換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。被廣泛應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，本文主要探討在役非鐵磁性不銹鋼換熱管渦流檢測(cè)在實(shí)際使用中常見的問題。

1概述

（1）換熱器簡(jiǎn)介。換熱器是化工、石油、鋼鐵、汽車、食品及其他許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。然而在生產(chǎn)使用的過程中，不銹鋼換熱管由于選材、加工制造、使用等眾多因素的影響，換熱器的失效卻屢見不鮮。常用的換熱金屬管包括鐵磁性的碳鋼和合金鋼鋼管以及非鐵磁性的不銹鋼鋼管、銅及銅合金管、鋁及鋁合金管、鈦及鈦合金管等。通常，換熱器的管殼中具有流動(dòng)的高溫、高壓、易燃、易爆和有毒等介質(zhì)，因此，易出現(xiàn)腐蝕、沖蝕、開裂等缺陷。

（2）常規(guī)渦流檢測(cè)原理。當(dāng)載有交變電流的檢測(cè)線圈靠近導(dǎo)電試件時(shí)，由于激勵(lì)線圈磁場(chǎng)的作用，試件中會(huì)產(chǎn)生渦流，而渦流的大小、相位及流動(dòng)形式將對(duì)試件導(dǎo)電性能產(chǎn)生影響，同時(shí)產(chǎn)生的渦流也會(huì)形成一個(gè)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)反過來又會(huì)使檢測(cè)線圈的阻抗發(fā)生變化。因此，通過測(cè)定檢測(cè)線圈阻抗的變化就能判斷出被檢試件的性能及有無缺陷等。

（3）儀器介紹。本文使用的檢測(cè)器材為廈門愛德森公司EEC-39RFT智能全數(shù)字式四頻遠(yuǎn)場(chǎng)渦流儀，具備兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測(cè)試通道，可同時(shí)獲得四個(gè)絕對(duì)、四個(gè)差動(dòng)的渦流信號(hào)。具有64 Hz至5 MHz的可變頻率范圍，能有效抑制在役檢測(cè)中由支撐板、凹痕、沉淀物及管子冷加工產(chǎn)生的干擾信號(hào)。

（4）渦流檢測(cè)在石油化工檢驗(yàn)檢測(cè)工作的發(fā)展。渦流檢測(cè)作為新興的電磁檢測(cè)手段，自引入后，通過逐步推廣，已成功應(yīng)用于上海石化多個(gè)事業(yè)部（如芳烴部、化工部、滌綸部、煉油部、精細(xì)化工部）的空冷器、不銹鋼換熱管的檢測(cè)中。

2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)中影響精度的因素

（1）不銹鋼換熱管檢測(cè)前清洗。換熱器經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，管內(nèi)都會(huì)存在大量的生產(chǎn)產(chǎn)物并結(jié)垢，甚至堵塞管子，造成合適的檢測(cè)探頭不能插入。更重要的是，管內(nèi)的結(jié)垢和磁性污物會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磁性干擾信號(hào)，直接造成檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確度的大幅降低。因此，在檢測(cè)前對(duì)所測(cè)列管是否進(jìn)行充分、徹底的清洗(必要時(shí)用高壓射流反復(fù)清洗)將直接影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）被測(cè)管材質(zhì)質(zhì)量的影響。由于渦流檢測(cè)需根據(jù)實(shí)際不銹鋼換熱管的材質(zhì)規(guī)格加工檢測(cè)所需對(duì)比試樣，即使是相同規(guī)格材質(zhì)的鋼管，由于生產(chǎn)條件的差異，導(dǎo)致的材質(zhì)密度，均勻性等方面的差異有可能會(huì)在檢測(cè)過程中產(chǎn)生不同程度的信號(hào)干擾，影響缺陷判定。因此，在制作樣管時(shí)，應(yīng)選取接近被測(cè)管材材質(zhì)的鋼管進(jìn)行樣管制作。

（3）缺陷差異所帶來的干擾。由于渦流檢測(cè)的電磁場(chǎng)是沿著不銹鋼換熱管方向進(jìn)行傳播的，因此渦流檢測(cè)對(duì)于軸向缺陷的響應(yīng)靈敏度要低于對(duì)軸向缺陷的響應(yīng)靈敏度?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)中，如果軸向缺陷較?。ㄈ?/span>0.5 mm軸向裂紋），就有可能發(fā)生漏檢的情況；同理，旋轉(zhuǎn)探頭對(duì)環(huán)向缺陷有可能發(fā)生漏檢的情況。

3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中易產(chǎn)生干擾的因素及處理

（1）管板與折流板影響。由于換熱器大多具有管板和折流板的結(jié)構(gòu)，因此在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，折流板和管板信號(hào)會(huì)給缺陷判定來帶一定影響。

在實(shí)際操作中，我們通過混頻的方式來降低折流板帶來的影響，具體如圖1所示（2014年9月拜耳材料科技（中國(guó)）有限公司現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，不銹鋼換熱管規(guī)格為Φ57×2.5 mm，材料為316 L）?？梢姡瑢?duì)折流板信號(hào)進(jìn)行混頻后，折流板信號(hào)幾乎消失，然而對(duì)比圖中的缺陷1信號(hào)，可見，缺陷信號(hào)在混頻后也會(huì)發(fā)生縮小的情況，在阻抗窗口對(duì)比缺陷1信號(hào)如圖2所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，在相同增益（34 db）的條件下，缺陷1的相位角與幅值均發(fā)生了變化。由此可以確定，經(jīng)過混頻后，缺陷信號(hào)在混頻通道中會(huì)減弱。因此，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，折流板處的檢測(cè)會(huì)因?yàn)榛祛l發(fā)生精度下降情況，甚至有可能發(fā)生小缺陷漏檢的情況。在檢測(cè)中，在折流板附近的缺陷信號(hào)由于折流板信號(hào)的干擾和疊加，往往會(huì)發(fā)生相位角的偏轉(zhuǎn)，給辨別帶來困難。如條件允許，檢測(cè)方可制作相同材料及規(guī)格的折流板后，將樣管插入折流板進(jìn)行混頻，然后進(jìn)行缺陷對(duì)比，有助于提高缺陷判定的準(zhǔn)確度。管板處由于與換熱管之間有焊接結(jié)構(gòu)，因此，管板信號(hào)在信號(hào)圖中非常巨大，無法采用混頻的方式進(jìn)行消除（如強(qiáng)行進(jìn)行混頻操作，混頻后上圖樣管僅有外壁環(huán)形槽缺陷有微弱響應(yīng)信號(hào)）。因此，在管板連接處的信號(hào)判別難度較大，檢測(cè)方應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)判斷出管板附近的檢測(cè)有效距離（實(shí)測(cè)EEC-39RFT的有效距離為50 mm，即距離管板50 mm以上區(qū)間可檢測(cè)），并且需提前告知使用單位。

（2）各種信號(hào)干擾。由于渦流探頭在不銹鋼換熱管中的晃動(dòng)，材質(zhì)的不均勻等等，不銹鋼換熱管中往往充滿了具有相同或相近特性的干擾信號(hào)，此類信號(hào)的相位角接近，幅值則有大有小，在阻抗圖中的覆蓋面積也有不同。當(dāng)晃動(dòng)信號(hào)等干擾信號(hào)過大時(shí)，則有可能將部分小缺陷湮滅。

在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)盡可能將此類影響降至最低（如清洗不銹鋼換熱管、降低檢測(cè)不銹鋼換熱管拉出速度、更換檢驗(yàn)設(shè)備及探頭、使用不影響檢測(cè)性能的軟性材質(zhì)包覆探頭以減少晃動(dòng)等）。如無法消除或減輕干擾信號(hào)影響，應(yīng)對(duì)比試樣的通孔缺陷信號(hào)相位幅值，確定干擾信號(hào)影響范圍，如干擾信號(hào)已能夠影響到對(duì)比試樣上的通孔缺陷，且干擾信號(hào)無法消除或減弱時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)告知使用單位。當(dāng)干擾信號(hào)無法排除時(shí)，缺陷信號(hào)有可能被干擾信號(hào)覆蓋湮滅，對(duì)信號(hào)分析帶來非常大的影響，此時(shí)對(duì)缺陷的判定需要對(duì)不銹鋼換熱管整體信號(hào)進(jìn)行逐段拆解分析，觀察阻抗平面圖內(nèi)，電勢(shì)信號(hào)的行動(dòng)軌跡進(jìn)行缺陷判定，必要時(shí)需采用其他補(bǔ)充方式進(jìn)行缺陷確認(rèn)（如內(nèi)窺鏡，旋轉(zhuǎn)超聲等）。

4總結(jié)

（1）渦流檢測(cè)能有效得檢測(cè)出不銹鋼換熱管中的絕大部分缺陷，但是仍舊有可能有缺陷漏檢的情況發(fā)生。

（2）對(duì)于無法避免的干擾因素（如檢測(cè)盲區(qū)、針孔沙眼等細(xì)小缺陷等），應(yīng)提前告知設(shè)備使用單位。

（3）渦流檢測(cè)者應(yīng)當(dāng)了解被檢設(shè)備結(jié)構(gòu)、并做好與使用單位的溝通和準(zhǔn)備工作，將可降低的干擾性因素降到最低，并盡可能排除因設(shè)備結(jié)構(gòu)因素引起的干擾。在發(fā)現(xiàn)大量相同部位的可疑信號(hào)后，應(yīng)及時(shí)做好與使用單位的溝通工作，了解設(shè)備信息后進(jìn)行判斷。

（4）不銹鋼換熱管檢測(cè)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守《承壓設(shè)備無損檢》中的要求，本文中使用的探頭為插入式探頭，在實(shí)際檢測(cè)中可使用旋轉(zhuǎn)探頭和插入探頭交替使用的方式來提高檢測(cè)精度。如發(fā)現(xiàn)可疑信號(hào)，可使用其他輔助手段進(jìn)行確認(rèn)（如內(nèi)窺鏡、旋轉(zhuǎn)超聲等）。