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涡流检测技术在承压特种设备检验中的应用研究

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：蔡俊堂

[导读] 摘要：使用涡流检测技术能够有效提升承压特种设备的检验水平。

        广东捷勋机电技术开发有限公司广东省广州市 510630
        摘要：使用涡流检测技术能够有效提升承压特种设备的检验水平。本文从涡流检测技术的工作原理及分类出发，详细分析了涡流检测技术在冷凝器换热管及锅炉水壁管、奥氏体不锈钢焊接缝、工业管道等方面的具体应用，为有使用涡流检测技术检验承压特种设备需求的行业提供一定帮助。
        关键词：涡流检测技术；承压特种设备；冷凝器
        引言
        涡流检测技术是以电磁感应作为基础的检验方式，受其技术条件制约没能得到广泛应用。想要将涡流检测技术广泛应用在承压特种设备的检验之中，就要先了解涡流技术的分类及工作原理，在此基础上明细其在各种承压特种设备检验中的具体应用，以提升承压特种设备检验水平。
        1涡流检测技术原理及分类
        涡流检测技术的工作原理是指将带有交流电的线圈式探头放置在被测工件附近，线圈中的交流电会与被测工件产生一定的电磁感应，在被测工件上会产生涡流反应，继而在涡流检测仪器中以电压和阻抗的形式表现出来。若被测工件表面存在缺陷，就会引起涡流检测仪器中涡流分布和强度的变化，继而引起探头线圈电压和阻抗的变化，以此对被测工件的质量进行无损检测。通过此技术能够有效检测出工件是否有损坏问题，提高后期问题处理的工作效率。涡流检测技术按照其所搭配的探头可分为以下3种类型。（1）穿过式线圈。穿过式线圈是指线圈能够穿过被检验的工件，适用这种检验方式的对象一般为线状、管状及棒状的工件，其中检验线圈的内径要略大于被检验的工件以方便检验；（2）探头式线圈。使用探头式线圈检测方式能够精确检测出被检测工件缺陷的具体位置，因此此种检测方式多作用在工件的局部检测中；（3）插入式线圈。插入式线圈能够深入被测工件内部实现检验，因此多用于孔状零件或管状零件的内部，实现质量检验。
        2涡流监测技术在承压特种设备检验中的具体应用
        2.1冷凝器换热管及锅炉水冷壁管方面的检验应用
        涡流检测技术最广泛、最成熟的应用领域是管状工件质量检验，其相关的检验标准较多，检验工艺也相对成熟，检验结果的精确性和可靠性较强。管状工件的相关检验标准有《承压设备无损检测》、《钢管涡流探伤检验方法》、《铜及铜合金无缝管涡流探伤方法》等。当前，在特种设备检验行业中，需要对换热管和锅炉的水冷壁等压力容器进行定期检验，检验方式以内窥镜检验、宏观检查及耐压试验检查为主。检验过程中，由于管子会受到特种设备结构的一定限制，因此未能使用任何无损检验方式来完成检验工作，使用涡流监测技术能够在一定程度上弥补无损监测技术的空白，提升监测结果的科学性和精准度。在使用涡流技术对水冷壁管和换热管进行检验时，可结合多通道的远场涡流检验工艺，此工艺灵敏度很高，能够及时发现安全隐患，降低事故发生率。涡流检验技术在实际应用中，会受到检验工件的材质、形状及尺寸等多方面的影响，因此在使用时需要搭配相应的探头来完成检测工作。按种类划分，涡流检测探头共有一千多种，这导致在具体使用时配以涡流设备的探头可能比涡流设备本身的费用还要高。据调查，锅炉水冷壁管的材质多以碳钢为主，而换热管的材质多为铜管，这两者所用材质的管径差距不大，所需要的探头型号也比较少，在进行涡流监测时投入的成本较少，实操性很强。

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        2.2奥氏体不锈钢焊缝方面的检验应用
        因为奥氏体不锈钢不属于铁磁性材料，所以在压力管道及压力容器的定期检验中，奥氏体不锈钢的焊接缝不能进行磁粉检验。而奥氏体不锈钢材料的晶体又较为粗大，在使用超声波进行检验时容易发生声波散射现象，导致检验结果不够精确。在特种设备实际检验工作中，有时会采用表面渗透方式来对奥氏体不锈钢焊接缝来进行检验，以射线抽查检验为主，其检验效率低下，工作量也较大。在运用涡流技术对奥氏体不锈钢的焊接缝进行检验时，要将检验深度控制在5mm以内，此种检验方式能够直接作用于角焊接缝和对接焊接缝中。其检验所需的仪器有涡流检验仪器、计算机、焊接缝检验的专用探头，用涡流检验方式对焊接缝进行检验对焊接缝表面的高度、缝宽、焊接纹等方面要求极高，且当前关于此的检验标准较为匮乏，由此可采用射线技术与涡流技术相结合的检验方式。具体操作步骤为先用涡流检验技术对奥氏体不锈钢的焊接缝进行初步检验，找出可能出现问题的部分再进行射线拍片检验以精确结果。承压特种设备中的所有奥氏体不锈钢焊接缝采用此种检验方式的前提是焊接缝要成型美观，质量良好。涡流检验技术日渐成熟，其所配用的检验探头的性能也不断提升，可大幅度提升检验结果的精确度。
        2.3工业管道方面定期检验应用
        在对工业所用管道进行定期检验时，会受到检修成本和停机时间的限制，特别是外部被绝缘保温隔离层包裹着的工业管道，在进行检验时需要将局部拆除来进行抽样检验，这样费时费力，且不能保障检验结果的精确性。而使用涡流检验技术可以一次对多个管道焊接口进行检验，同时还能检测出管道内外壁的腐蚀、壁厚、凹坑及热疲劳的具体情况，检验效率极高[1]。在对不同的工业管道进行检验时，可采用管线外爬探头的方式来辅助检验，结合多种外形的探头，应用在不同规格的工业管道之中。在对各类铁磁工业管道进行检验时，要采用阵列式远场和近场相结合的检验线圈排布方式，来透过管道外壁的隔离保护层对管道内壁进行检验，在实际检验作业中，检验结果会受到支管开口、支吊架及内管损伤等影响，因此在使用涡流技术对工业管道进行检验时，可以适时结合其他检验方法共同进行检验工作，如可在涡流仪器探头上装设摄像头，这样涡流检验仪器就具备了窥镜的功能，极大提升了管道检验的准确性。随着涡流检测技术的发展和探头性能的提高，未来涡流技术在工业管道检验方面将得到更广泛的应用。
        2.4常规无损检验方法难以实现的领域的检验应用
        因涡流检验技术的工艺特点，使其能够在一些射线、超声波、磁粉及渗透检验无法应用的领域中发挥效用，如在对外壁缠着带有磁粉的导线管道进行检验时就可以使用涡流检验技术，实现管道内壁的检验。适时结合混频、滤波等技术来有效抑制各种干扰信号，以获得较高的检验灵敏度。在对埋进地里的钢板进行质量检验时，对于无法进行局部挖掘工作的钢板，可用外置探头来对钢板的内外壁腐蚀情况进行检验，其检验数据更加直观可靠[2]。除此之外，涡流检验技术还能应用在埋地压力管道的检验中，应用此方式对埋地压力管道进行检验能够减小挖掘作业的工作量，涡流检验仪器可通过压力管道内壁上的非金属内衬或沉淀物来检验出管道内壁的具体变化情况。同时可利用电脑数字化技术来对检验结果进行分析，以此获取剩余管道内壁厚度的百分比。
        结论
        综上所述，使用涡流检测技术能够增强冷凝器换热管及锅炉水冷壁管的检验精确度；能够实现多种类型工业管道的内外壁检测；适时搭配射线技术及摄像头共同使用，能够增强检验的灵活性；还可应用到一些常规无损检验方式难以进行检验的领域，以获得更直观可靠的检验数据。
        参考文献
        [1]陈嘉辉.涡流检测技术在承压特种设备检测中的应用研究[J].特种设备安全技术,2017(06):51-53.
        [2]栾波.涡流检测技术在承压特种设备检验中的应用探析[J].科技传播,2013,5(22):183+188.