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漏磁技术应用于无缝换热器管在役检测的研究点击：1758 日期：[ 2014-04-26 22:21:58 ] |
| 摘 要:漏磁内穿式技术常应用于在役油/气输送管道的内壁缺陷检测,对小径无缝换热器管检测鲜有应用。通过试验对漏磁内穿式技术应用于铁磁性材质无缝换热器管在役检测的可行性进行了试验验证,并指出影响检测灵敏度的因素。 1 概述漏磁(MFL:MagneticFluxLeakage)检测技术是一种电磁技术,目前主要应用于储罐底板扫查、钢丝绳检测、油/气输送管道内壁检测等。对于小径铁磁性管材的MFL技术检测,一般采用在外壁进行的扫查式自动检测,有较高的检测灵敏度。而在役换热器管一般为管束结构,需采用从内壁进行的内穿式检测方式,目前广泛应用的是常规涡流和远场涡流检测技术,前者主要用于非铁磁性材质管检测,后者主要用于铁磁性材质管检测。MFL技术原理上也可应用于铁磁性材质管的检测,尤其是对外绕铝翅片的铁磁性管,远场涡流技术由于铝翅片的影响而变得不适用时[1],可尝试采用MFL技术从内壁进行检测(即内穿式技术),原理上铝翅片对MFL技术的检测结果并无影响。 MFL内穿式技术目前主要应用于在役油/气输送管道的检测,管道外径一般大于273mm。而无缝换热器管外径一般小于60mm,国内对MFL内穿式技术应用于小径换热器管的检测鲜有应用,检测的可行性和灵敏度也未知。本文应用国外最新研制的检测设备,采用MFL内穿式技术对铁磁性材质小径无缝换热器管进行尝试性试验,验证了其可行性,并指出影响检测灵敏度的因素。2 试验结果与分析2.1 试验结果分别对以下1#、2#、3#碳钢试样管采用MFL内穿式技术进行检测试验,试样管规格都为 17×2.5(mm)(内径×壁厚),其中1#试样管为新的光管,2#和3#试样管为在役旧铝翅片管。由于MFL技术对凹坑、裂纹等尖锐形缺陷较敏感,因此试样管上用通孔、平底孔人工缺陷模拟凹坑类缺陷,用窄锥形槽人工缺陷模拟裂纹类缺陷。试验用检测仪器为加拿大RD-TECH公司研制的TC5700多功能NDT系统的MFL模块,检测探头为 16mm内穿式普通探头。试验结果如下。 (1)1#试样管的检测结果图1为MFL内穿式技术对1#试样管的检测信号图,检测数据见表1。 图1 MFL内穿式技术对1#试样管的检测信号图表1 MFL内穿式技术对1#试样管的检测数据缺陷代号ABC缺陷类型通孔通孔通孔缺陷孔径(mm)1.02.03.0缺陷信号幅值NA3065注:NA代表该缺陷不能有效检出。(2)2#试样管的检测结果图2为MFL内穿式技术对2#试样管的检测信号图,检测数据见表2。 图2 MFL内穿式技术对2#试样管的检测信号图表2 MFL内穿式技术对2#试样管的检测数据缺陷代号AB缺陷类型通孔外壁平底孔缺陷孔径(mm)5.05.0缺陷相对壁厚的深度(%)10050缺陷信号幅值7530(3)3#试样管的检测结果图3为漏磁内穿式技术对3#试样管的检测信号图,检测数据见表3。 图3 漏磁内穿式技术对3#试样管的检测信号图表3 漏磁内穿式技术对3#试样管的检测数据缺陷代号ABC缺陷类型外壁平底孔外壁纵向窄锥形槽外壁横向窄锥形槽缺陷孔径或尺寸(mm)3.020.0×1.520.0×1.5缺陷相对壁厚的深度(%)524040缺陷信号幅值2020752.2 分析对上面的试验结果分析如下:(1)1#试样管可以检出 2mm、 3mm的通孔,而3#试样管对 3mm平底孔的检测效果却不明显。这是因为1#试样管是新管,2#和3#试样管是在役旧管,内壁锈蚀等影响了2#和3#试样管的检测灵敏度。(2)3#试样管上的纵向窄锥形槽信号远没有横向窄锥形槽明显,表明MFL技术检测该类缺陷是需考虑缺陷走向的,当磁力线与缺陷方向垂直时,才能得到最大的漏磁通,也才能得到最大的缺陷信号。 该普通探头产生的磁力线是纵向的,因此对检测横向缺陷更敏感。 (3)3#试样管上的横向窄锥形槽信号比平底孔信号幅值大得多,表明MFL技术对尖锐形缺陷更敏感。由于缺陷信号幅值与缺陷引起的漏磁通大小成比例,不同类型的缺陷引起的漏磁通不同,因此缺陷信号的大小并不能反映缺陷的实际大小。但也可看出,对于同样类型的缺陷,如都为圆形,壁厚变化相似时,一般体积越大引起的漏磁通越大,产生的缺陷信号也越大。如1#试样管上三个通孔和2#试样管通孔和平底孔的信号就属于该情况。 (4)由试验结果还可看到,噪声信号很大,包括旧管内壁锈蚀产生的电磁干扰和检测速度不均匀产生的振动信号等,因此检测前对管内壁进行良好的冲洗,检测时保持稳定均匀的检测速度都可以有效减小噪声干扰,但较小的缺陷信号仍可能被噪声信号掩盖。 因此实际现场检测时,除了应根据被检管规格制作专用探头,保证耦合良好外,还应考虑被检缺陷方向,保证磁力线与缺陷方向垂直;检测前还应对管内壁进行良好的冲洗,检测时保持稳定均匀的检测速度,等等。 3 结论 通过以上试验结果和分析,表明MFL内穿式技术对铁磁性材质无缝换热器管凹坑、裂纹类缺陷的检测在一定灵敏度条件下是可行的。而且由于不受外绕铝翅片的影响,可有效应用于外绕铝翅片铁磁性管的在役检测,一定程度上填补了涡流检测技术应用上的空白领域。但由于MFL技术自身的局限性,引起漏磁场较弱的缺陷可能被漏检,且被检管内壁锈蚀、检测速度的不均匀等因素都会影响检测灵敏度。因此进一步提高MFL技术的检测灵敏度,设计最优化探头等,都是MFL内穿式技术检测铁磁性材质无缝换热器管今后发展研究的方向。 |
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