压力容器无损检验中的涡流检验技术

木合塔尔·买买提依明，阿里玛斯·阿里木

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆乌鲁木齐830011）

压力容器无损检验中的涡流检验技术

木合塔尔·买买提依明，阿里玛斯·阿里木

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆乌鲁木齐830011）

在实际生产中，对压力容器的检验，是保证产品质量的主要措施，常规手段一般都会对容器有所损坏。由于绝大部分在用压力容器不能进行有损的检验，所以压力容器无损检验技术被广泛运用，其中的涡流检测技术在实际生产中具有相当好的效果，非常适用于压力容器的无损检验。

压力容器；无损检验；涡流检验

换热器是常见的压力容器，通常用于石油、化工、供热等行业。管壳式是最常见的换热器结构，换热金属管是换热器的必用元件，但是换热器的管壳中具有流动的高压、高温、易燃、易爆和有毒介质等，容易对金属管造成冲蚀和腐蚀，因此及时检测和控制新制换热管的质量，对换热器的安全运行来说十分重要。而目前的检测技术来说，涡流检测是最主要的检测方式，具有效率高，精度高等优点，对节省工作时间和提高生产效率有很大帮助。

1 涡流检验技术的概述

涡流检测技术是工业上无损检测的方法之一，在一个线圈中通入交流电，那么线圈中的电流不会发生变化，如果把这个通电的线圈靠近工件，此工件中就会出现涡流现象，通电线圈中电流也会出现变化，工件中涡流的大小会受到工件中缺陷的影响，同理，通过电圈中电流的变化也可以判定出工件中是否存在缺陷。

涡流技术的优势是使用涡流检测时，线圈并不需要与被测物体进行接触，就可以进行检测，速度快，效率高，有利于实现检测的自动化。其缺点是对形状复杂的工件，检验效果不好，检测范围小，只能对导电材料的表面和近表面缺陷进行检测，检测容易受影响[1]。

2 针对新制铁磁性钢管的涡流检测

控制钢管成品的质量是钢管生产中最重要的目的，而为了保证质量，进行检测必不可少，目前最有效的手段就是涡流检测。新制钢管表面一般都会存在裂纹和通孔等，而这些缺陷很难通过简单的观察发现，所以涡流检测的作用就体现出来。通孔和裂纹的检测方法不同，不同之处在于线圈，检测通孔采用的线圈方式是穿过式，而扁平放置式线圈则一般不适用于对通孔的检测，另外一种方式是扁平放置式，这种方式对表面裂纹的检测效果很好。磁场强度会对钢管的磁导率产生影响，在不同的磁场强度下，钢管的磁导率也会有所不同。所以针对铁磁性钢管的检测，需要使用其他的辅助装置，也就是磁饱和装置，它的主要作用就是对检测区域施加磁场，维持钢管的磁导率的正常[2]。

2.1 对钢管的多种检测方法

使用穿过式线圈对钢管进行检测时，通常使用多线圈的结构。钢管的最大外径一般≥180 mm，检测的灵敏度和距离有很大关系，当检测线圈靠近钢管表面时灵敏度最高。随着钢管和线圈之间距离逐渐的增加，其灵敏度相应地变低。焊接钢管一般存在的问题在焊缝上，焊缝表面经常会有裂纹出现，对焊缝表面的裂纹的检测，也需要涡流检测，常采用的是扁平放置式扇形线圈进行检测。为了能使焊缝在偏转的情况下也能正常扫查，放置式线圈需要有足够的宽度，所以把探头做成了扇形。

2.2 试样对比是涡流检测的重要环节

试样对比对涡流检测十分重要，进行试样对比的一个重要目的就是对涡流仪器的灵敏度进行调试和调节，以确保涡流检测的精准。在进行对比试样的选择时，也有很多需要特别注意的地方，要求试样要与被检对象具有相同性能、状态等特征，另外规格和牌号等也要尽量相同或相近。对比试样上采用的人工缺陷通常会选择刻槽和通孔。通孔在的制作时需要注意在试样钢管上要均匀分布3个通孔，如果是焊接钢管，还要注意有一个通孔必须要位于焊缝上，其次在对比试样钢管端部位置[3]，需要加工出两个通孔，且这两个通孔的尺寸要完全相同，其主要作用是用于对端部效应的检测。

可见，采用涡流检测新制铁磁性钢管检测可以获得钢管的导电率、缺陷，材质情况，以及尺寸等，且检测效果较好。

3 新制非铁磁性金属管的涡流检测

非铁磁性金属管种类多，常用的金属管有铜合金、铝合金和钛合金无缝管等。对新制管材进行检测的方式一般也为涡流检测，因为涡流检测能高效检测出非磁性金属管上存在的多种缺陷。对铁磁性金属管的检测与非铁磁性金属管不同，对于铁磁性金属管的检测，通常使用外穿过式线圈，在对非铁磁性金属管进行涡流检测中，不需要磁饱和装置的辅助，但如果检测对象是铜镍合金管材，同样会用到磁饱和装置。总之，采用涡流检测对新制非铁金属管检测，检测步骤比较简便，效率高，可以检测出各种类型的缺陷。

4 对在用换热器铁磁性钢管的检测

由于在用换热器管的状态和性质与新制钢管有较大的差异，所以其检测方式和使用的仪器也有很大不同，位移能采用的方式是使用内穿过式探头，一旦遇到钢管的口径较小的情况，就会对磁饱和装置的使用造成阻碍，使检测难以高效进行。因此对于在用换热器铁磁性钢管的检测，通常不使用常规的涡流检测技术，目前主要采用远场涡流的方式对其进行检测，效果较好。

4.1 检测设备要求

远场涡流检测仪器通常采用低频激发，频率范围为10 Hz~5 kHz，探头内设置有两种线圈，一种是检测线圈，另一种是远场涡流激励线圈，两种线圈相隔的距离为管内径的两到三倍。

4.2 检测过程

首先要做的是对在用铁磁性钢管内表面进行清洗，使用远场涡流检测对比试样时，先要对频率和参数进行调整，对电磁场进行检测是否能够穿透管壁。仪器的连续平衡速率要与探头的移动速度相适应，这样做的目的是使系统的灵敏度达到监测要求。检测时要保持探头的速度平稳。使用从远场涡流检测对比试样获得的数据作为缺陷检测的标准，用来判断被检管是否存在缺陷。

采用远场涡流检测技术来检测在用换热器铁磁性刚管，解决了常规检测方法中所遇到的问题，检测精度高。

5 焊缝表面裂纹的涡流检测

金属压力容器在长时间的使用后，一般都会出现不同情况的缺陷，金属压力容器由于经常受疲劳载荷、各种应力，还会受到内部工作介质或外部工作环境的作用，在焊缝和热影响区这些位置非常容易出现各种各样的缺陷，例如会产生不同程度的腐蚀和开裂等。目前对其表面裂纹检测最有效的方法有两种，一种是渗透检测，另一种是磁粉检测。这两种检测方法的精准度都很高，检测结果较为准确。但是这两种方法都有一定的局限性：检测时对检测区域的表面有一定要求，那就是其表面必须要进行打磨处理，因为容器表面有很多喷涂、油漆等氧化物或者防腐层，只有在去除这些杂质之后才能进行有效检测。在实际的生产检测中，打磨会增加压力容器检验的时间和费用，降低生产效率，还会减小了压力容器焊缝部位壳体的壁厚，容易破坏容器或者使容器失效。

排除了渗透检测和磁粉检测的方法，涡流检测成了最佳选择，使用涡流检测技术可以不对容器表面进行打磨。虽然这样，但常规涡流方法仍然无法对焊缝裂纹起到很好的效果，主要原因是高温熔合时，焊缝会产生铁磁性变化，焊缝的表面会有磁干扰，在磁干扰影响下，检测无法有效进行。为了解决这些问题，基于复平面分析的金属材料焊缝涡流检测技术被推广和投入使用，这种技术解决了焊缝检测时的多种问题，对焊缝检测十分有效。

最新推出的涡流检测技术对金属焊缝的检测更加方便，且突破了其他检测方法的局限性，效果良好。

6 结束语

压力容器无损检验技术已经被成熟运用于生产和实验中，其中运用涡流检验技术检验压力容器的技术也在逐渐成熟。压力容器使用过程中的涡流检测技术包括铁磁性钢管涡流检测技术和非铁磁性金属管材的涡流检测技术。

[1]李世伟，柏勇，孙茂荣，等.反应堆压力容器主螺栓螺母超声检测控制软件的设计与实现[J].机械与电子，2014，（9）：71-73.

[2]丁俊萍.压力容器无损检测技术探讨[J].城市建设理论研究，2013，（10）：20-20.

[3]马成军.对压力容器无损检测技术应用的探讨[J].化工管理，2015，（23）：166-166.

Pressure Vessel Nondestructive Inspection Eddy Current Testing Technology

MU HE ta er·mai mai ti yi ming，A Li masi·a li mu
（Special Equipment Inspection Institute of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi Xinjiang 830011，China）

In actual production，the inspection of pressure vessels is the main measure to ensure the quality of products，conventional means generally the container is damaged. Since most of the pressure vessel can not be detrimental to the test，so the pressure vessel non-destructive inspection techniques are widely used，including eddy current testing technology and have achieved very good results in actual production，ideal for non-destructive testing of pressure vessels .

pressure vessel；non-destructive testing；eddy current inspection

T H878

A

1672-545X（2016）09-0194-03

2016-06-07

木合塔尔·买买提依明（1987-），男，新疆乌鲁木齐人，本科，助理工程师，研究方向：压力容器涡流检测。