舊鈦換熱管渦流檢測

1、舊鈦換熱管渦流檢測張姚（湖北雙環(huán)化工集團，武漢，430063）摘 要 渦流檢測是無損檢測五大常規(guī)方法之一，但與其它四種常規(guī)檢測方法相比，尤為滯后，為適應生產發(fā)展的需要，我公司96年起開展了此項檢測工作，本文對廢舊設備拆除鈦管再利用，進行了渦流檢測，介紹了基本原理，檢測參數(shù)的選擇。主題詞 舊鈦管 渦流檢測 檢測參數(shù)： 原外冷器殼體是碳鋼，經十余年的連續(xù)生產運行，已嚴重腐蝕，不能安全使用。解體后發(fā)現(xiàn)其鈦管腐蝕情況并不嚴重，但管板堵漏點較多。說明鈦管仍有許多漏點。鈦管價格昂貴，約25萬/噸。一臺外冷器更換新鈦管費用170余萬。舊鈦管渦流檢測可發(fā)現(xiàn)其裂紋、腐蝕狀況，是增收節(jié)支、安全生產所必須的檢測質控

2、環(huán)節(jié)。渦流檢測儀電磁感應為基礎的.當載有交變電流的檢測線圈置于金屬材料上，金屬材料在載流線圈感應的交變磁場的作用下會產生感應電流，由于這種電流的回路在金屬上呈旋渦狀，故稱渦流。根據(jù)安培環(huán)路定律此渦流也要產生交變磁場，這個磁場阻礙載流線圈所產生的磁通變化，會引起載流線圈輸入阻抗的變化。也就是說；合成磁場中包含了金屬材料電導率、磁導率裂紋等信息，渦流的大小及分布受材料的性能及有無缺陷的影響。因此，通過檢測線圈感應出的金屬材料內部的渦流變化就能判斷出材料中有無缺陷。例如；電導率的差別，阻抗的變化，就能間接的得到檢測金屬的雜質含量、熱處理狀態(tài)、裂紋、夾雜等信息，這就是利用渦流 方法檢測金屬的基本原理。

3、a.該鈦管在下列環(huán)境下已使用了10余年，容器外殼已嚴重腐蝕不能使用。項目管程殼程設計壓力 MPa設計溫度 453操作壓力 MPa操作溫度6-45-3-+3物料名稱半II 熱AI液氨b. 舊鈦管外觀檢查：管堵嚴重、端部有裂紋、部分管有明顯外傷，凹陷。c.鈦管參數(shù)：規(guī)格51×2××10-8；探傷裝置采用愛德森電子有限公司生產的EEC-39型智能全數(shù)字4頻8通道渦流探傷儀，設有4個差分和4個絕對渦流信號通道。能同時產生8個混頻信號通道。且能同時顯示4個阻抗平面圖和任選阻抗平面的2個分量（X和Y分量）具有多頻檢測功能。因是舊鈦管表面狀態(tài)與新管不同，特別是管內表面腐蝕情況不

4、明朗。試樣采用被檢鈦管以保證其公稱尺寸，化學成分、表面狀態(tài)、電磁特性相同。并進行外觀著色檢查，不應有表面凸凹和其它明顯缺陷，試樣尺寸及人工缺陷如圖：內壁周向凹槽 外壁周向刻槽1mm（1）探傷頻率的設定在信息傳輸理論中，一個信號的信息量同信號的頻帶寬度以及信噪比的對數(shù)成正比，用公式表示為：CWlog2(1+S/N )式中：C信息傳輸率 W頻帶寬度（ ） S/N信噪比上式表明，在信息的傳輸過程中，使用頻率的個數(shù)越多，也就是頻帶總寬度越寬，獲取的信息越大。渦流檢測信息包含在有效磁導率eff 和檢測線圈產生的電壓中，它包含了 、d等材質信息和缺陷（如裂紋）的信息以及提離效應等。適當選取多個頻率組合的電

5、流去激勵檢測線圈，然后對受作用參數(shù)調制的輸出信號按多個檢測通道加以放大，分別進行解調，并把解調信號的各個分量組合起來綜合分析處理。因此在渦流檢測具體應用中，如何抑制掉不必要的干擾信號，突出有用的需要檢測的信號，選取最佳檢測頻率。由經驗公式： f = d試樣直徑 管材相對磁導率 電導率m-1-1 f檢測頻率（Hz）式中可見：、 均是鋼管的固有參數(shù)，只有頻率可以選擇。頻率越高，標準趨膚深度越小，因此檢測鋼管內表面缺陷時應選擇較低的頻率，但頻率越低態(tài)管內外壁信號差越小，難以區(qū)分內外壁缺陷。根據(jù)計算和通過與工件相同的試管試驗，選擇雙頻。把其中一個檢測頻率定的低一點以保證能檢測出不小于標準規(guī)定的量。把另

6、一個頻率定得高一點，作為輔助頻率，以兼顧靈敏度和檢出率兩方面，保證檢測質量。（2）檢測速度對穿過式探頭探傷時，速度指的是鋼管直線前進速度要完成完整的調制波形，調制信號的周期應比鈦管中缺陷渦流的周期大得多才行，否則會影響探傷靈敏度由經驗公式：式中： V V探傷速度（m/min） b測量繞組間距(mm) d缺陷直徑（mm） t缺陷調制波周期（ms)根據(jù)上述兩點選定檢測參數(shù)如下：a) 時基掃描:選雙阻抗平面顯示；DISP-1.X1 , DISP-X 2 , DISP-3-X1Y1， DISP-3-X2Y2b) 背景坐標：直角坐標 c) 平衡參數(shù):30 d) 采樣速率：100e) 濾波方式：2階滯后濾

7、波：既第N個末尾取樣后濾波結果輸出值用下式表示。YN=（1)XN+2YN-1 式中：濾波環(huán)節(jié)時間常數(shù) XN第N次采樣值 YN-1n1次濾波周期 f) 自動消隱因子：30 g) 選擇度：99 h) 增益比：X/Y=3i)檢測頻率：fd3=30kHz; fd4=50kHz j) 相位設置：d3 =270° ; d4=220°（圖略）將鈦管平穩(wěn)、勻速通過檢測線圈，速度不超過1ms. 鈦管端部速度要慢減少提離效應和端部晃動干擾，共檢測鈦管697根，其中裂紋管1根，內外壁損傷、凹坑130根，內部堵塞5根，總計136根，經處理及水壓試驗合格后酌情使用。結 論多頻渦流檢測,是對同一檢測線圈施加兩個或兩個以上的交變激勵電流,并分別進行檢波,放大,然后一起送入混合處理單元進行矢量相加