列管换热器涡流检测信号分析与探讨

裣验检测/I n s p e c t i o n
列管换热器涡流检测信号分析与探讨
贾爱华
(南京优悦科技有限公司，江苏南京210000)
摘要：换热器在长时间的使用过程中，管板以及支撑板会由于长时间的冲刷而出现腐蚀或者磨损等问题，引发 管板、支撑板出现形变，导致信号不规则，最终对缺陷信号的判定造成影响。

基于此，文章对列管换热器涡流检测信号展开了分析以及探讨，仅供参考。

关键词：列管换热器；涡流检测；信号分析
换热器作为一种热能交换的重要设备，在石油化工、食品工业、机械制造、船舶制造、冶金彳T业和制药行业等领域都有着重要的应用，常见的换热器有加热器、冷凝器、冷却器、蒸发器、再沸器等。

换热器的功能发挥与生产工艺和材料的应用有很大关系，不 锈钢焊接管在换热器制造中的应用，是技术发展的结果，其能够有效提高换热器的加工精度，并延长换热器使用的耐久性，不仅具有应用的可行性，也具有较高的应用价值。

但是换热器在长时间使用之后可能会出现一些问题，因此定期对其进行检测就显得尤为必要。

1涡流检测技概述
涡流检测的原理为：当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件（相当于次级线圈）时，线圈在磁场的作用下，其内部会产生涡流，涡流形成过程中还会伴生感应磁场，感应磁场和原磁场进行叠加之后，就会 使线圈本身的阻抗出现改变。

导电体内感生涡流的幅值大小、相位、流动形式及伴生磁场受到导电体的物理及制造工艺性能的影响。

所以，在对线圈阻抗进行测定的过程中，就能够根据阻抗变化情况判定被测试件内部是否存在缺陷。

在对试件进行检测时，工作人员一般都会运用涡流检测来对判定试件外表面或者内壁是否存在裂纹、蚀坑等问题。

涡流检测方式能够运用于所有导电管件的表明检测中，无论管件本身是否具有磁性，涡流检测方式都能够对其缺陷进行检测。

工作人员在使用涡流检测时，线圈不用和试件进行直接接触，同时也不需要耦合介质，检测效率非常高。

该检测方式对于工件外表的缺陷具有非常高的检出精准度，并且结果在一定的范围内为线性指示，同时还 能测量金属覆盖层或非金属涂层的厚度。

2不锈钢列管换热器应用的优势
2.1生产加工精度高
换热器的加工精度对其实际应用效果是有很大影响的，不锈钢焊接管换热器所使用的换热管材在加工时是有本身厚度均匀、标准的不锈钢板材加工制成，本身加工厚度容易控制，同时在尺寸规格的把控上也更加便利，在加工精度上能够达到较高的水平，不会 出现壁厚不均、偏差过大等问题，更能够保证换热器制造的整体质量。

2.2制造维护成本低
不锈钢焊接管换热器在制造加工过程中，由于不 锈钢焊接管制造工艺更加灵活，相较于传统的无缝管在生产成本上更加低廉，尤其是批量化生产情况下，所节约成本可达20%。

同时，不锈钢焊接管在均匀挤压和在线光亮固溶退火处理后，其表面光滑度可得到大幅度提升，在防结垢性能上也更加良好，这样就能够减少对清洗维护的需求，降低维护成本，整体表现出经济性的优势。

2.3使用寿命长
不锈钢焊接管换热器应用中，由于管材厚度均匀，制造加工精度高，可以较好地降低使用中的故障率。

同时，管体表面光滑度高，防结垢性能强，加之不锈钢材料本身良好的耐腐蚀性，将能够有效地延长换热器整体的使用寿命。

3涡流检测在列管换热器检测中的应用与信号分析列管换热器在石油化工行业运行中是非常关键的一种设备，同时也广泛运用于核电以及热电厂中。

由 于列管换热器的工作环境通常较为恶劣，因此该设备在长期的运行中较为容易发生腐蚀、裂纹等状况。

例如，某企业工作人员在对列管换热器实施检修的过程中，发现列管换热器就出现了腐蚀、凹痕、疲劳裂纹等问题。

根据该设备实际情况、工作环境和运行状况，可知，使用常规四大检测方法，漏检的可能性极大，因此，最终选择使用涡流检测，安排经验丰富的检测工程师，制定涡流检测方案进行检测。

3.1热交换器管道的多频涡流探伤
热交换器运行过程中管道内部液体介质的流动和外界其他因素带来的振动，在支撑板与交换器热交换
器管外壁的接触部位容易产生磨损和电化腐蚀。

当采 用单一工作频率检测时，由于支撑板多采用铁磁性钢板制作，检测线圈运行至支撑板材所在位置时会受到来自支撑板感应产生的强电磁信号干扰，这种干扰信号足以“淹没”该位置上热交换器管内、外壁可能存
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在的缺陷所引起的响应信号，因此，必须消除支撑板的干扰信号才能够正确地检测和评价热交换器管的质量。

这种可有效消除支撑隔板干扰信号的涡流检测技术就是多频涡流检测技术，从混频处理后得到的显示信号可以显示热交换器管在隔板支撑处没有其他响应信号，因此可以判定该位置上没有出现腐蚀和磨损缺陷。

3.2检测作业指导书的制定
针对在役不同规格材质的列管换热器检测要求编制涡流检测操作指导书，涡流检测技术的采用是根据相关检测规范要求和管板支撑结构特点而确定。

3.3现场检测
某厂尿素装置，C〇2汽提法工艺，换热器列管规格为$25x2.5 x6 200 m m，材质为25-22-2奥氏体 不锈钢，在役高压洗涤器常规检修。

经涡流检测发现在支撑板处有明显的异常信号，经对信号分析为支撑板处震动造成的换热器列管管外壁磨损，通过对该设备壳程“开窗”验证，最终证实了涡流检测结果。

现 场照片如下图所示：
图1
3.4检测结果分析
根据相关作业指导书进行检测，结果发现了共计11根列管缺陷，缺陷性质为支撑板磨损管外壁缺陷。

工作人员通过采用有效地检测方法对其进行检测，制 定了合理的检测作业指导规范，并针对存在的缺陷采用了针对性的措施进行修复，及时消除了设备安全隐患。

由此得知，涡流检测应用于列管换热器的缺陷检测中是具有较大优势的，工作人员在实际的检测工作中，要结合被测工件的使用环境、自身性能来选择合适的检测方式，充分发挥涡流检测方式的优势。

4避免换热器涡流检测信号缺陷的一些措施
不锈钢焊接管换热器制造中，焊接工艺的把控是非常重要的，目前不锈钢焊接管换热器中使用最为广泛的为奥氏体不锈钢。

下面以奧氏体不锈钢为主材的管壳式换热器为例，对其焊接工艺要点进行介绍。

4.1接头工艺参数的确定
在接头焊接形式设计上，可选择对接和交接配合的T型接头，用于管板和换热管间的焊接。

焊接标准以GB/T 151—2014国家标准为依据。

为保证焊接质量，焊接前应通过实验进行工艺参数分析，焊角高度控制上应保证大于管壁厚度1.4倍，通过实验试焊后，
要对焊件接头切开进行缺陷检测，确保无缺陷情况下，
可最终确定焊接工艺参数。

4.2焊后胀管处理
为防止焊后应力集中导致的应力腐蚀或疲劳腐蚀
问题，在焊接操作完成后，还需要对管段进行胀管处理，
通过有效胀管有效缓解应力集中的影响，提高连接处
抗疲劳性能，控制间隙腐蚀，并保证焊缝的致密性和
抗拉脱能力，这样也有助于提高换热器制造质量和应
用耐久性。

4.3换热器应用中的注意事项
换热器在实际应用中，应注意与管程设计压力相
适应，根据现行规定，不锈钢焊接管换热器仅适用于
管程设计压力不大于6.4 M P a的换热系统中，同时也
要考虑换热系统流体介质的特性，避免盲目为了节约
成本，而在不适宜情况下应用不锈钢焊接管换热器。

所选用不锈钢焊接管材料的强度和耐腐蚀性，都要满
足换热系统运行的要求，才能保证换热器应用中运行
的可靠性，减少故障或安全事故的发生。

不锈钢焊接
管换热器在应用中，还可根据实际的换热功能需要，
灵活进行换热管尺寸调整，一般小直径换热管排列散
热，可提高单位体积的换热面积，并使设备更加紧凑，
还能够提高传热系数，可以考虑采用奥氏体不锈钢加
工小直径换热管的换热器，满足集约高效换热的需求。

5结束语
综上所述，在现代工业生产中，不锈钢列管换热
器具有较大的优势，因此其应用非常广泛。

通过涡流
检测能够对列管换热器中的大多数缺陷进行识别和判
定，但是依然有部分缺陷存在漏检的可能性。

因此工
作人员对无法避免的一些干扰因素，比如检测盲区、
针孔、沙眼等细微缺陷，应该提前和设备的使用单位
进行沟通。

涡流检测工作人员还需要对化热器的基本
结构进行详细的了解，在检测前做好准备，尽可能地
避免其它因素对检测结果造成影响。

作者简介：贾爱华（1987-),男，籍贯：江苏淮安，
学历：大专，职称：助理工程师，研究方向：在役压
力容器内部腐蚀检测。

参考文献：
[1】胥明慧.在用换热器不锈钢列管涡流检测实例
分析 〇].化工管理，2019(17):33-35.
[2] 喻强.铜镍合金换热器管的涡流检测[J].冶金与 材料，2019,39(06):19-20.
[3] 李文俊.涡流检测非铁磁性换热器管束的常见问题□.中国石油和化工标准与质量,2018,38(14):47-48.
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