孫大超

摘要：冷凝器是石油化工生產(chǎn)中常用的一種設備，其在長期應用過程中遭受腐蝕，這會對冷凝器的應用，以及石油化工生產(chǎn)作業(yè)的開展造成不良影響，因此，要做好相應對檢測作業(yè)。下面，在對超聲相控陣技術(shù)優(yōu)勢進行介紹的基礎上，對其在冷凝器腐蝕腐蝕損傷檢測的應用進行全面分析，希望文中內(nèi)容對相關(guān)工作人員，以及行業(yè)的發(fā)展都可以有所幫助。

關(guān)鍵詞：冷凝器;超聲相控陣;腐蝕損傷;檢測技術(shù)

設備腐蝕長期以來都是影響石油化工行業(yè)正常運行的一項重要問題。受生產(chǎn)特殊工藝影響，設備在應用期間長期都承受高壓、高溫腐蝕介質(zhì)的影響，設備會受到破壞，尤其是冷凝器在應用期間可能會遭受嚴重腐蝕，而為了保證其性能可以滿足需求，必須采取合理措施完成相應的檢測作業(yè)。

1超聲相控陣技術(shù)應用的優(yōu)勢

超聲相控陣技術(shù)在檢測中應用與普通脈沖超聲波技術(shù)相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）能夠?qū)Τ暡ㄆD(zhuǎn)、聚集、合成等各項內(nèi)容進行全面控制，這也就解決了復雜結(jié)構(gòu)工件和受限空間檢測中存在的聲束可達性差問題得到解決，進而為檢測作業(yè)的開展提供支持[1]。

（2）采用軟件的聲束聚集方式、深度、尺寸等各項內(nèi)容進行適當優(yōu)化和控制，進而使靈敏度、分辨力以及信噪比等各項性能都能夠得到進一步改善。

（3）能夠更加準確的完成對缺陷的定性和定量檢測[2]。

（4）超聲相控陣技術(shù)采用的不是單一探頭，采用的為列陣式晶片，這相當于利用多個探頭，在同一時間進行檢查，探頭的尺寸小，因此，能夠通過多個角度完成掃查。

（5）通過圖形化顯示界面，能夠通過A、B、C、D、S的掃描形式實現(xiàn)對各種結(jié)果的檢測，而且采用軟件完成對檢測數(shù)據(jù)的分析[3]。

2 檢測對象

以某化工企業(yè)的中采用的再生塔冷凝器作為分析對象，對其進行檢測，冷凝器殼程介質(zhì)為含有高濃度硫化氫的酸性氣體，材料厚度為11.8mm，作業(yè)壓力為1.36MPa，作業(yè)溫度在42-54℃。通過超聲相控陣技術(shù)檢測筒體壁厚異常部位，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，確保設備能夠長期穩(wěn)定運行。

3 檢測冷凝壁厚異常部位

3.1 具體檢測方法

檢查冷凝器軸心時，可以發(fā)現(xiàn)換熱管管束受長期應用影響，出現(xiàn)了大面積腐蝕現(xiàn)象，這對冷凝器的性能造成了嚴重影響。冷凝器中管束腐蝕存在局部區(qū)域性特征，上部防沖板遭受到了較為嚴重的腐蝕情況，從實際情況來看，腐蝕面積達到了約50%，受腐蝕影響，采用的防沖板附近的管束受腐蝕原因影響，已經(jīng)發(fā)生了破損，但是，其他區(qū)域內(nèi)的管束并未由于腐蝕原因而出現(xiàn)穿孔。而從檢測的情況來看，在位置上來，該區(qū)域正對應于在筒體殼程酸性氣入口接管處。

通過用超聲波方法完成的厚度檢測，能夠發(fā)現(xiàn)，在接管附近筒體的厚度數(shù)值會發(fā)生顯著改變，筒體壁厚顯示的厚度主要集中在5.8-12.4mm之間。分析該冷凝器的工藝進行分析可以發(fā)現(xiàn)，從再生塔頂處理的115.2℃的酸性氣體，這一部分氣體會先經(jīng)過冷空氣降溫，使酸性氣體的溫度減低到54.5℃左右，然后經(jīng)過降溫的氣體通過循環(huán)水冷，使其溫度降低到40.2℃。通過檢測可以發(fā)現(xiàn)在殼中酸性氣體內(nèi)含有硫化氫氣體，換熱管在應用過程中早遭受了破壞，這會與管程介質(zhì)循環(huán)水發(fā)生混合，最終會形成較高濃度的濕硫化氫環(huán)境，這也就可以判定該筒節(jié)可能會遭受濕硫化氫損傷，損傷情況的出現(xiàn)，會對冷凝管性能造成不良影響，無法滿足應用需求[4]。

檢測作業(yè)開展期間利用32晶片相控陣探痛完成對筒體壁厚異常區(qū)域檢測，通過檢測完成相應的診斷。壁厚異常筒節(jié)打磨部位一共進行了9帶掃查，在實際掃查期間，1-8帶都處于焊縫上部位置處，每一條帶掃查長度為348.5mm，分別記作做N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8，第9帶則處于焊縫下部，掃查的整體長度149.5mm，記作N9。同時，在距離壁厚異常較遠的區(qū)域，進行了兩次抽查，對抽查數(shù)據(jù)進行了記錄，分別記作N10和N11。

3.2 具體檢測結(jié)果

采取相控陣垂直入射方式進行檢測，通過檢測發(fā)現(xiàn)焊縫上部的N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8和焊縫下部分的N9所對應的母材都存在嚴重缺陷，對外部情況檢測能夠發(fā)現(xiàn)，缺陷部位的缺陷部分深度范圍主要集中在5.8-12.5mm，在各種不同類型的缺陷中，A超缺陷波幅高，并且存在大量毛刺;C掃缺陷成像不規(guī)則，而且分散，并且最終的成像的顏色不均勻;而B掃和D掃缺陷成像不直，而且各項缺陷都分布在鋼板中部，而且靠近內(nèi)部不同深度。通過S型扇掃對缺陷部位進行檢測，可以發(fā)現(xiàn)存在大量的端角反射成像信號[5]。

在實際問題分析期間，依據(jù)濕硫化氫損傷形成的相控陣圖譜特征能夠推斷，檢測的筒體部位的A區(qū)處出現(xiàn)了顯著的硫化氫損傷情況，從鋼板中部到內(nèi)部范圍內(nèi)存在大量臺階狀氫，這會導致筒體柱在應用期間出現(xiàn)裂紋缺陷，其中部分缺陷延申到了內(nèi)壁表面，部分裂縫的發(fā)展速度較慢，并未延申到內(nèi)部能夠形成大量小空氣氫鼓泡。具體檢測期間，為了對相控陣檢測結(jié)果是否準確進行驗證，在現(xiàn)場對筒體內(nèi)壁進行全面打磨，通過磁粉和宏觀進行檢測，一共發(fā)現(xiàn)筒體表面出現(xiàn)了的13處裂紋，裂紋的長度分別為：7.2mm、5.8mm、3.2mm、4.5mm、6.8mm、7.2mm、8.2mm、8.8mm、6.3mm、4.2mm、4.1mm、2.5mm、10.2mm，而且在內(nèi)壁處發(fā)現(xiàn)了大量的為微微凸起的氫鼓泡。

在實際檢測期間，除了發(fā)現(xiàn)了大量的氫損傷外，相控陣垂直入射檢測作業(yè)，還發(fā)現(xiàn)了被檢測區(qū)域內(nèi)的鋼板母材內(nèi)部處出現(xiàn)了局部腐蝕變薄情況，位于焊縫上部的N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8中，與容器頂部接近的進氣管部腐蝕情況十分嚴重，部分區(qū)域腐蝕情況較為嚴重，最大厚度達到了3.7mm，而與容器頂部較遠區(qū)域，進氣管位置處受到的腐蝕情況則較輕。N9在焊縫下部，其因為與進氣接管處的距離遠，而母材局部在應用時，遭受到的腐蝕情況相對較輕，但是，從整體情況來看，母材內(nèi)部的濕硫化氫損傷情況較為嚴重。而遠離母材接管的 N10、N11筒壁厚并未出現(xiàn)異常情況，母材內(nèi)部情況相對完好。

4結(jié)語：

采用超聲相控陣技術(shù)對冷凝器管壁厚度異常部位情況進行檢測，通過檢測能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況，從實際應用情況來看，能夠準確完成對損傷情況的檢測，進而為冷凝器的穩(wěn)定運行提供支持。

參考文獻：

[1]王麗萍，田勐，蔡瑞明，等.超聲相控陣技術(shù)在高速動車組轉(zhuǎn)向架焊縫檢測中的應用[J].電焊機，2020，50（03）：80-85+143-144.

[2]朱魁，劉燕，盧傳奇.超聲相控陣技術(shù)在混鐵車輪對軸承故障診斷中的應用[J].無損探傷，2020，44（02）：47-48.

[3]王旭.超聲相控陣檢測技術(shù)在9Ni鋼工藝管線焊縫上的應用[J].無損探傷，2020，44（01）：41-42.

[4]蘇超.水冷式冷凝器循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢問題及處理[J].化工時刊，2017，31（11）：40-41.

[5]許述劍，劉小輝，于艷秋，等.天然氣凈化廠大型硫冷凝器腐蝕泄漏案例分析[J].安全、健康和環(huán)境，2015，15（05）：11-14.