压力容器无损检测涡流检测技术.pdf

压力容器无损检测一涡流检测技术
李小亭
沈功田
(河北大学质量投术监督学院,保定071051)(中国特种设备测研究中心,北京100013)
摘要:综述了压力容器用管材制造和长力容器使用过程中的涡流检测技术,包括制造过程中的
铁磁性钢管和非铁磁性金属管材的涡流檢测拔术、在用铁磁性钢管的远场涡流檢测投术、在用非铁
磁性金属管的涡流检测技术和金属压力谷器売体焊缝表面裂纹的复半面分析流检测技术。
关键词:压力容器;涡流检;管材;焊鉄
中图分类号:TG115.28文献标识码:A文章编号:100026656(2004)0820411206
NONDESTRUCTVE TESTINGOF PRESSURE VESSELS
EDDY CURRENT TESTING TECHNIQUE
Xiao-ting
(The College of Quality and Technical Supervision of Hebei University, Baoding 071051, China
SHEN Gona-tian
China Special Equipment Inspection and Research Center. Beiiing 100013. China)
Abstract The eddy current testing( ET )technique used to tube test during fabrication and
in2service testing ofpressure vessel are reviewed. These techniques include eddy current testing
ET of ferromagnetic steel tube and nonferromagnetic metallic tube during fabrication, remote
=T of in2service ferromagnetic steel tube, ET of inservice nonferromagnetic metallic tube and
ET of welds by complex plane analysis
Keywords: Pressure vessels, Eddy current testing, Tubes; Welds
概述
换热器是最常见的压力容器类型と一,主要用于石油、化工、电力、供热等各种生产过程中工作
介质之间的热量交换。换热器最常用的结构为管売式,换热金属管足必用元件之一,通过换热管可使不
同介质达到热量迅速交换的H的。通常,换热器的管売中具有流动的高温、高压、易燃、易爆和有蓐
等介质,因此,控制新制换热管的质显和及时检测在川换热管出现的腐蚀、冲蚀等壁厚减薄缺陷,对确
保換热器的安?运行分必要。
常用的换热金属筒包括铁磁性的碳钊和仚金管以及非铁磁性的不锈创创管、铜及铜仚金管、
铝及铝合金管、钛及钛合金管等。目前困内外检验这些金属管最常用的方法为涡流檢测方法,根掛金
属管的磁性特征及检测的阶段又分为制造过程中铁磁性管的沩流检測技术、制造过程中非铁磁性
金属管的涡流檢测技术、在用铁磁性钢管的远场涡流檢測技术和在用非铁磁性金属管的涡沇檢测技
术。H前域内普遄开展的是制造过程中各种金属管的涡流檢测測,并制定了如下檢測标准:
GB/T5126铝及铝合金冷抗溥壁管材涡流探伤方法
GB/T5248铜及铜合金无缝管涡流探伤方法
GB/T7735钢管涡流探伤檢验方法
GB/T12604.6无损檢测术语涡流檢测
GB/T12969.2钛及钛合金管材泑流检验法
GB/T14480涡流探伤系统性能测试方法
JB4730锅炉、压力容器及压力管道无损检测測
H前开展较多的为在用换热器非铁磁性金属管的涡流檢测工作,而在用换热器铁磁性钢管的涡
流检测工作则刚刚开始,但这方面均无现成的检测标准,目前在JB4730修订报批稿的第六部分中
山经加入这两方面的内容
国外在上:述四方面均有成熟的标准,最有代表性的为美国ASME锅炉压力容器规范第卷涡流
检测,包括制遺过程中铁磁性钢管的涡流檢测技术、制造过程屮非铁磁性金属管的渴流檢测披术和在
用非铁磁性金属管的涡流檢测技术。加拿大制定了在用铁磁性钢管的远场涡流檢测标准。
対」在用压力容器婩維表面裂纹的检测測,铁磁性材料一般采川磁粉检测,非铁磁性材料采川渗透
冷测,但这两种测方法均需要对表面进行打磨处理去掉防腐层。在实际测过程中,往往花费大量人
力物力进行打磨处理后,有95%以上的压力容器焊缝未发现任何表面裂纹,由此给压力容器用户造成
较大损失;另外,采用磁粉和渗透无法对力容器进行在线檢测。针对这些问题,人们研究山基于复平
雨分析的金属材料焊逢汭流检测技术,在有防腐层的情況下,也可采用点式探头対焊缝表雨进行快速
扫描检测。欢洲于2000年疯布了相应的检测标准们,我国也于近年来开展了这方面的应用研究作,
并研制出了相应的检测仪器2。以下针对不同检测日的,介绍流检测技术?不同检测对象应用的
特点和关键技术
2新制铁磁性钢管的涡流检测
对新彻钢管进行涡流檢测的H的,主.要是控制钢管的品质量,发现钢管上可能存在的通孔和表
面裂纹等缺陷。检测通孔的方法通常采用穿过式线圏,检测表面裂纹的方法通常采用扁平放置式线
圈。为外,由于钢管共有铁磁性,在不同的磁场强度作用ド具有不同的磁导率,因此,铁磁性钢管檢测必
须具有磁饱和装置,以使对检测线圈的检测区域施加足够岀的磁场,使其磁导率趋于常数。铁磁性钢管
涡流檢测的频率范一般在1~500kHz之间
2.1检测方法
图1为穿过式线图檢测钢管的示意图,线圈般为多线圈结构,多线圈可以是分列式或初级线
倒、双差动线圈等。此时钢管的最人外径一般<180mm,在靠近检测线圈的钢管表面上,其检测灵
敏度最高,随着与檢测线圈离的增加,冷测灵敏度逐渐降低。
次级线!初级线圈次级线园2
钢管
图
过式线圈钢管涡流枪测示意图
图2为使用扁平放置式线圈检测的示意图,图2a为线圈旋转管轴向移动的扫査方式,图2b
为钢管旋转线圈轴向移动的扫方式,使用这种方法时,钢管的外径没有限制。
旋转的平线
定的平线圈
响平线
管
钢管转
(n》平线團旋转粒测方法(b)锅管虔转梒测方法
图2扁平放置式线圈检测技术简图(螺旋式扫描
图3为采用扁半放置式扇形线对焊接管焊缝表面裂纹进行涡流检测的示意图,探头做成劇