零下20℃照常使用的水磁懸液

1尋蹤覓影磁懸液是指將磁粉和載液(載體)按一定比例混合而成的懸浮液體。由于水具有無毒、無害、無污染、獲取方便等優(yōu)點(diǎn)，所以水磁懸液被廣泛使用。為了解決冬季室外無法使用水磁懸液進(jìn)行磁粉檢測(cè)的問題，需要找到一種在寒冷環(huán)境下不結(jié)冰又與水相近的液體。此類液體常見的有酒和冬季用玻璃水，酒最大的問題是易燃，會(huì)帶來安全隱患。冬季用玻璃水是一種含有乙二醇的液體，乙二醇是一種無色、黏稠、有甜味且不易揮發(fā)的液體，易溶于水。乙二醇的凝固點(diǎn)為-12.5℃，沸點(diǎn)高達(dá)197℃，可與水任意比例混合(比例不同、凝固點(diǎn)也不相同)。因此，確定以冬季用玻璃水為載體配置水磁懸液。01載體性能試驗(yàn)對(duì)于濕法磁粉檢測(cè)，用來懸浮磁粉的液體稱為載液或載體。濕法磁粉檢測(cè)常用的載體有油基載體和水載體。油基載體是具有高閃點(diǎn)、低黏度、無熒光和無臭味等特點(diǎn)的煤油，其檢測(cè)指標(biāo)包括閃點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)黏度、熒光、顆粒物、氣味、顏色、毒性等。水載體通常由水中加入潤(rùn)濕劑、防銹劑等溶劑配制而成，其檢測(cè)指標(biāo)包括潤(rùn)濕性、pH、分散性、防腐性、消泡性、穩(wěn)定性等。潤(rùn)濕性試驗(yàn)：試件材料為20鋼，長(zhǎng)200mm，寬300mm，表面粗糙度不大于25μm。在環(huán)境溫度為-20℃、試件表面溫度為-15℃的情況下，將冬季用玻璃水施加在該試件表面，可見冬季用玻璃水能迅速潤(rùn)濕試件表面，如圖1所示，形成的薄膜是連續(xù)不斷的，并覆蓋整個(gè)表面。圖1潤(rùn)濕性試驗(yàn)時(shí)試件表面狀態(tài)pH測(cè)定試驗(yàn)：選用pH試紙一條，浸入冬季用玻璃水中，半秒后取出，與標(biāo)準(zhǔn)色板比較可得其pH為9，結(jié)果合格。分散性試驗(yàn)：將質(zhì)量為(3±0.1)g的磁粉加入冬季用玻璃水中，充分?jǐn)嚢?，攪拌速度?000r/min，保持1min后倒入透明的量杯進(jìn)行目視觀察。目視觀察發(fā)現(xiàn)，磁粉在冬季用玻璃水中的分布均勻且不結(jié)團(tuán)，分散性試驗(yàn)結(jié)果合格。防腐性試驗(yàn)：采用鋼棒法測(cè)試冬季用玻璃水的防銹性。使用一根長(zhǎng)100mm、直徑20mm的鋼棒，利用磨光機(jī)裝配鋼絲刷對(duì)其進(jìn)行表面處理，使其表面粗造度不大于25μm。將鋼棒的1/2長(zhǎng)度浸入冬季玻璃水中，浸泡96小時(shí)，取出后放置在室溫環(huán)境中，24小時(shí)后觀察鋼棒表面，未發(fā)現(xiàn)有明顯的銹蝕，防腐性試驗(yàn)合格。消泡性試驗(yàn)：由于磁粉顆粒無法聚集覆蓋在泡沫上，所以要求磁懸液在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)消除泡沫，以保證檢測(cè)結(jié)果的有效性。如圖2所示，試驗(yàn)采用100mL量筒，裝入70mL冬季用玻璃水，蓋好塞，上下?lián)u動(dòng)1min，上下?lián)u動(dòng)距離約1/3m，搖動(dòng)頻率為100~120次/min，然后在室溫下靜置10min，觀察到液面幾乎無殘留泡沫，消泡性試驗(yàn)合格。圖2消泡性試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定性試驗(yàn)：將50mL冬季用玻璃水置于100mL量筒中，將其放置于(-25±3)℃的低溫箱中，靜置24小時(shí)，取出后在室溫環(huán)境中靜置1小時(shí)，如圖3所示，觀察發(fā)現(xiàn)量筒中無分層相變現(xiàn)象，穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果合格。圖3穩(wěn)定性試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)02冬季玻璃水磁懸液工藝性能試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013.4-2015的要求，非熒光磁粉磁懸液的質(zhì)量濃度為10~25g/L。水磁懸液的配制試驗(yàn)：將標(biāo)準(zhǔn)推薦的質(zhì)量濃度范圍平均分為4段，選取10，15，20，25g/L這4種不同的質(zhì)量濃度進(jìn)行配制，并對(duì)4種磁懸液的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果分別為0.9%，1.6%，2.0%和2.6%，梨形瓶沉淀試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖4所示。圖4梨形瓶沉淀試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)由于冬季用玻璃水的密度和黏度與其他水載體的不同，所以沉降速率不同。當(dāng)質(zhì)量濃度為10g/L和25g/L時(shí)，體積分?jǐn)?shù)(含固體量)不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，初步確認(rèn)以冬季用玻璃水為載體配制的非熒光磁粉水磁懸液的質(zhì)量濃度為15~20g/L。靈敏度對(duì)比試驗(yàn)：分別用上述4組不同質(zhì)量濃度的水磁懸液，在同等檢測(cè)條件下，對(duì)磁粉檢測(cè)試塊的模擬裂紋缺陷進(jìn)行檢測(cè)，獲得的裂紋磁痕顯示如圖5所示。圖5靈敏度對(duì)比試驗(yàn)磁痕顯示通過靈敏度對(duì)比試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，利用冬季用玻璃水配制的非熒光磁粉磁懸液的最佳質(zhì)量濃度為15~20g/L。當(dāng)磁懸液質(zhì)量濃度為15~20g/L時(shí)，背景顯示與裂紋磁痕顯示對(duì)比強(qiáng)烈，磁粉在裂紋表面迅速聚集，裂紋磁痕輪廓清晰，裂紋形貌細(xì)節(jié)顯示清楚。當(dāng)磁懸液質(zhì)量濃度小于15g/L時(shí)，裂紋磁痕顏色較淡，細(xì)小的裂紋沒有顯示出來，造成了缺陷漏檢。當(dāng)磁懸液質(zhì)量濃度大于20g/L時(shí)，背景顯示顏色太深，引起許多非相關(guān)顯示和偽顯示，導(dǎo)致裂紋缺陷識(shí)別困難。可見質(zhì)量濃度過低或過高均不利于磁粉檢測(cè)。2實(shí)際應(yīng)用2020年12月，新疆某化工廠計(jì)劃對(duì)10多條管線進(jìn)行定期檢驗(yàn)，要求對(duì)管道焊縫進(jìn)行磁粉檢測(cè)，此時(shí)室外溫度已低于-25℃。采用冬季用玻璃水為載體配制水磁懸液，對(duì)這些焊縫實(shí)施檢測(cè)，成功發(fā)現(xiàn)9條缺陷，應(yīng)用效果良好。部分缺陷外觀如圖6所示。圖6某管道焊縫檢出缺陷解剖結(jié)果3結(jié)語通過載體性能試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以冬季用玻璃水作為載體配置的水磁懸液，其相關(guān)性能指標(biāo)均合格，且具有不易燃、黏度小、經(jīng)濟(jì)性好、無毒無害、低溫下不凍凝等優(yōu)點(diǎn)，即可以利用冬季用玻璃水配置水磁懸液。1實(shí)