Возможности и перспективы вихретокового контроля

Промышленный вихретоковый контроль. Возможности и перспективы.

Наиболее распространенные типы дефектов труб теплообменных аппаратов

• Обширные внутренние или наружные коррозионное утонение труб.
• Локальные трещины и язвы (питтинг) коррозионного характера.
• Локальные эрозионные утонения труб в местах их контакта с дистанционирующими перфорированными решетками.
• Усталостные трещины возникающие, как правило в зоне термовлияния сварного шва и на краю зоны вальцовки труб.

Методы не позволяющие получать данные для проведения превентивного ремонта 

• Гидроиспытание
• Пневмоиспытание
  

• Ультразвуковой контроль
• Акустический контроль
• Лазерноптический контроль 

Эффективность применения вихретокового метода контроля

• Вихретоковая дефектоскопия  труб теплообменного оборудования в период проведения плановых ремонтов позволяет существенно снизить финансовые потери из за внеплановых остановов и нарушения технологических режимов работы теплообменного оборудования.
• Получение достоверной информации о состоянии труб теплообменных аппаратов позволяет своевременно проводить их ремонт и осуществлять заказ на изготовление резервных аппаратов.
• Ремонт (глушение или выборочная замена) труб с критическими дефектами по результатам обследования продлевает срок службы теплообменных аппаратов и уменьшает риск внеплановых аварийных остановов цехов. 

 Центр вихретокового контроля «Политест» - это:

• Уникальные эксплуатационные характеристики дефектоскопов серии «Политест» собственной разработки и изготовления.
• Современное программное обеспечение и методики контроля.
• Разнообразие изготавливаемых нами типов и модификаций вихретоковых преобразователей, в том числе и изготовленных по матричной технологией.
• Высокий уровень квалификации и 35-летний практический опыт работы наших специалистов по проведению промышленного вихретокового контроля труб теплообменного оборудования в атомной, газоперерабатывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.
  

Совершенствование линейки вихретоковых дефектоскопов серии «ПОЛИТЕСТ» и их программного обеспечения, увеличение ресурса вихретоковых преобразователей позволили ООО «ЦВК «Политест» снизить стоимость обследования трубных пучков и увеличить производительность вихретокового контроля. 

Для обследования ферромагнитных труб с внутренними отложениями большой толщины удалось существенно уменьшить диаметры используемых проходных преобразователей без потери качества контроля.  

 Вихретоковый дефектоскоп «Политест 5М»

   Дефектоскоп «Политест 5М» относится к шестому поколению вихретоковых дефектоскопов, разработанных и внедренных в эксплуатацию за 35 лет существования ООО «ЦВК «Политест».

От предыдущего  поколения дефектоскопов он отличается:

• большим количеством каналов;
• увеличенным коэффициентом усиления и уменьшенным приведенным шумом усилительного тракта;
• возможностью работы с многоэлементными (до 64 элементов) вихретоковыми преобразователями, изготовленными по матричной технологии.

Преимущества вихретокового дефектоскопа «Политест 5М»

1. Позволяет проводить вихретоковое обследование дистанционно: операторы-дефектоскописты находятся на расстоянии до 200 метров от объекта контроля. При этом зонды в трубы могут подаваться специальными манипуляторами или вручную, а также с использованием привода подачи зонда.
2. Позволяет контролировать трубы из нержавеющих и ферромагнитных сталей, цветных металлов и сплавов.
3. Выявляет дефекты металла различных типов, место-положения и ориентации.
4. Контроль производится по всей толщине стенки трубы. Выявляются дефекты, развивающиеся как с внутренней, так и наружной поверхности трубы.
5. Позволяет контролировать трубы с настенными отложениями, расположенными как с наружной, так и с внутренней стороны трубы.

По результатам проведенного вихретокового обследования выдается заключение, которое помимо текстовой части и таблиц, содержащих перечень, типы и глубины выявленных дефектов, содержит картограмму расположения дефектных труб.

На картограмме обозначается степень дефектности каждой трубы теплообменного аппарата в зависимости от глубины выявленного дефекта.

Примеры выявленных дефектов

Наружные коррозионные трещины на трубах из аустенитных сталей  возникшие в зоне скопления шламовых отложений

Наружное эрозионно-коррозионное утонение стенки трубы в месте контакта
с дистанционирующей перегородкой на трубе из аустенитной стали

Наружное эрозионное утонение стенки трубы в месте контакта
с дистанционирующей перегородкой на трубе из аустенитной стали

Внутренняя продольная трещина в трубе из титана

Наружные локальные коррозионные утонения стенки (подшламовая коррозия)
на трубе из ферромагнитной стали

Межкристаллитное растрескивание основного металла центробежнолитых реакционных труб

Наружные трещины на основном металле центробежнолитых реакционных труб

Мешающие факторы при проведении ВТК

Основной задачей решаемой при проведении любого ВТК является задача выделения сигнала от несплошности металла из суперпозиции сигналов от различных мешающих факторов.

Перечень мешающих факторов при ВТК:

• Колебание ВТ преобразователя при проходе по трубе
• Геометрическая неоднородность трубы по длине и в сечении (колебание формы, диаметра и толщины стенки трубы, изгибы трубы, участки с ролл-стоп, вмятины)
• Наличие конструкционных элементов примыкающих к трубе (трубные доски, дистанционирующие решетки, разделительные пластины и т.п.)
• Электропроводящие и ферромагнитные отложения на внутренней и наружной поверхности трубы)
• Ферромагнитные аномалии металла неферромагнитных труб (дэльтаферрит по телу зерна, сдвиговый мартенситный слой на поверхности труб, наклеп, изменение структуры при сильном перегреве труб)
• Неоднородность магнитной проницаемости труб по длине и в сечении для ферромагнитных труб 

Методы подавления мешающих факторов

• Использование специальных центраторов
• Использование эффекта пространственной фильтрации
• Использование подмагничивания сильным постоянным полем (ВТП с подмагничиванием или с магнитным насыщением)
• Уменьшение апертуры ВТ преобразователя и его вращение в трубе (вращающийся ВТП)
•  Электронная коммутация большого количества малоразмерных элементов с малой апертурой (многоэлементные ВТП изготовленные по матричной технологии)

Влияние геометрической неоднородности трубы и соседних несплошностей на сигналы проходного и матричного ВТП 

Влияние отложений и дистанционирующей решетки на сигналы проходного и матричного ВТП 

Химическая промышленность производство метанола.Вихретоковое обследование теплообменных труб конденсатора среднего давления.

Химическая промышленность производство метанола. Вихретоковое обследование теплообменных труб стриппер среднего давления

Химическая промышленность производство изопрена. Вихретоковое обследование теплообменных труб реактора синтеза изопрена

Химическая промышленность производство изопрена. Вихретоковое обследование теплообменных труб реактора синтеза изопрена

Выявление поперечных трещин ТОТ

При ВТК труб из неферромагнитных сталей и сплавов обычно используются проходные аксиальные двухкатушечные ВТ преобразователи. Выявление поперечных трещин такими ВТ преобразователями сильно затруднено ввиду малой амплитуды сигнала. Такие трещины часто встречаются на краю развальцовки труб и в зоне термовлияния сварного шва, где присутствуют дополнительные мешающие факторы. Для обеспечения достоверности ВТ контроля эти зоны необходимо контролировать специальными вращающимися или многоэлементными (матричными) ВТ преобразователями 

Влияние геометрической неоднородности и конфигурации несплошности – поперечная трещина

Решение проблем ВТК труб конденсаторов турбин с массовым внутренним питтингом

На трубах некоторых теплообменных аппаратов, к примеру конденсаторов турбин, может возникать массовая внутренняя питтинговая коррозия.

В случае, когда плотность питтинга велика и в область апертуры аксиального двухкатушечного преобразователя может попадать сразу несколько язв, возникает большая погрешность выявления и оценки глубины таких дефектов. Для труб конденсаторов турбин ситуация усугубляется слабоферромагнитными внутренними отложениями и неравномерным утонением стенки. Поэтому для ВТК таких труб мы давно перешли на использование многоэлементных (матричных) ВТ преобразователей, которые обеспечивают хорошую достоверность и информативность обследования.

Дефектоскопия труб из ферромагнитных сталей – это гораздо более сложная задача вследствие того, что:

• Глубина проникновения поля вихревых токов очень низкая;
• Высокая неоднородность ферромагнитных свойств по длине труб и в сечении;
• Величина магнитной проницаемости и ее неоднородность не нормируется при производстве труб.

Вследствие этого использование классических подходов и ВТ преобразователей типа ECT позволяет выявлять лишь дефекты металла, расположенные со стороны ВТ преобразователя, а оценку их глубины проводить только по амплитудному критерию, так как фазы всех сигналов одинаковые.

1. Метод ближнего поля (NFT) позволяет поднять достоверность при дефектоскопии ферромагнитных труб на предмет наличия поверхностных дефектов, расположенных со стороны контроля.
2. Метод дальнего поля (RFT) позволяет выявлять дефекты и оценивать их величину по всей толщине стенки трубы. Метод позволяет добиться хорошей выявляемости и приемлемой погрешности для  дефектов типа обширное утонение стенки трубы. Выявляемость же питтинговой коррозии сильно зависит от магнитной проницаемости металла трубы и ее диаметра.
3. Метод рассеивания магнитного потока (MFL) – однопараметровый метод, который требователен к чистоте внутренней поверхности трубы. Он в основном используется для дефектоскопии труб с алюминиевым оребрением воздушных холодильников на предмет коррозионного питтинга.

Химическая промышленность, производство аммиака. Вихретоковое обследование теплообменных труб котла-утилизатора

Обследование металла труб реакторных блоков установок производства полиэтилена высокого давления

Обследование металла труб реакторных блоков установок производства полиэтилена высокого давления

Обследование металла труб реакторных блоков установок производства полиэтилена высокого давления

Выявление зон шламовых отложений в межтрубном пространстве при ВТК

В процессе эксплуатации теплообменных аппаратов в межтрубном пространстве со временем образуются скопления шламовых отложений. Природа их появления, местоположение и состав у каждого аппарата индивидуальны. ВТ метод при диагностировании труб из неферро-магнитных сталей и сплавов позволяет регистрировать ферромагнитные отложения при  низких частотах тока возбуждения.

Знание зон скопления шламовых отложений и понимание того, что  под ними начинают развиваться несплошности металла, служит исходной информацией для реализации мероприятий по превентивному удалению отложений различными доступными способами.

Примеры сигналов от отложений