МЕТОД И ТЕХНОЛОГИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТРУБОК
ТЕПЛООБМЕННИКОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ НАПРАВЛЕННЫМИ ВОЛНАМИ
Троицкий В.А., Бондаренко А.И., Лазебный В.С., Горбик В.М.,
ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина
Теплообменники широко применяются в качестве основных элементов различных
теплосиловых установок. Существует огромное многообразие конструкций и типов
теплообменников, трубки в которых могут отличаться материалом, длиной, диаметром и
толщиной стенок.
Для сведения к минимуму вынужденных простоев из-за отказов теплообменников
различного назначения в процессе их эксплуатации проводится периодический контроль
трубок теплообменников методами неразрушающего контроля (НК). Основной задачей
НК трубок теплообменников является не только обнаружение в них локальних дефектов,
но и оценка степени поражения поперечного сечения трубки по площади и глубине с тем,
чтобы определить, подлежит ли данная трубка замене немедленно или может быть
оставлена до следующего очередного контроля, так как замена трубок – трудоемкое и
дорогостоящее мероприятие.
Одним из основных для периодического НК трубок теплообменников является
вихретоковый метод. Он позволяет локально проконтролировать каждый дефектный
участок трубки и поэтому требует сканирования преобразователем по всей длине трубки
теплообменника. Контроль ведется с использованием внутреннего проходного
вихретокового преобразователя, закрепленного на конце гибкой штанги. Преобразователь
вводится в контролируемую трубку на всю длину. Считывание информации о дефектах
происходит во время движения преобразователя. Однако такая диагностика технического
состояния большого количества трубок теплообменника занимает много времени. Не
сокращает время контроля трубок теплообменников использование средств УЗК,
волоконно-оптических эндоскопов и видеоэндоскопов.
Поэтому для диагностики трубок теплообменников необходимо найти метод
контроля, который бы позволял быстрее оценить их техническое состояние. Таким
методом контроля может быть метод дальнодействующего низкочастотного ультразвука с использованием направленных волн. Направленные волны способны распространяться на
большие расстояния от места закрепления антенны и обладают небольшим затуханием,
что позволяет по отраженным эхосигналам обнаруживать коррозионные поражения.
Существенным отличием контроля трубок теплообменников направленными волнами
является необходимость их ввода со стороны внутреннего отверстия трубки.
рассмотрены особенности распространения направленных волн
продольной и крутильной мод при их возбуждении с помощью антенн, волновод которых
вводится во внутреннее отверстие трубки теплообменника. Приведены результаты
экспериментальных исследований по выявлению несплошностей в трубке теплообменника
по отраженным эхосигналам направленных волн продольной и крутильной мод.
Эксперименты проводились с использованием метода физического моделирования
реальных дефектов путем механического изготовления в образцах трубок моделей
несплошностей нескольких видов, имитирующих степень потери металла трубки в
результате возникновения реальных дефектов типа эрозионного утонения и коррозионного
поражения стенки трубки.
Результаты экспериментальных исследований подтвердили необходимость развития
технологии диагностики технического состояния трубок теплообменников методом
низкочастотного ультразвукового контроля направленными волнами.
На сегодняшний день единственный прибор, решающий эту задачу - MSSR3030R