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用。高溫爐管長時間承受高溫、高壓、氧化剝落以及內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，為防止爐管的意外爆裂，對在役爐管需定期進行相關檢測。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。大連理工大學曾于上世紀八十年代末在國內率先開發(fā)出具有自主知識產權的高溫爐管蠕變損傷超聲無損檢測系統(tǒng)，為國內高溫爐管的安全運行做出了巨大貢獻。近年來無損

2、檢測技術迅猛發(fā)展，原有的檢測系統(tǒng)設備老化陳舊，技術落后，急需對其進行更新換代。
　　本課題進行了一系列的基礎超聲檢測實驗，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。實驗首先確認了測試系統(tǒng)的可靠性，然后利用鑄態(tài)HK40高溫爐管，并預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)新增設的檢測功能，針對現有的HP型耐熱鋼爐管因具有較高的高溫強度和延展性、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生不同程度的蠕脹現象。論文根據爐膛的燃燒形式、膛內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有的機械爬行裝置結合，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)中采用數字信號技術，利用編碼器和計長輪組合以及脈沖無線傳輸方式，能準確定位檢測或裂紋位置，精度達到毫米級。
　　新系統(tǒng)采用全數字超聲卡和便攜式計算機組合，替換傳統(tǒng)的探傷儀和記錄儀組合形式，顯著減少檢測設備的數量和重量，也方便檢測信號的處理和存儲。依靠現有機械爬行驅動裝置，新系統(tǒng)將蠕變裂紋