脉冲涡流现场应用分析

张渊博

(洛阳欣隆工程检测有限公司 ， 河南 洛阳 471012)

0 前言

近年来随着我国能源市场不断发展，炼化企业装置建设越来越多，压力管道的腐蚀也变成了重点讨论对象[1]。压力管道内部因为液体冲刷、气体腐蚀等原因使管道内部出现大面积的减薄腐蚀。在这些压力管道内部只要出现这些情况，就需要及时更换减薄腐蚀部位的管件，否则容易出现管件泄漏或者“爆管”等严重事故发生。轻则造成经济损失、环境污染，重则出现安全事故，造成人员伤亡。所以，相关的管道负责部门需要及时对压力管道易腐蚀部位进行全面腐蚀扫查，提前监测腐蚀情况，做出相对应的处理办法，降低因减薄腐蚀发生的意外在压力管道事故发生的比例。脉冲涡流检测技术具有检测效率高，无需拆除保温棉，装置不停车检测，检测准确率高等优点。针对脉冲涡流设备德朗DPEC-17在石油化工生产装置中现场检测进行了综合性分析。

1 脉冲涡流技术原理

脉冲涡流对壁厚的减薄扫查技术归于电磁检测范围内，脉冲涡流检测对缺陷形状不敏感，能检测出“带有覆盖层(保温层、保冷层、保护层等)”的金属构件的壁厚腐蚀或其他厚度减薄缺陷[1]。能在设备处于运行状态(高温、低温、内有物料等)时进行检测。可对碳钢、低合金钢等铁磁性金属材料和不锈钢、铝合金等非铁磁性金属材料进行检测。被检材料形状可以是板材、直管、弯头、罐体。工作原理是以脉冲电流激励代替传统电流激励，在导体外产生脉冲磁场，使导体内感应出脉冲涡流，通过检测此脉冲涡流电磁场的衰减过程，来测量壁厚的腐蚀程度。 脉冲涡流检测原理见图1。

图1 脉冲涡流检测原理

2 脉冲涡流现场检测分析

脉冲涡流检测时现场应具备检测条件，管道过高时应搭设脚手架使具备检测条件，管道如有保温层时应查看保温层的包覆层是否有铁丝缠绕或包覆层内是否存在铁磁性杂物。包覆层的厚度与检测灵敏度也有关系，如果包覆层厚度过厚，探头的能量达不到则无法穿透，包覆层厚度不均匀也可造成检测数据不准确，从而无法完成检测要求。因DPEC-17设备的探头底部是接触高温易融化的塑料材质，在高温裸管检测时应避免探头与管道的直接接触，在检测时应需保温棉在探头底部垫好。现场检测遇到管径厚度突然升高或者突然减薄时，应检查被检管件包覆层内是否夹杂铁丝、铁屑螺丝等异物，检查管件材质是否正确(检测时探头的选择是根据管件的厚度与材质进行选择，如果材质错误导致探头选择错误，检测结果也没有准确性)，铁磁性物品容易对探头进行干扰，使其检测结果不准确。如果铁磁性杂物存在的越多，对检测结果的影响就越大，检测厚度往往会变得越小。

现场检测时在被检测弯头中随机挑选了4组弯头，1#、4#为不锈钢材质，2#、3#为碳钢材质，在有保温棉和没有包覆层的情况下,进行了铁磁性夹杂物对检测结果影响的对比试验。检测中发现1#～4#弯头保温棉内有缠绕铁丝(保温棉能够牢靠地包裹着管道需要铁丝缠绕)，分别对4组弯头进行了检测。标定位置没有铁丝，标定厚度均为裸管实测厚度，4组弯头侧弯部位在有铁丝的情况下厚度分别是：1#弯头5.1 mm、2#弯头5.4 mm、3#弯头2.9 mm、4#弯头35.4 mm(检测时数据跳动比较厉害，分别取了中间值为参考值)。给铁丝拆后再次标定(标定数据与之前标定数据相同)，再次检测侧弯部位，监测数据分别是：1#弯头8.1 mm、2#弯头8.3 mm、3#弯头5.2 mm、4#弯头39.2 mm(无铁丝情况下数据不再跳动相对稳定)。在有铁丝和无铁丝情况下厚度分别出现偏差：1#弯头相差3 mm，2#弯头相差2.9 mm，3#弯头相差2.3 mm，4#弯头相差3.8 mm。现场裸管实测厚度与无铁丝情况下数据相差：1#弯头相差0.2 mm，2#弯头相差0.1 mm，3#弯头相差0.17 mm，4#弯头相差0.08 mm(脉冲涡流检测无法精准检测最薄区域，只能定位最薄区域所在位置)。4个弯头保温棉厚度相同，实测厚度位置与脉冲涡流检测位置相同，如表1所示。

表1 现场检测数据对比 mm

因脉冲涡流设备扫查壁厚是否存在减薄是根据管件自身的最厚处(或设计壁厚)和最薄处的对比来判断管件壁厚是否存在腐蚀的，所以在检测时必须先对管件进行标定。标定时需使用测厚仪对管件不易腐蚀部位(如果标定厚度不是最厚的，那么影响后续的检测结果)进行实际测厚(为了检测数据能够更准确，可先用测厚仪测得标定位置厚度。如果现场情况复杂，如有管道温度过高或者保温棉无法拆除等情况，可根据设计壁厚进行标定，在检出最薄区域时查看减薄比例来判断腐蚀情况)，根据测厚仪的现场数据在标定点进行标定。标定的部位表面保温棉里面应没有铁磁性杂物(铁丝、铁屑、螺丝)，如果存在铁磁性杂物则会造成标定位置数据跳动幅度过大，一个点出现多组数据干扰判断，如果不重新标定的话在后续检测中数值将会全部存在误差，没有足够的准确性。标定后需要在标定点进行3～4次检测，检测数据上下浮动时，应检查保温棉下是否有铁磁性杂物。对杂物进行清理或换部位进行标定(更换部位时注意标定部位厚度不允许比原标定部位厚度薄)。检测数据与标定数据一致时，对被检部位进行全面扫查。扫查结束后应对减薄严重部位进行测厚，测厚仪在最薄区域找出最薄点，确保扫查数据准确。扫查时遇到扫查数据比标定值高的情况，需要对该部位进行重新标定(如果检测结果高于标定值，那么扫查的减薄率就存在误差)，标定后重新扫查。在一些在役时间长的管线中，包覆层难免会出现一些厚度变化，弯头的下方可能会变厚，也可能会受到某些外力挤压在包覆层和包裹层中间出现空隙，这些都是需要在检测的过程中去了解、观察和发现的地方。

3 结束语

脉冲涡流探头使用灵活，可在狭小的空间进行腐蚀扫查。适合在石油化工生产装置中进行不停车检测，在检测时应分析现场情况，做出相应的调整。再配合超声波测厚仪对脉冲涡流检测的腐蚀部位进行精准的定位，找到严重腐蚀点并记录最薄点厚度，才能发挥脉冲涡流腐蚀扫查最大的优势。