熱交換器管子超聲相陣控探傷無損檢測

結構型式是冷凝器、蒸發器管式反應器等板式熱交換器的常見結構，是石化、電力、核工業等行業重要熱交換設備。

換熱器管子由于介質的腐蝕和沖刷磨損，容易發生一些泄漏事故，其危害性主要有：

A.影響承壓設備運行的安全；

B.造成不正常停車，縮短裝置運行周期；

C.由泄漏可能引起回路腐蝕；

D.對產品參數和質量造成影響等。

換熱器管子的無損檢測包括管子與管板焊接接頭的檢測以及管子本體的檢測，其檢測方法如下：

管子—管板焊接接頭的檢測方法：管子內壁相控陣超聲檢測；

管子—管板焊縫γ射線照相技術，受γ源活度和大小的影響，以及射線照相方法本身的局限性，管子—管板焊縫γ射線照相技術的使用成本比較高，檢測效率都比較低。一般只能對管子—管板焊縫進行抽查檢測。 

相控陣超聲的發展為管子—管板焊接接頭的檢測帶來了新的檢測思路:

相控陣探頭具有更高的檢測頻率，可以檢測更薄的管子，檢測范圍包括φ12(內徑)×1.5mm以上各種規格的管子—管板焊接接頭。

相控陣設備具有更多的成像角度，可以多方位觀察缺陷的變化；

相控陣技術的電子掃方式可以更快的覆蓋被檢區域，檢測效率更高。

本文簡要介紹利用相控陣超聲檢測技術來檢測管子—管板焊縫的方法

由于大多數換熱器管子壁厚范圍一般都比較?。?~4mm），管徑較?。é?2~φ60），加上其結構的原因，超聲檢測探頭只能在管子內部進行檢測，因此探頭必須符合兩個條件：

較高的檢測頻率，一般檢測探頭的頻率不小于10MHz，壁厚越薄，探頭的頻率越高。

專用的楔塊，不同規格的管子必須加工與管子內徑同規格的楔塊，以保證楔塊與管子內表面的聲耦合。 

相控陣超聲檢測技術原理參照相關技術資料

相控陣探頭發射多個不同角度的聲束（1~3）至楔塊反射面，如圖1，經反射面反射后入射到管壁，在管壁與管板未焊接區域，聲束在管子底面（外表面）會形成多次反射底波，在管子與管板焊接區域，則無底面反射波，如圖2。根據缺陷容易產生的部位，將聲束中心位置（聲束2）對準焊縫根部熔合線位置，以保證超聲聲束對焊縫根部的覆蓋。

當焊縫存在未熔合、熔深不足、焊縫根部咬邊以及內部缺陷時，會產生相應的缺陷信號，如果焊縫根部的管子有減薄 ，此時在焊縫根部的位置，底面波會前移，測量底波移動的距離則為減薄的深度。

上述相控陣檢測換熱器管子焊縫的技術在上海拜爾某設備上檢測，在10天時間內共計6875根管子13750個焊接接頭，除少量由于管口變形、燒穿等原因未能檢測外，其它焊接接頭經檢測，共計發現25個焊接接頭存在疑似缺陷，經與樣管人工缺陷比較，其中有4個焊接接頭減薄量超過0.5mm以上。

對其中5個缺陷相對較嚴重的焊接接頭進行射線照相，均發現存在點狀或條狀缺陷，缺陷深度約1mm。  

相控陣技術檢測管子-管板焊接接頭與射線照相比，檢測速度快，無射線作業的環保要求；但檢測過程中對管子表面、橢圓度以及檢測人員的經驗都要求較高，不同規格的管子需要加工專用的楔塊。

由于檢測探頭頻率較高(10MHz~15MHz)，探頭楔塊與管子內壁間很小的間隙都會帶來管子底波信號位置的變化，因此一般采用多次底波信號識別，結合缺陷信號位置變化的動態波識別方法，可以發現0.2mm以上的管壁減薄，以及0.5mm以上的點狀缺陷。

性能指標：

渦流檢測應符合JB/T4730.6-2005標準要求；

IRIS能檢出Φ2 × 0.2mm 平底孔以及長寬深分別為10 × 1× 0.1mm 的槽。