0引言
常用的涡流检测方法在热交换管道检测方面已成为一种可靠的技术,但它仍局限于非铁磁材料和弱铁磁材料的检测。通过调研霍尔效应检测技术,漏磁检测技术超声波技术及远场涡流技术,发现由于超声波技术的检测速度慢,需要耦合剂和管道表面清洁。霍尔效应和漏磁检测技术都提供了一个与缺损量紧密相关的信号幅度,而且通过其获得的信号幅度又取决于检测速度,这个速度在检测过程中是不断变化的,因此,用这种技术精确重复地测量出缺损深度是很困难的。而远场涡流技术由于其相位信号正比于缺陷深度,并且是由磁场两次穿越管壁,能正确地反映管壁的缺损特征,能重复地测量出缺损的深度等,对于铁磁管道来讲是最可行的一种无损检测技术。
1应用
应用远场涡流技术的仪器早在30年前就已出现,当时主要用于石油油井及管线的检测,这种技术已证明:对于内外部管道壁的缺损,诸如凹坑,裂纹,磨损和蚀损等有同样的敏感度。
ACSIS提供了远场数据的同相和正交分量,这使得远场涡流的分析更为有效,使分析者能充分利用正交分析深度相同但缺损容积不同的腐蚀凹坑展示出的信号相位是与缺损容积无关的。这就是该ACSIS最重要的优点,目前基于霍尔效应和漏磁原理的系统都不能提供同相和正交分量。
ACSIS是由螺管形线圈探头,具有已知损伤的标准样管,一个信号处理单元,模数转换器微机和一个记录器组成,这个系统的大多数设备也是常规涡流检测系统在蒸汽管道检测中使用的。数据通过探头进行采集,并由信号处理单元放大和处理,记录在磁带记录机上,在微机上显示,以便用涡流分析软件进行分析(图1),分析员将仔细观察缺损指示的带状图表,当缺损的某种指示被识别时,将审查这一指标对应的李萨如信号,以决定管壁缺损的情况,微机将输出所有管壁损坏和变薄情况的报告(图2),用户将利用最终的计算机报告来估计热交换器管道的情况,故能使用户对热交换器管道进行适当的保养和修理,不仅如此,这些信号能用来合理安排交换管道的检测,修理和替换。
2 测试与结果
碳钢热交换器管道最普遍的缺损是由腐蚀和冲蚀造成的,通过实验室和现场研究得出一个结论即测试系统可以精确定量测出在腐蚀和冲蚀区的最大缺损深度。例如供水热水器的4根管道已用ACSIS肉眼检查和机械测量进行了评估,如图3所示,这些管道有大量凹坑,当探头通过这些管道时,信号可
以跟踪反应出缺损深度,最大相位表示的最大深度被记录下来,然后,每个缺损深度再用两种方法来测量。首先是机械测量法,它用游标尺测量管壁的金属损失量,但不是测量凹坑的深度,这种方法由于表面粗糙而产生很大的误差。第2种方法(点规测量)测量凹坑的最大深度,机械的深度测量和检测结果的一致性证明, ACSIS系统能精确地检测和分析深达壁厚20%的管壁缺损(表1)。
除了旧电厂供水加热管道之外, ACSIS也成功地使用于炼油用热交换器的检测,这些热交换器是用铁磁管道的(主要是碳钢),而且有从内表面开始腐蚀的凹坑,由于远场涡流探头对管内外部的损伤有同样的灵敏度,所以,这些在内表面的凹坑一样被精确检测和分析(表2)。
3未来的发展
ACSIS系统未来的发展将在探头设计方面和信号处理单元方面,以满足专门检测的需要,其中需求是区别内部缺损还是外部缺损以及增加检测灵敏度以检测出支撑板下的缺损。
一种带有两个螺管形接收线圈的ACSIS探头将能区分哪些是内部表面的缺损,哪些是外表面的缺损。这种设计中,第2个线圈紧靠着激磁线圈(如图4)这个接收线圈只有管壁内表面的缺损可以被检测出来。
另外,在存在额外信号如支撑板,沉积物等情况时,一个多频单元将增强缺损检测和信号分析能力,多频率ACSIS系统能够分离出这些额外信号,而不使缺损信号失真,正如常规涡流频率测试系统所能做的那样。
[作者简介]贺家辉(1967—),男,硕士,研究方向:电器及检测应用。
