涡流检测技术在反应器检修中的应用.pdf

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1、778化工机械2012焦涡流检测技术在反应器检修中的应用潘晓明+(吉林化L学院)摘要结合双频涡流传感器的设计和制作，对化工生产过程中列管式反应器的缺陷与信号响应特征之间的关系进行了分析和研究，通过实际应用可知，利用涡流检测技术可快速找出反应器的问题部位、有效提高检修效率。关键词反应器涡流检测技术传感器缺陷中图分类号TQ052．5文献标识码B文章编号0254·6094(2012)06-0778-03往化工生产过程中有很多重要的反应器设备，它们在运行过程中会出现不同程度的损伤甚至泄漏，使其使用寿命缩短或发生故障

2、，影响整个生产装置的正常工作，造成重大经济损失。某石油化学有限公司丙烯酸生产装置中的列管式反应器曾发生泄漏，停车一天将造成很大的损失。由于条件所限，射线及超声波等常规方法不能实施此类状况的探伤，实践证实涡流法可快速、准确地对问题部位进行检测，找出缺陷并及时采取措施，使装备快速投入生产，保证最大限度地减少经济损失。1涡流检测的基本原理涡流检测的基本原理是当载有交变电流的激励线圈靠近导电试件时，试件中便感生出涡流，涡流的大小、相位和流动形式均由试件电磁特性及其几何尺寸决定，涡流的反作用使测量线圈的阻抗发生变化，

3、测出这个变化就可检测出试件的性能变化和缺陷状态‘‘。2传感器的设计与制作2．1线圈参数的选择实际绕制线圈时，线圈匝数可由下式估算：L=401rrnK～／LlK～=1／(1+0．9r／Ll+0．32t／L1十0．84t／L1)式中K、——考虑到线圈长度有限时，磁场分布不均匀，需要加以修正的系数(对多层线圈)；L——电感量，取值范围为1．0～3．2mH；L，——线圈长度；n——线圈匝数；r——线圈平均半径；t——线圈厚度。2．2传感器的制作涡流传感器的性能指标很多“，在用于传热管的缺陷或壁厚检测时，需要其检测灵

4、敏度足够高、能有效地消除管板及支撑板等的干扰以及对缺陷信息反映的线性范围大等∞‘。为此，可根据实际被检测管子的内外径、壁厚及材料要求来选择线圈的尺寸和参数。图l是制作好的传感器的结构示意图，试件规格为(ib25mm×1．5mm，材料为不锈钢，检测线圈匝数取35，检测线直径取0．12mm。+潘晓明，女，1972年9月牛，讲师。吉林省上．林市，132022。2士0．2l一'+o．2一ll一漶贤胶线圈＼』v2龙棒图l检测传感器结构示意图将所制作的传感器试用于标定管上，可完全第39卷第6期化工机械779达到标准要求

5、；信号波形非常清晰，完全可应用于工程实际中。．3线圈阻抗变化规律检测线圈阻抗幅值变化量的大小和频率与特征频率之比缎有关，如图2所示不同深度的裂纹、阻抗或有效磁导率变化量最大时对应的玩不同。此外，线圈阻抗相位变化量也和以有关。对于深度较大的裂纹，玩为15左右时变化量最大；对于深度较小的裂纹，以为50左右时变化量最大Ho(一般当频率与特征频率之比取值较小时相位变化量较大)。确定频率与特征频率之比最佳值，可获得大的线圈阻抗变化量、提高其灵敏度。电i司咖S制褂雠趋辍懈图2裂纹深度百分比与．纵的关系4检测结果及分析4

6、．1二维阻抗平面分析涡流检测就是对被测试件引起的线圈阻抗变化加以处理，检测线圈的特性用阻抗的两个分量感抗x。和电阻R来表示，X。=2矾，其中厂为交变电流频率，L为线圈的电感。在阻抗平面中，以纵坐标代表感抗x¨横坐标代表电阻R，检测线圈阻抗Z由阻抗平面上的两个垂直分量噩、R所决定的点P表示。在无被检物体时，空载线圈的特性阻抗由线圈在空气中的阻抗平面上的坐标值x。。和尺。表示，即图3中的P。。当探头置于被测物体上时，线圈在空气中的原始场须用叠加涡流场进行修置XL0正。检测物体的影响可用一检测线圈特性的变化来描述

7、，即线圈在空气中的阻抗P。受被检物体影响后用P，代替，新的坐标值为xu，R。。涡流场仅从检测信号幅度的大小来断定缺陷的大小是不够完善的。而在涡流检测中存在相位滞后效应，因而能够同时反映信号相位和幅度信息，能够判别出缺陷存在的深度并区分缺陷信号与其他无关的干扰信号。4．2。平面阻抗图分析用涡流ET-255仪及自设计的传感器进行检测分析，传感器在样管上进行内、外二次穿过，各种阻抗平面图显示结果如图4～6所示。图4是出现的划痕图形信号，该信号尖而细，窄的一般幅度较大，有时超出样管标定幅度，与杂波的幅值方向有一定的

8、相位角；图5为硬质压痕信号，图形幅值不大呈斜8字形，相位角与划痕图形相似，幅值方向内窄外宽；图6为出现的管穿透性缺陷，其中裂纹的幅值最大，甚至其幅值超出满幅度。其他穿透性缺陷幅值也较大，图形出现的共同点是形状从中心向外逐步扩散，有些与管端效应相似，但相位不同。图4划痕图形信号图5硬质压痕信号图3线圈电阻和感抗在平面上的变化图6穿透性缺陷信号780化工机械2012年4．3检测结果对设备其中368根列管进行检测，表1