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换热管点状缺陷的旋转超声检测

技术文章 中特创业 3个月前 (07-30) 264次浏览 0个评论

小编:金陵奉孝

 换热器是能源电力和石油化工等企业必不可少的重要设备之一,很多换热器在使用过程中难免会有泄漏失效的问题,有些换热器损坏的原因是换热管的泄漏,为确保装置安全、稳定、持续运行,检查换热管的基本情况是很有必要的。而换热管缺陷检测的技术难度较大,可能存在多种缺陷类型,比如冲刷减薄、点状腐蚀、均匀腐蚀、折流板震动等等,对于这些缺陷的检测,旋转超声和涡流检测在所有的检测方法中应当是最佳搭档,针对一份精确的换热管检测报告,并采取相应的预防措施和方法,能有效的减少意外停车和不必要的损失。

本节内容主要介绍旋转超声(IRIS)对换热管的点状缺陷检测情况。IRIS 的检测原理是基于脉冲回波超声检测法,系统通过内、外壁两个反射信号的时间和波幅变化,经过数字化处理后,通过计算就可以得到精确的管子内径、外径和壁厚值。

换热管点状缺陷的旋转超声检测

IRIS 检测主要适用于换热管由于冲刷、震动、介质因素等引起的内外壁腐蚀,包括均匀减薄、局部减薄、腐蚀坑、点蚀等等,壁厚值的测量精确度高,但很多人怀疑过,点状小缺陷 IRIS 真的能发现么?IRIS 究竟能有多大的检出能力?又有什么样的局限性?

下面通过一台换热器检测实际案例进行讨论和分析。

换热管规格:Φ25.4×2.6×4500

摆放形式:东西方向,卧式 2°倾角

换热管材质:SUS329J4L(双向钢)

检测时机:高压水枪清洗后

检测结论:换热管整体壁厚未发现明显减薄,且整体壁厚偏厚,为正偏差,为 2.6—2.8mm 左右,换热管内壁存在大量点状缺陷,最严重部位最小壁厚约为 1.8-1.9mm 左右,大部分换热管靠近西侧点状缺陷较多,靠近东侧较少,少部分换热管全管体随机分布大量点状缺陷,下半管板比上半管板较多。

检测结果分布图:

换热管点状缺陷的旋转超声检测

列管编号 1-1 在图中已标出,检测面为东侧管板。

换热管点状缺陷的旋转超声检测

标准样管图谱:

从左到右依次为缺陷 20%环形槽,20%OD,40%OD,60%OD,80%OD,100%通孔;

换热管点状缺陷的旋转超声检测

下图为无明显缺陷显示的换热管图谱:

换热管点状缺陷的旋转超声检测

下图为点状缺陷显示的换热管图谱:

换热管点状缺陷的旋转超声检测

放大后:

换热管点状缺陷的旋转超声检测

再放大后:

换热管点状缺陷的旋转超声检测

从上述几幅图谱中不难看出,点状缺陷太小,放大几倍后才能发现,且这类点状缺陷图谱显示具有以下特点:

  • 部分点状缺陷显示为黑色的信号丢失;
  • 部分点状缺陷显示的颜色呈过渡性变化;
  • 根据超声波反射原理,点状缺陷实测值可能存在较小的误差。

以上三个特点符合 IRIS 检测原理中的超声波反射规律。

根据 IRIS 检测结果,对此次检测的换热管进行抽样检查,使用 3D 内窥镜抽检,发现管内确实存在大量的点状缺陷,缺陷面积大小为 0~5mm 左右,缺陷深度为 0~0.6mm 左右,基本与 IRIS 检测结果相符,下图为某些点状缺陷实测值:

换热管点状缺陷的旋转超声检测 换热管点状缺陷的旋转超声检测

通过上述案例,能够了解到 IRIS 对点状缺陷的发现能力,一般来讲,直径在 3mm 以上的点状缺陷 IRIS 是能够发现的,比 3mm 再小或者反射面角度过大的缺陷可能无法接收到回波信号,所以图谱中显示为信号丢失的内容。

 

 


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