滲透檢測(cè)在換熱器管板上的應(yīng)用和影響因素分析

朱杰

【摘 要】本文通過對(duì)換熱器管板角接接頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，分析了該種接頭所適合的滲透檢測(cè)方法，然后分別從制造焊接工藝、缺陷性質(zhì)尺寸、滲透檢測(cè)工藝及操作上對(duì)滲透檢測(cè)靈敏度的影響因素進(jìn)行了分析，從而對(duì)管板角接接頭的滲透檢測(cè)過程進(jìn)行有效的實(shí)際控制，對(duì)于管板角接接頭的檢測(cè)靈敏度具有重要的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】換熱器管板角接接頭滲透檢測(cè)截留能力檢測(cè)靈敏度

Penetration testing in the heat exchanger tube sheet of the application and impact factors

ZHU Jie

（Turpan City Special Equipment Inspection and Testing Institute， Turpan Xinjiang 838000，China）

【Abstract】Based on the heat exchanger tube plate corner joints in the structural characteristics， analyzes the types of connectors are suitable for infiltration detection methods， and then separately from the manufacture of welding process， defects in size， penetration testing process and the operation of the penetration test factors affecting the sensitivity of the analysis to tube plate corner joints of the penetration testing process for effective practical control of the transfer tube plate joints for the detection sensitivity of important guiding significance.

【Key words】Heat exchanger tube plate corner joints retention capacity of penetration testing detection sensitivity

0 前言

管板式換熱器是石化煉油行業(yè)采用的最多的一種熱量交換設(shè)備，該設(shè)備殼體的制作和普通壓力容器的制作工序和工藝基本上一致，不同點(diǎn)就是熱器芯子在制作過程中必須按受壓設(shè)備的要求進(jìn)行制作，譬如要對(duì)管束進(jìn)行水壓試驗(yàn)，要求高的U型管換熱器還要進(jìn)行單管水壓試驗(yàn)，對(duì)于管束管子的拼接焊接接頭和管板角接焊縫要進(jìn)行無損檢測(cè)等要求。

1 換熱器管板角接接頭的特點(diǎn)和無損檢測(cè)方法的選擇

（1）換熱器管板采用厚度在60mm以上的鍛件，由于加工特性，孔和孔之間的距離比較小且孔的內(nèi)部粗糙度要求比較低。這就使得管板角接焊縫之間的距離比較小，且管子和管板之間的貼合比較緊密。此時(shí)采用常規(guī)的磁粉檢測(cè)和超聲檢測(cè)是無法保證磁極和探頭具有良好的接觸耦合，使得磁通和超聲波束無法進(jìn)入被檢工件中。磁粉檢測(cè)的觸頭法可以，但對(duì)于密封要求高的管板上的隔板槽極容易造成打火燒傷現(xiàn)象，影響管板密封槽與管箱上的隔板之間的密封。

（2）換熱器管板角接接頭的另一特點(diǎn)是管板厚，管徑小且比較薄，二者之間的厚度差比較大，采用常規(guī)的射線檢測(cè)方法，散射比較嚴(yán)重，如果不采取特殊措施，照相底片的影像質(zhì)量極差。盡管采用微小的Ir192放射源，再加上一些特殊的工藝可以保證底片影像質(zhì)量，但考慮到管板角接接頭數(shù)量大檢測(cè)效率低和安全問題，生產(chǎn)單位采用這種方法的幾率還是很低的。

（3）結(jié)合上述分析，對(duì)于換熱器管板角接接頭的無損檢測(cè)，我們采用的是滲透檢測(cè)。

2 工藝制造對(duì)滲透檢測(cè)靈敏度影響的關(guān)鍵因素

滲透檢測(cè)的靈敏度主要取決于滲入缺陷內(nèi)的滲透劑及其保留在缺陷內(nèi)滲透劑的數(shù)量。影響因素有焊接因素；焊后脹接工藝因素；水壓試驗(yàn)因素；管板表面污染程度等。

3 制造工藝造成的不同缺陷的開口寬度的影響

通過上述分析我們可以看出，缺陷對(duì)滲透劑的截留能力不僅僅取決于上述因素，而且還和表面開口缺陷的寬度等因素有關(guān)。這里我們主要分析表面開口缺陷的尺寸對(duì)滲透檢測(cè)中滲透劑的滲入量的影響。

實(shí)際缺陷類型及形狀很復(fù)雜，尺寸一般為上寬下窄，并非理想毛細(xì)管形狀。在管板角接接頭的制造焊接過程中，由于采用的是氣體保護(hù)焊，并在焊后進(jìn)行脹接，使得裂紋和氣孔出現(xiàn)幾率最高。我們以常見裂紋為例，有貫穿性裂紋和非貫穿性裂紋。非貫穿性裂紋在滲透時(shí)容易封閉氣體，導(dǎo)致密封壓強(qiáng)增大，從而影響進(jìn)入缺陷內(nèi)的滲透劑。

由通孔毛細(xì)管液柱上升高度公式h=2αcosθ/ρgr，我們不難看出，角接焊縫上的缺陷是否貫通、缺陷的開口寬度對(duì)滲透檢測(cè)滲透劑的截留量的影響。同時(shí)可以看出由半通裂紋模型推導(dǎo)出的半通滲透理論，和貫通缺陷是有區(qū)別的。所以在滲透前首先應(yīng)了解被檢工件缺陷大致類型，確定滲透方式和滲透時(shí)間，其次將預(yù)處理工件加熱，降低缺陷內(nèi)部空氣密度。缺陷內(nèi)部空氣遇冷時(shí)，壓強(qiáng)降低，有利于滲透液的滲入。在滲透時(shí)將工件適當(dāng)震動(dòng)，排除缺陷內(nèi)氣體，也有利于增大滲入量。

4 滲透檢測(cè)劑影響因素分析

進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí)，應(yīng)在保證檢測(cè)靈敏度和同族組要求的前提下，不僅要考慮被檢工件的制造工藝及其影響滲透檢測(cè)的制造因素，還要考慮制（下轉(zhuǎn)第168頁(yè)）（上接第166頁(yè)）造過程中可能會(huì)產(chǎn)生哪些缺陷以及被檢工件的材質(zhì)、工件的表面狀態(tài)、工件的表面溫度，同時(shí)還要考慮所選滲透檢測(cè)劑能夠彌補(bǔ)制造過程中產(chǎn)生的不利因素，然后再對(duì)所選擇的檢測(cè)方法和滲透檢測(cè)劑進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、安全、腐蝕性、穩(wěn)定性、可清洗性等方面進(jìn)行綜合考慮。

5 其他操作因素的影響分析

在整個(gè)滲透檢測(cè)工藝的過程中，不僅僅是管板角接接頭自身加工工藝和由加工制造工藝所帶來的影響比較嚴(yán)重，也并不是我們選擇好的滲透檢測(cè)劑就完全可以彌補(bǔ)和保證滲透檢測(cè)的整個(gè)靈敏度，而是在整個(gè)檢測(cè)過程中除了上述因素的影響之外，還包括對(duì)工件的預(yù)處理方法、滲透時(shí)的時(shí)間和溫度、去除多余滲透劑時(shí)操作者的手法、顯像后的觀察條件及其操作觀察者自身的綜合素質(zhì)能力等因素，均影響著滲透檢測(cè)的靈敏度，但這些因素的影響，和常規(guī)滲透檢測(cè)的影響是一樣的，我們可以結(jié)合JB/T4730的要求，通過實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的豐富，基本上可以把他們的影響降低到最低限度，使?jié)B透檢測(cè)的靈敏度得到一定程度的提高，確保滲透檢測(cè)的可靠性。

6 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)分析可以看出，滲透方法檢驗(yàn)缺陷能力不僅與被檢工件的材料、加工方法和表面狀態(tài)有關(guān)，而且與缺陷深度、寬度和外界大氣壓有關(guān)，還與缺陷的空間位置及是否貫穿有關(guān)。同時(shí)，還與我們選取的滲透檢測(cè)劑的類型及其操作過程中的相關(guān)因素都有著極大的關(guān)系。對(duì)于同樣材料和同樣的缺陷，如果上述的任何一個(gè)因素的改變，都可以導(dǎo)致出現(xiàn)不同的檢測(cè)結(jié)果。由此可見，要提高滲透檢測(cè)靈敏度，缺陷內(nèi)滲透液應(yīng)盡可能提升。endprint