Теплообменники используются для нагрева и охлаждения различных жидкостей в широком спектре отраслей промышленности. Это особенно важно для электроэнергетики и нефтехимической промышленности, где надежность стационарного оборудования имеет первостепенное значение. Трубки теплообменника, изготовленные из аустенитной нержавеющей стали и INCONEL, например, подвержены кольцевым растрескиваниям, которые не могут быть надежно обнаружены обычными датчиками вихретокового контроля (ECT).
В этих рекомендациях по применению рассматривается, как инновационная технология матричного вихретокового контроля (ECA) способная решить эту проблему
Задача:
Обнаружение, определение размеров и расположение трещин образованных по окружности вблизи трубной решетки на неферромагнитных трубках теплообменника.
Трубки теплообменников из неферромагнитных материалов подвержены растрескиванию по окружности вблизи трубных решеток. Эти трещины вызваны, среди прочего, локальным напряжением, возникающим в процессе прокатки трубы в трубную решетку
Растрескивание по окружности очень трудно обнаружить и охарактеризовать с помощью стандартных датчиков ECT, которые в настоящее время являются нормой в отрасли для контроля труб, потому что:
- Бобинные датчики очень чувствительны к расширению трубки и ферромагнитным материалам. При анализе данных катушки катушки очень сложно выделить трещины небольшого объема из сложных сигналов, состоящих из трещин, изменений геометрии и добавленного материала.
- Вихревые токи стандартного катушечного преобразователя ECT распространяются параллельно кольцевым трещинам из-за ориентации катушки.
Общие компоненты теплообменников, имеющие эту проблему, включая нагреватели и конденсаторы питательной воды электростанций, а также теплообменники нефтехимических нефтеперерабатывающих заводов.
Конечно, операторы обменника хотят выявить течь трубок из-за этой проблемы. Однако они больше заинтересованы в том, чтобы найти трубы с признаками трещин, которые могут вырасти до 100% через стенку, пока теплообменник находится в эксплуатации
Решение:
Дефектоскоп вихретоковый Eddyfi Ectane2
Этот прибор может быть сконфигурирован практически для любого метода контроля, включая ECT и ECA.
Программное обеспечение Magnifi
Второй частью решения является программное обеспечение сбора и анализа данных Eddyfi Magnifi® для графического отображения (C-скан), ведения записей и составления отчетов.
Преобразователи ECA DefHi
Заключительной частью решения является запатентованный датчик Eddyfi DefHi®ECA. Он использует технологию ECA для точного обнаружения, определения размера и характеристики кольцевых трещин, отличая их от других нежелательных сигналов, таких как сигнал от трубной решетки и перехода ролика. В технологии ECA используется несколько отдельных катушек, сгруппированных в один датчик. Катушки возбуждаются последовательно, чтобы устранить помехи от взаимной индуктивности (то, что называется мультиплексированием). При этом катушки работают вместе, чтобы полностью охватить внутреннюю поверхность каждой трубки.
Катушки датчиков DefHi работают в режиме передачи-приема. Они дают абсолютные отклики сигнала с информацией о фазе и амплитуде. Из-за конфигурации катушки в датчике DefHi вихревые токи, протекающие в контролируемой трубе, перпендикулярны окружным дефектам, что облегчает их идентификацию.
Технологическое ноу-хау Eddyfi ECA также позволило оптимизировать расстояние между катушками передатчика и приемника, чтобы обнаруженный сигнал расширения был плоским по отношению к другим, что чрезвычайно упростило его изоляцию. Датчик DefHi также предназначен для упрощения выбора оптимальной рабочей частоты для испытуемого неферромагнитного материала, при этом сигналы трубной решетки четко различимы от сигналов растрескивания по окружности.
Операторы могут оценить длину по окружности и положение дефектов, чего не могут сделать стандартные бобины ECT.
Результаты контроля:
Magnifi использует данные контроля для создания 2D и 3D C-сканов, в которых используются цветовые палитры для различения трубных решеток и кольцевых трещин. Поскольку трубная решетка дает угловой отклик по отношению к дефектам, последние выделяются на С-сканах тем, что имеют глубину и длину по окружности, что упрощает их идентификацию и характеристику. Применение соответствующего фильтра верхних частот позволяет полностью изолировать дефекты.
Как упоминалось выше, отдельные катушки массива предоставляют информацию об амплитуде и фазе. В 2D C-скане возможность поворота фазовой составляющей сигнала является ключом к получению ответов о дефектах высокой четкости.
Фактические испытания показали обнаружение и определение размеров кольцевых трещин в трубных решетках уже при утонении 50% стенок и 30% в области пролета между опорными плитами
Преимущества:
- Очень быстрая оценка периферических трещин в наиболее сложных местах с полной трехмерной визуализацией для облегчения интерпретации.
По сравнению со стандартными катушечными датчиками ECT это решение может различать различные сложные геометрические формы внутри трубок теплообменника, что позволяет точно обнаруживать, определять размеры и характеризовать трещины по окружности небольшого объема
По сравнению с технологией вращающегося преобразователя, которая сканирует концы трубок примерно за 40 секунд на трубку, решение Eddyfi позволяет сканировать концы трубок за 5 секунд на трубку. Датчик DefHi менее чувствителен к колебаниям осевой скорости, поэтому его можно использовать как с механическим толкателем датчика, так и без него.
К другим преимуществам решения относятся:
- Количественная оценка протяженности дефектов трещин по окружности.
- Точное осевое расположение и характеристика трещинных дефектов вблизи перехода валков.
- Стандартная катушка ECT зонда DefHi может служить точкой отсчета для типичных сигналов данных ECT.
В отличие от вращающихся зондов, это решение можно использовать для исследования трубок во всю длину.
Видеть — значит верить. Персонал без обширного опыта анализа данных ECT может просматривать трехмерные данные решения и быть уверенным в результатах контроля
Как видите, технология ECA может значительно улучшить скорость и качество результатов в этом сложном приложении.
