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奧氏體不銹鋼換熱器管的渦流檢測方法

點擊:1632 日期:[ 2014-04-26 22:06:03 ]
奧氏體不銹鋼換熱器管的渦流檢測方法 沈建民,邱法聚,王小華 (寧波市特種設備檢驗檢測中心,寧波 315020) 摘 要:介紹采用雙頻渦流技術檢測奧氏體不銹鋼換熱器管。在對比樣管上的檢測試驗發現, 樣管上的相位-壁厚減薄曲線與各類文獻中的缺陷標準曲線存在較大差異。比較了自然缺陷與人 工缺陷信號間的差異,分析了因換熱器管在制造過程中形成的臺階狀壁厚變化導致的偽缺陷信號。 利用幅-相報警功能可輔助監控被檢區域。結果表明,渦流檢測速度快、成本低,可有效應用于奧氏 體不銹鋼換熱器管的檢測。 關鍵詞:渦流檢測;奧氏體不銹鋼;換熱管;信號;缺陷 中圖分類號:TG115.28 文獻標識碼:A 文章編號:1000-6656(2008)08-0547-03 電磁渦流檢測技術是目前換熱器管唯一有效的 檢測手段[1]。介紹了某公司CTA、PTA裝置中幾 臺換熱器奧氏體不銹鋼換熱管的渦流檢測實例,并 對部分換熱管進行了拔管解剖和驗證。 1 檢測基本情況 被檢換熱管材質均為奧氏體不銹鋼,非鐵磁性 因此可采用常規渦流進行檢測。使用廈門愛德森 (電子)有限公司生產的EEC-35++雙頻渦流儀進 行檢測,檢測線圈為自比差動式。表1為被檢換熱 管的規格和材質。采用頻率為24.5和48.5kHz的雙頻檢測,其中一個頻率用于支撐板的混頻處理。 因為Φ25mm×2mm管子較多,故制作該規格 的對比樣管(圖1)。對該對比樣管進行檢測所得各 種人工缺陷的相位幅值見表2。圖2可見,對比樣 管實測的相位-壁厚減薄曲線與各種文獻常見的標 準曲線存在較大差別,因此在檢測中應以對比樣管為準,在無對比樣管的情況下才可參考缺陷標準曲 線。這是因為隨著檢測頻率的變化,不同減薄厚度對應的相位都有所不同。 JB/T4730.6—2005中關于在用非鐵磁性管渦 流檢測的適用范圍為外徑10~50mm,壁厚0.75~ 3.0mm。而E2224B換熱器管壁厚為3.2mm,超 出標準范圍,因此進行了超標準的試驗性檢測,制作 了帶通孔的簡易對比樣管。實際檢測發現壁厚為 3.2mm時外壁支撐板信號已無法檢測,對外壁缺 陷不靈敏。分析認為E2224B換熱器管程介質比殼 程介質腐蝕性強,應重點關注換熱管內壁缺陷,對超 過標準厚度范圍的換熱管應以檢測內壁缺陷為主。 2 渦流檢測信號分析 2.1 自然缺陷與人工缺陷對比 在對比樣管上制作的人工缺陷間隔大、形狀規 則,顯示在渦流阻抗圖上形狀較規則,而自然缺陷形 狀復雜,分布不均勻。圖3為對比樣管上三個內壁 缺陷的時基-阻抗圖,顯示為完整的“8”字形信號。 圖4為自然缺陷時基-阻抗圖,其中大“8”字為支撐 板信號,該信號在右側的混頻圖上已被消除;自然缺 陷在時基上波形密集,且幅值較大,缺陷阻抗圖呈現 扁瘦“8”字疊加狀;顯示的缺陷相位角度約為30°, 參照圖2可判定該處缺陷約為內壁減薄40%。對 有缺陷換熱管進行拔管解剖(圖5),內壁呈片狀及 點狀腐蝕,測得減薄量約為30%,比渦流檢測結果 稍小。 2.2 制造缺陷顯示 在渦流檢測中還檢測到圖6所示半“8”字形缺陷 顯示,因其幅值較大,懷疑為裂紋類缺陷。拔管解剖 驗證后發現該缺陷只是換熱管在制造過程中形成的 臺階狀壁厚階躍變化。此類制造缺陷容易引起誤判。 2.3 幅相報警功能 渦流檢測速度快,人工檢測時易造成漏檢和誤 判,故在實際中應合理利用渦流儀的幅相報警功能, 以判別缺陷是否超標。圖7為幅相報警圖,圓形半 徑控制信號的幅值,扇形斜線控制相位,著色區域為超標缺陷監控區域,根據對比樣管結果確定報警的 相位與幅值。圖7上除了支撐板信號之外,尚有一 形狀復雜的信號,其相位接近90°,一開始將其判斷 為通孔,拔管解剖后未發現缺陷,該信號幅值較小 懷疑是由材料自身不均勻引起的渦流信號,如果設 定合適的幅度門檻,完全可以排除該缺陷。 2.4 檢出外壁缺陷的有效性 表2顯示外壁20%平底孔缺陷信號幅值為 7dB,40%平底孔缺陷信號幅值為31dB,20%大范圍漸變減薄缺陷信號幅值為50dB。而實際檢測中 噪聲、材質不均等均會引起渦流阻抗圖變化,這些信 號幅值通常超過7dB,淹沒深達20%的外壁小孔信 號,造成無法檢測。但是對于外壁大范圍減薄及減 薄>40%的小孔均能可靠檢出。 3 渦流檢測效益分析 針對該渦流檢測工程,進行了初略的檢測速度、 探頭損耗估算,以為日后渦流檢測時進行人員及探 頭配置提供依據。其中檢測速度約80根/h,最快 100根/h;探頭損耗約1000根/個(或探頭行程 16000m/個)。國產耐磨探頭每個人民幣930元(如 用進口儀器、進口探頭價格將大大增加),檢測人員 3名,進行常規渦流檢測。如果要對鐵磁性材料制 成的換熱管進行檢測,則需采用遠場渦流檢測。由于 遠場渦流檢測頻率低,導致采樣速率低,檢測速度應 ≤5~20根h,因此對鐵磁性材料制作的換熱管進行 檢測時應以抽查為主,否則將會延長檢驗檢修時間。 常規渦流檢測速度快,可用于石化、電力等行業 中非鐵磁性換熱管的在役檢測。在檢測中應注意自 然缺陷與人工缺陷的不同,由于信號疊加等影響,自 然缺陷信號顯示比實際大10%左右。在渦流檢測 中合理利用幅相報警功能可有助于識別超標缺陷。 參考文獻: [1] 王海波,宋樹波,邵澤波.渦流檢測中探頭運動速度對 檢測信號的影響分析[J].吉林化工學院學報,2004,21 (3):83-85. 
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