的提升力，直流电磁轭至少应有177N的提升力，交叉磁轭至少应有118N的提升力（磁极与试件表面间隙为0.5mn）。②ASMESE-709（2001版）要求的紫外线波长为330~390nm，但目前国内生产的紫外线灯波长范围为320~400nm。经协商JB4730-2005标准中对荧光法检测选用UV-A（波长320~400nm）的紫外线。③JB4730-94标准中规定“工件退磁后表面磁场强度小于160A/m”这个要求太高了，ASMESE-709规定“在退磁后，试片任何一点处的剩磁不超过3G（240Am-1）（绝对值）”，GB/T15822-1995标准也作出同样规定，所以标准最终定为剩磁不超过240A/m（0.3mT），与ASME规范一致。3．磁粉、载液及磁悬液JB4730-94标准仅规定湿法采用煤油或水作为分散媒介，没有将其它多种低粘度油基载液考虑进来，因此本标准规定采用水或低粘度油基载液作为分散媒介。①在一定的温度范围内，油的粘度小，在重力作用下，磁悬液流动性7好，探伤灵敏度高，所以国内、外标准都是用运动粘度。国内有关标准对粘度及其计算公式作了如下定义：GB4016-83《石油产品术语》2-115粘度液体流动时内摩擦力的量度。粘度值随温度的升高而降低。2-116动力粘度表示液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度，其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速度率之比，在国际单位制（SI）中以帕·秒（pa·s）表示。习惯用厘帕（cpa）为单位。1厘帕=10-3帕·秒=1毫帕·秒。2-117运动粘度表示液体在重力作用下流动时摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，在国际单位制中以米2/秒表示。习惯用厘斯（cSt）为单位。1厘斯=10-6米2/秒=1毫米2/秒（mm2/s）。GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》在温度t时，试样的运动粘度Vt（mm2/s）按Vt=C·τt公式计算。式中：C—粘度计常数，mm2/S2τt—试样的平均流动时间，S在温度t时，试样的动力粘度ηt（mPa·s）按ηt=Vt·ρt公式计算。式中：Vt—在温度t时，试样的运动粘度，mm2/Sρt—在温度t时，试样的密度，g/cm3。ASMESE-709规定，“为了不妨碍磁粉的流动性，油应有低的粘度，在100°F（38℃）温度下，粘度≯3.0cst（3.0mm2/s，3厘斯），在最低可8能使用温度，不大于5.0cst（5.0mm2/s，5厘斯）；为了减少着火的危险，油应具有最低不低于200°F（98℃）的闪点；无嗅、不为使用者所厌恶；若使用荧光磁粉的显示，油载液应有低的固有荧光性，不应明显干扰荧光磁粉的显示；无活性，亦即不应使悬浮磁粉变质。”以上内容的大部分为本标准最终稿所采用，此处粘度为运动粘度，GB/T15822亦采用运动粘度方式表示。JB4730-94标准中粘度控制在5000~20000Pa.S（25℃）为动力粘度单位，概念有不妥之处，本次修订时，根据行内意见，将其改为运度粘度单位。现在，国外标准中对油基载液性能指标的要求不断提高，要求使用低粘度、高闪点、无荧光、无臭味的油基载液。对粘度指标主要是考虑在较低温度下载液应有较好的流动性，以保证探伤灵敏度。高闪点指标主要是考虑安全性问题，无荧光是为了保证荧光磁粉探伤时不致干扰正常显示。②磁悬液法浓度对显示缺陷的灵敏度影响很大，浓度不同，检测灵敏度也不同。浓度太低，影响漏磁场对磁粉的吸附量，磁痕不清晰会使缺陷漏检；浓度太高，会在工件表面滞留很多磁粉，形成过度背景，甚至会掩盖相关显示，所以国内外标准都对磁悬液浓度进行控制（见表2）。磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来确定。在JB3965-85和JB4248-86标准中磁悬液浓度采用体积沉淀法来确定。这对循环使用的磁悬液浓度测定较为方便，但在压力容器磁粉检测中，绝大部分磁悬液均是一次性使用，若用体积沉淀法来确定磁悬液浓度则相当麻烦。同时，由于磁粉用量不明确，配制磁悬液往往要耗费很长时间才能达到标准要求。配制浓度采用g/L单位使配制变得简单方便。9本标准配制浓度是在参考了JISG0565和国内压力容器行业多年来使用经验后确定的。沉淀浓度采用ml/100ml单位，使得日常工作中对材料的质量进行控制时利用梨形沉淀管测定磁悬液浓度变得简捷可行。表2磁悬液浓度磁粉类型配制浓度（g/L）沉淀浓度（含固体量：ml/100ml）JB4730-2005JB4730-94JB/T6061ASMESE-709ASTME1444-01JB4730-2005JB4730-94JB/T6061ASMESE-709ASTME1444-01非荧光磁粉10~2510~2010~25————1.2~2.41.2~2.4——1.2~2.41.2~2.4荧光磁粉0.5~31~31~2————0.1~0.40.1~0.5——0.1~0.40.1~0.44．标准试件①几何形状复杂的零件磁化时各部位的磁场强度很难用公式进行计算，而且方向也难以估计，因此采用传统的磁化方法显然对某些部位检测不