换热器管检测DUET系统对比导波技术优势

DUET 热交换器检测系统的优势分析

石化工业和电力行业中大量采用热交换器作为介质传递能量，其内部由大量管束构成，由于换热器结构的复杂性和使用工况的多样性，在生产运行过程中由于腐蚀、冲刷、振动等作用使换热器遭到破坏，使用寿命缩短，造成巨大的经济损失。据统计，在化工行业，换热器的故障率在所有化工设备损坏中的比例最大，为27.2%，远大于罐、塔、釜的损坏率。因此换热器的管理和维护都要得到足够的重视。

在API 581中包含了内部损伤和外部损伤技术模块，内部损伤主要指减薄、应力腐蚀开裂、高温氢腐蚀、内部结垢堵塞等，外部损伤主要是保温层下腐蚀、大气腐蚀、管子的磨损和疲劳断裂。

针对换热器管束缺陷类型复杂、检测效率低的现状以色列Acoustic eye 公司研制出了专利的声脉冲（APR ）和超声脉冲（UPR ）相结合的检测方法。技术原理见（图一）、

多探头阵列探头发射两种类型脉冲波

记录和分析缺陷产生的反射波

专利软件分析运算，自动识别和报告缺陷的位置、类型和尺寸

图一 APR 和UPR 在管子中的传播

APR（声脉冲检测技术）是将一个声脉冲注入管内的空气中，声脉冲在管内空气中传播。横截面的任何变化（无论是壁损还是堵塞）都会引起回波，这些反射会被接受并分析。由于采用的是非穿插式探头，检测效率极快。APR可以检测堵塞、穿孔和内壁壁损。

注：声脉冲检测技术参考标准：中华人民共和国电力行业标准标准号：DL/T 937 2005(热交换器管声脉冲检测技术导则)

UPR(超声脉冲检测技术)是众所周知的导波技术的一个变体。和APR不同，UPR是通过一系列放入管内部的干耦合换能器向管壁发射超声脉冲。UPR技术可检测外径磨损、内外径轴向和圆周裂纹、内外径腐蚀、内外径点蚀等缺陷。

将APR与UPR技术结合后的系统，可以实现内外径缺陷高效、快速、全面的检测，如表一所示。

缺陷类型APR(声脉冲检测)

检测效果UPR(超声脉冲检测)

检测效果

APR+UPR检出效果

穿孔优

可检出0.5mm穿孔

可以检出优

堵塞优弱，几乎不能检出优

可检出横截面的5%的堵塞

凹坑一般优

有圆周分辨率

优

可检出最小为壁厚的5%的凹

坑

腐蚀一般优

有圆周分辨率

优

可检出最小为壁厚的5%腐蚀

裂纹无法检测优

任何方向的裂纹

优

可以准确定位

内部凹起优无法检测可检出壁厚的5%的内部凹起。

表一APR和UPR缺陷类型检出灵敏度

经现场试验论证，超声导波检测（UPR）对裂纹、腐蚀和凹坑信号灵敏度非常高，但是不能区分缺陷在外壁和内壁的位置；对穿孔信号检测能力一般；对堵塞和内部突起是无法检测的。

声脉冲检测（APR）对穿孔、堵塞和内部突起灵敏度非常高；对腐蚀和凹坑可以检出，但是结合UPR信号就可以定位缺陷为内部缺陷或是外部缺陷；对裂纹是无法检出的。

我们将两种脉冲信号同时运用到换热器检测中，不仅可以检测出现场所有的缺陷类型，还可以将两种技术互相验证使检测结果有更高的真实性以及对缺陷类型和位置有更好的描述。

另外我们经过大量的信号对比形成特有的运算法则和有效地专家数据库，使得判定缺陷不再依赖于检测人员的经验素质，软件会自动匹配特征信号给出准确的缺陷描述，这样在面对大量数据处理的时候我们能达到更加准确的检测结果，最终对被检换热器形成更全面的分析结论及风险评估。

综上所述，DUET所开创的双脉冲检测技术在检测精度、检测效率以及实用性上都要优于单一的超声导播检测手段，见下表：