1、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
2、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
3、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、 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 ASME SE-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 ASME SE-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 ASME SE-709 和 JIS G0565、JB3965-85、JB4248-86 等标准起草的，在压力容器行业普遍使用。3JB4730-2005 标准磁粉检测部分主要参考了下列内容起草：(A) ASME SE-709（ 2001 版）
5、 （等同于 ASTM E709-95）磁粉检测标准。(B) JIS G0565 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/T606
6、6-2004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） 、美国机械工程师标准（ASME）4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）
7、，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。JB4730-94 标准规定的磁轭提升力指标反映了磁化规
8、范的要求，规定磁感应强度峰值 Bm 必须达到一定的大小，对于恒稳直流电或工频交流5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 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
9、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 ASME SE-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0.51mm 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
10、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 磁轭的最小提升力磁轭极两腿间距电流类型50100mm 100150mm AC 45N -6DC 135N 225N2005 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 ASME SE-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
11、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） 。ASME SE-709（2001 版）要求的紫外线波长为 330390nm，但目前国内生产的紫外线灯波长范围为 320400nm。经协商 JB4730-2005 标准中对荧光法检测选用 UV-A（波长 320400nm）的紫外线。JB4730-94 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，ASME SE-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
12、/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。 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
13、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（mm 2/s）按 Vt=C t 公式计算。式中：C粘度计常数，mm 2/S2 t试样的平
14、均流动时间，S在温度 t 时，试样的动力粘度 t（mPas）按 t= Vt t 公式计算。式中：V t在温度 t 时，试样的运动粘度， mm2/S t在温度 t 时，试样的密度，g/cm 3。8ASME SE-709 规定， “为了不妨碍磁粉的流动性，油应有低的粘度，在 100F（ 38）温度下，粘度3.0cst（3.0mm 2/s，3 厘斯） ，在最低可能使用温度，不大于 5.0cst（5.0 mm2/s，5 厘斯） ；为了减少着火的危险，油应具有最低不低于 200F（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
15、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 500020000Pa.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。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。
16、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9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。本标准
17、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 磁悬液浓度配制浓度（g/L） 沉淀浓度（含固体量：ml/100ml）磁粉类型JB4730-2005JB4730-94JB/T6061ASME SE-709ASTME1444-01JB4730-2005JB4730-94JB/T6061ASME SE-709ASTME1444-01非荧光磁粉102510201025 1.22.41.22.41.22.41.22.4荧光磁粉0.5313 12 0.
18、10.40.10.50.10.40.10.44标准试件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合适，磁场会出现不均匀现象。使用标准灵敏度试片可以了解被检工件各部位表面有效磁场强度和方向，有效检测区以及磁化方法是否正确，具有使用简单、直观、方便等优点。10JB4730-94 标准中使用的标准试片（块）为 A 型试片、C 型试片和磁场指示器（八角试块） 。A 试片只有 A-15/100、 A-30/100、A-60/100 三种试片，适用于平的探伤面，现增加 A-7/50、 A-15/50、A-30/50 三种试片是
19、适用于有曲率的探伤面，它们是由日本无损检测学会颁布的。根据 JB/T6065-2004无损检测 磁粉检测用试片 （2004.6.17 发布，2004.11.1 实施）介绍，试片分类有三种方法：a)按产品类型分：A 型、B型、C 型；b ）按热处理状态分：经退火处理、未经退火处理；c）按灵敏度分：高、中、低。注 1：按灵敏度等级分类，仅适宜于相同热处理状态的试片；注 2：同一类型和灵敏度等级试片，未经退火处理的比经退火处理的灵敏度约高 1 倍。由于不退火材料制成试片的磁导率 低，所以它必须比退火材料制成试片具有更大的有效磁场才能显示同一类型和灵敏度等级试片磁痕。而注 2 中是从另外一种角度叙述的：对同一类型和灵敏度等级试片，未退火材料必须比退火材料施加的外加磁场更大才能显示磁痕，由于外加磁场大，所以它对自然缺陷显示的灵敏度就高。JB/T6065-2004 规定，每件试片上应刻有永久性标准化项目标记：试片类型符号和热处理状态符号人工槽深/ 试片厚度。试片号：A、B、C、D；热处理：经退火为 1 或空缺；未经退火为 2；人工槽深，试片厚度（略） 。另外，C 型试片分割线为 9 条（即 10 小片试片） ，而 JB/T6065-1992
