基于脉冲涡流检测技术的保温...工艺管道腐蚀缺陷检出率研究_童远涛.pdf
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1、应用研究0 引言长期服役的工艺管道内容易发生杂质沉积与微生物滋生等问题,进而发生垢下腐蚀或细菌腐蚀导致管道内壁产生缺陷,腐蚀缺陷主要为沟槽、坑蚀导致的局部壁厚减薄和腐蚀。近年来,脉冲涡流扫查检测技术逐渐被应用于石油石化工艺管道腐蚀缺陷检测工作,主要利用脉冲涡流技术产生的瞬变电磁特征对金属管道的体积缺损率的敏感性较强的特点,特别是对于保温层下的工艺管道腐蚀缺陷检测具有较大优摘 要 脉冲涡流检测技术被逐渐应用于石油石化工艺管道腐蚀缺陷检测领域,特别是对于保温层下的工艺管道腐蚀缺陷的检测。为了明确脉冲涡流检测技术对保温层下工艺管道腐蚀缺陷检出效果,通过实验设计与测试分析,得出结论。对保温层厚度为60
2、 mm,铝皮厚度为0.25 mm的缺陷进行检测,脉冲涡流技术可以对部分缺陷检出判定,评估的结论为:穿孔直径2 mm,检出精度可以达到 100%,腐蚀坑直径7 mm,检出精度可以达到 100%。关键词 脉冲涡流 工艺管道 腐蚀缺陷 检出精度中图分类号 TE 973 DOI:10.16759/ki.issn.1007-7251.2023.08.004Research on the Detection Rate of Corrosion Defects in Process Pipelines under Insulation Layer based on Pulse Eddy Current Te
3、sting TechnologyTONG YuantaoAbstract:Pulse eddy current testing technology was gradually being applied to the field of corrosion defect detection in petroleum and petrochemical process pipelines,especially for the detection of corrosion defects in process pipelines under insulation layers.To clarify
4、 the effectiveness of pulse eddy current testing technology in detecting corrosion defects in process pipelines under insulation layers,conclusions were drawn through experimental design and testing analysis.Defects with an insulation layer thickness of 60 mm and an aluminum skin thickness of 0.25 m
5、m were detected.Pulse eddy current technology could detect and judge some defects,and the evaluation conclusion was:perforation diameter 2 mm,detection accuracy could reach 100%,corrosion pit diameter 7 mm,the detection accuracy could reach 100%.Key words:Pulse eddy current;Process pipeline;Corrosio
6、n defects;Detection accuracy童远涛*(中海石油(中国)有限公司海南分公司)基于脉冲涡流检测技术的保温层下工艺管道腐蚀缺陷检出率研究*童远涛,男,1984年生,本科,工程师。海口市,570311化工装备技术12第 44 卷第 4 期 2023 年 8 月2023 年 8 月13势,该技术可以不拆除保温层,直接对工艺管道进行快速检测。为了进一步明确脉冲涡流检测技术对保温层下工艺管道腐蚀缺陷检出情况,本文设计了相关实验,选取平台工艺管道常用的保温层形式(岩棉保温层厚度为 60 mm 及铝皮厚度为 0.25 mm),通过测试对比分析,得出该检测技术在一定保温层下的检出效果。
7、1 脉冲涡流检测技术1.1 技术原理脉冲涡流检测系统由 3 个部分组成:激励信号源模块,由激励线圈与磁传感器组成的探头模块和调理采集检测信号模块。脉冲涡流检测系统的工作原理与具体流程如下:(1)激励信号源负责产生脉冲方波信号,该信号可以任意调节频率和占空比,为了增加脉冲方波信号的带载能力,激励信号源同时负责将脉冲方波信号的功率放大;(2)被激励的脉冲方波信号进入探头模块,探头模块中的激励线圈感生出激励磁场,在磁场的作用下,被测金属试件内部会产生对应的感应电涡流,电涡流在被测金属试件内部流动,产生涡流感应磁场;(3)该涡流感应磁场的测量工作由探头模块中的磁传感器完成,在涡流感应磁场的作用下,磁传
8、感器会输出对应的瞬态电压信号,该瞬态电压信号数据值较小,通常不在信号采集模块的量程范围内,因此需要使用调理电路对其进行数据放大,调理电路同时负责去除瞬态电压信号中的无用直流分量;(4)信号采集模块采集调理电路输出信号并进行存储以便后期进行分析处理。1.2 技术特点与超声检测技术相比,脉冲涡流检测技术具有不使用耦合性,无需对保温层进行拆除等优势;与射线检测技术相比,其具有无需使用放射源等优势。脉冲涡流检测技术更加环保,更有利于保护相关工作人员的生命安全。根据傅立叶变换定理,脉冲方波信号可分解为许多频率不同的谐波分量。因此,在不改变信号频率的条件下,脉冲涡流检测技术可以通过检测信号获得较大面积区域
9、的被测金属试件表面及亚表面信息。同时,脉冲涡流检测获得的检测结果几乎不受线圈移动速度的影响,这个特点使得脉冲涡流检测技术与其他检测技术相比,具有很高的检测效率。脉冲涡流检测技术所加载的方波信号的衰减速度明显小于常规涡流检测技术加载的正弦信号,因此脉冲涡流检测技术可检测腐蚀深度较大的缺陷,同时可对不同深度腐蚀缺陷进行定量分析;脉冲涡流检测可在短时间内收集大量检测数据信息,信息采集更加简单、便捷。采集到的检测数据既可进行实时分析,也可以进行离线分析,对于提离高度和边缘效应对检测结果带来影响的问题,也可采取补偿措施来避免;在金属管道和设备的在役检测领域,脉冲涡流检测技术检测成本小、安全性好,可在如管
10、道或设备覆盖层下铁磁性管道的腐蚀缺陷检测等传统无损检测技术无法覆盖的领域发挥重要作用。2 检测设备2.1 脉冲涡流检测仪 YPEC-II 六频四通道脉冲涡流检测仪是新一代脉冲涡流无损检测设备,可在满足实时性和有效性的前提下,对铁磁性和非铁磁性金属管道的内、外壁缺陷进行检测,如图 1 所示。探头提离(提离高度范围较大,随着提离高度增加,检测精度会降低)、趋肤效应、电导率和磁导率不均等均不影响检测结果,尤其对外覆层下的金属管道的缺陷检测效果明显。YPEC-II 六频四通道脉冲涡流检测仪可以采用 8个不同频率(1/4、1/2、1、2、4、8 Hz)的脉冲涡流信号来激励传感器。通过电脑控制,YPEC-
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