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奥氏体不锈钢换热器管的涡流检测方法点击：2150 日期：[ 2014-04-26 22:06:03 ] |
| 奥氏体不锈钢换热器管的涡流检测方法 沈建民,邱法聚,王小华 (宁波市特种设备检验检测中心,宁波 315020) 摘 要:介绍采用双频涡流技术检测奥氏体不锈钢换热器管。在对比样管上的检测试验发现, 样管上的相位-壁厚减薄曲线与各类文献中的缺陷标准曲线存在较大差异。比较了自然缺陷与人 工缺陷信号间的差异,分析了因换热器管在制造过程中形成的台阶状壁厚变化导致的伪缺陷信号。 利用幅-相报警功能可辅助监控被检区域。结果表明,涡流检测速度快、成本低,可有效应用于奥氏 体不锈钢换热器管的检测。 关键词:涡流检测;奥氏体不锈钢;换热管;信号;缺陷 中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2008)08-0547-03 电磁涡流检测技术是目前换热器管唯一有效的 检测手段[1]。介绍了某公司CTA、PTA装置中几 台换热器奥氏体不锈钢换热管的涡流检测实例,并 对部分换热管进行了拔管解剖和验证。 1 检测基本情况 被检换热管材质均为奥氏体不锈钢,非铁磁性 因此可采用常规涡流进行检测。使用厦门爱德森 (电子)有限公司生产的EEC-35++双频涡流仪进 行检测,检测线圈为自比差动式。表1为被检换热 管的规格和材质。采用频率为24.5和48.5kHz的双频检测,其中一个频率用于支撑板的混频处理。 因为Φ25mm×2mm管子较多,故制作该规格 的对比样管(图1)。对该对比样管进行检测所得各 种人工缺陷的相位幅值见表2。图2可见,对比样 管实测的相位-壁厚减薄曲线与各种文献常见的标 准曲线存在较大差别,因此在检测中应以对比样管为准,在无对比样管的情况下才可参考缺陷标准曲 线。这是因为随着检测频率的变化,不同减薄厚度对应的相位都有所不同。 JB/T4730.6—2005中关于在用非铁磁性管涡 流检测的适用范围为外径10~50mm,壁厚0.75~ 3.0mm。而E2224B换热器管壁厚为3.2mm,超 出标准范围,因此进行了超标准的试验性检测,制作 了带通孔的简易对比样管。实际检测发现壁厚为 3.2mm时外壁支撑板信号已无法检测,对外壁缺 陷不灵敏。分析认为E2224B换热器管程介质比壳 程介质腐蚀性强,应重点关注换热管内壁缺陷,对超 过标准厚度范围的换热管应以检测内壁缺陷为主。 2 涡流检测信号分析 2.1 自然缺陷与人工缺陷对比 在对比样管上制作的人工缺陷间隔大、形状规 则,显示在涡流阻抗图上形状较规则,而自然缺陷形 状复杂,分布不均匀。图3为对比样管上三个内壁 缺陷的时基-阻抗图,显示为完整的“8”字形信号。 图4为自然缺陷时基-阻抗图,其中大“8”字为支撑 板信号,该信号在右侧的混频图上已被消除;自然缺 陷在时基上波形密集,且幅值较大,缺陷阻抗图呈现 扁瘦“8”字叠加状;显示的缺陷相位角度约为30°, 参照图2可判定该处缺陷约为内壁减薄40%。对 有缺陷换热管进行拔管解剖(图5),内壁呈片状及 点状腐蚀,测得减薄量约为30%,比涡流检测结果 稍小。 2.2 制造缺陷显示 在涡流检测中还检测到图6所示半“8”字形缺陷 显示,因其幅值较大,怀疑为裂纹类缺陷。拔管解剖 验证后发现该缺陷只是换热管在制造过程中形成的 台阶状壁厚阶跃变化。此类制造缺陷容易引起误判。 2.3 幅相报警功能 涡流检测速度快,人工检测时易造成漏检和误 判,故在实际中应合理利用涡流仪的幅相报警功能, 以判别缺陷是否超标。图7为幅相报警图,圆形半 径控制信号的幅值,扇形斜线控制相位,着色区域为超标缺陷监控区域,根据对比样管结果确定报警的 相位与幅值。图7上除了支撑板信号之外,尚有一 形状复杂的信号,其相位接近90°,一开始将其判断 为通孔,拔管解剖后未发现缺陷,该信号幅值较小 怀疑是由材料自身不均匀引起的涡流信号,如果设 定合适的幅度门槛,完全可以排除该缺陷。 2.4 检出外壁缺陷的有效性 表2显示外壁20%平底孔缺陷信号幅值为 7dB,40%平底孔缺陷信号幅值为31dB,20%大范围渐变减薄缺陷信号幅值为50dB。而实际检测中 噪声、材质不均等均会引起涡流阻抗图变化,这些信 号幅值通常超过7dB,淹没深达20%的外壁小孔信 号,造成无法检测。但是对于外壁大范围减薄及减 薄>40%的小孔均能可靠检出。 3 涡流检测效益分析 针对该涡流检测工程,进行了初略的检测速度、 探头损耗估算,以为日后涡流检测时进行人员及探 头配置提供依据。其中检测速度约80根/h,最快 100根/h;探头损耗约1000根/个(或探头行程 16000m/个)。国产耐磨探头每个人民币930元(如 用进口仪器、进口探头价格将大大增加),检测人员 3名,进行常规涡流检测。如果要对铁磁性材料制 成的换热管进行检测,则需采用远场涡流检测。由于 远场涡流检测频率低,导致采样速率低,检测速度应 ≤5~20根h,因此对铁磁性材料制作的换热管进行 检测时应以抽查为主,否则将会延长检验检修时间。 常规涡流检测速度快,可用于石化、电力等行业 中非铁磁性换热管的在役检测。在检测中应注意自 然缺陷与人工缺陷的不同,由于信号叠加等影响,自 然缺陷信号显示比实际大10%左右。在涡流检测 中合理利用幅相报警功能可有助于识别超标缺陷。 参考文献: [1] 王海波,宋树波,邵泽波.涡流检测中探头运动速度对 检测信号的影响分析[J].吉林化工学院学报,2004,21 (3):83-85. |
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