高溫爐管無損檢測系統(tǒng)的研制與開發(fā).pdf

1、近年來隨著石油化工等領(lǐng)域的高速發(fā)展，高溫爐管在制氫和乙烯裂解裝置中被廣泛的應(yīng)用。高溫爐管長時間承受高溫、高壓、氧化剝落以及內(nèi)壁滲碳和熱疲勞等工況的作用。蠕變斷裂是高溫爐管的主要損傷形式，為防止?fàn)t管的意外爆裂，對在役爐管需定期進(jìn)行相關(guān)檢測。目前對在役爐管蠕變損傷的無損檢測手段主要為超聲檢測。大連理工大學(xué)曾于上世紀(jì)八十年代末在國內(nèi)率先開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫爐管蠕變損傷超聲無損檢測系統(tǒng)，為國內(nèi)高溫爐管的安全運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。近年來無損

2、檢測技術(shù)迅猛發(fā)展，原有的檢測系統(tǒng)設(shè)備老化陳舊，技術(shù)落后，急需對其進(jìn)行更新?lián)Q代。
　　本課題進(jìn)行了一系列的基礎(chǔ)超聲檢測實驗，來確定高溫爐管超聲檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和檢測精度。實驗首先確認(rèn)了測試系統(tǒng)的可靠性，然后利用鑄態(tài)HK40高溫爐管，并預(yù)制不同形式的人工缺陷，測試了材料的組織狀態(tài)、超聲聲程和裂紋數(shù)量對透射波聲衰減的影響規(guī)律，最后通過連續(xù)改變檢測超聲束穿越裂紋面的位置來探討現(xiàn)有檢測條件下超聲波對裂紋尺度的分辨能力。
　　蠕

3、脹檢測是本高溫爐管無損檢測系統(tǒng)新增設(shè)的檢測功能，針對現(xiàn)有的HP型耐熱鋼爐管因具有較高的高溫強(qiáng)度和延展性、管壁厚減薄（相對于傳統(tǒng)的HK型爐管），使其在高溫蠕變開裂之前會產(chǎn)生不同程度的蠕脹現(xiàn)象。論文根據(jù)爐膛的燃燒形式、膛內(nèi)爐管的分布和排列方式、管壁的受力狀態(tài)和溫度分布，和大量在役爐管蠕變開裂案例分析，設(shè)計了針對爐管蠕脹的檢測裝置，即通過連續(xù)測量爐管兩背火面之間的管徑變化來檢測整根爐管的蠕脹變形。新型蠕脹檢測裝置與現(xiàn)有的機(jī)械爬行裝置結(jié)合，既利

4、于檢測時的快速裝卡，又方便連續(xù)高效檢測。
　　傳統(tǒng)的高溫爐管超聲無損檢測系統(tǒng)采用模擬信號，其自動檢測位置或缺陷定位精度較低（厘米級）。本系統(tǒng)中采用數(shù)字信號技術(shù)，利用編碼器和計長輪組合以及脈沖無線傳輸方式，能準(zhǔn)確定位檢測或裂紋位置，精度達(dá)到毫米級。
　　新系統(tǒng)采用全數(shù)字超聲卡和便攜式計算機(jī)組合，替換傳統(tǒng)的探傷儀和記錄儀組合形式，顯著減少檢測設(shè)備的數(shù)量和重量，也方便檢測信號的處理和存儲。依靠現(xiàn)有機(jī)械爬行驅(qū)動裝置，新系統(tǒng)將蠕變裂紋