有机热载体炉盘管声发射检测技术

　　1　有机热载体炉简介

　　自1932年美国制成第一台有机热载体炉以来,有机热载体炉在石油化工、塑料加工和纺织印染等行业应用日益广泛,目前主要有液向导热油锅炉和气相道生锅炉两大类。由于生产工艺的要求,有机热载体炉一般工作压力不高于1MPa,但炉膛内温度常高达400℃,具有典型的低压高温工作特性。其盘管内的有机热载体是一种有机化合物,因用于传热介质,故俗称导热油,常为毒性介质和易燃物,闪点一般都较低,并且具有较强的渗透性,一旦生产过程中盘管破裂出现泄漏,渗入炉膛内着火燃烧会使炉膛温度升高,炉内压力增大而酿成巨大事故;而盘管因局部严重腐蚀出现穿孔或裂纹的报道也屡见不鲜。

　　因此有机热载体炉的盘管部件是工厂进行安全检查的重点设备。

　　2　有机热载体炉盘管声发射检测

　　在用有机热载体炉盘管常用的无损检测方法有磁粉检测、超声检测、渗透检测和涡流检测等。但盘管结构的特殊性决定了盘管常规无损检测的难度:

　　(1)由于盘管长期处于高温炉膛中,其外表面积垢严重,且这些积垢往往烧结在盘管上,清理起来具有一定难度;

　　(2)盘管与盘管之间几乎并排而行,间隙过于狭小;且盘管和炉壁间隔很小,很多无损检测设备无法放入,以致于不具备检测空间;

　　(3)盘管一般长达上千米,采用常规无损检测方法既耗时又耗力等。

　　以上种种不利条件导致盘管的常规无损检测开展难度很大,盘管的安全性能也就很难得到有力保障。

　　声发射检测是一种动态检测方法,其探测到的能量来自被测试物本身,而不象超声或者射线检测那样由无损检测仪器提供;在一次试验过程中,声发射检测能够整体探测和评价整个结构中缺陷的状态;由于对被检件的接近要求不高而适于其他方法难于或者不能接近的环境。

　　结合有机热载体炉盘管的特点和声发射检测技术的优势,有机热载体炉盘管的声发射检测应运而生:将声发射传感器固定在锅炉盘管上,结合定位方式合理布置传感器;利用盘管液压试验,设定有效的加压、保压和卸压程序,采集加、保压过程的声发射信号并进行分析,从而有效地判断盘管安全等级。有机热载体炉盘管声发射检测技术规避了常规无损检测方法的劣势,而且能够对盘管缺陷进行动态的、整体的探测和分析。

　　3　应用实例

　　某厂一台F03有机热载体炉由德国进口。该有机热载体炉工作压力1.0 MPa,工作温度380℃,炉内侧盘管是由4条 114 mm×4.5 mm的盘管构成,盘管材质为ST35.8,每根盘管上制造焊口有18条焊道。在厂内大修期间,使用了声发射检测技术对其盘管进行了无损检测,收到了较好的效果。本次声发射检测采用了德国产AMSY-5型36通道声发射仪,传感器频宽100 kHz～300 kHz,主响应频率150kHz;内置前置放大器增益34 dB;监测背景噪音后设置阈值为50 dB,经衰减测试,最大可接受传感器距离为5 m。图1为声发射传感器布点示意图,布点原则为盘管上的每一道环焊缝附近布置一传感器,每个探头分布在每道焊缝侧200 mm处成线性分布。这样在确定定位法则时每个传感器分别构成点定位,而两个相邻传感器又构成线定位法则。4根盘管每2根为一组共2组,每组36个传感器,因传感器数量限制,共进行两次声发射试验。