朱杰

【摘 要】本文通过对换热器管板角接接头的結构特点出发，分析了该种接头所适合的渗透检测方法，然后分别从制造焊接工艺、缺陷性质尺寸、渗透检测工艺及操作上对渗透检测灵敏度的影响因素进行了分析，从而对管板角接接头的渗透检测过程进行有效的实际控制，对于管板角接接头的检测灵敏度具有重要的指导意义。

【关键词】换热器管板角接接头渗透检测截留能力检测灵敏度

Penetration testing in the heat exchanger tube sheet of the application and impact factors

ZHU Jie

（Turpan City Special Equipment Inspection and Testing Institute， Turpan Xinjiang 838000，China）

【Abstract】Based on the heat exchanger tube plate corner joints in the structural characteristics， analyzes the types of connectors are suitable for infiltration detection methods， and then separately from the manufacture of welding process， defects in size， penetration testing process and the operation of the penetration test factors affecting the sensitivity of the analysis to tube plate corner joints of the penetration testing process for effective practical control of the transfer tube plate joints for the detection sensitivity of important guiding significance.

【Key words】Heat exchanger tube plate corner joints retention capacity of penetration testing detection sensitivity

0 前言

管板式换热器是石化炼油行业采用的最多的一种热量交换设备，该设备壳体的制作和普通压力容器的制作工序和工艺基本上一致，不同点就是热器芯子在制作过程中必须按受压设备的要求进行制作，譬如要对管束进行水压试验，要求高的U型管换热器还要进行单管水压试验，对于管束管子的拼接焊接接头和管板角接焊缝要进行无损检测等要求。

1 换热器管板角接接头的特点和无损检测方法的选择

（1）换热器管板采用厚度在60mm以上的锻件，由于加工特性，孔和孔之间的距离比较小且孔的内部粗糙度要求比较低。这就使得管板角接焊缝之间的距离比较小，且管子和管板之间的贴合比较紧密。此时采用常规的磁粉检测和超声检测是无法保证磁极和探头具有良好的接触耦合，使得磁通和超声波束无法进入被检工件中。磁粉检测的触头法可以，但对于密封要求高的管板上的隔板槽极容易造成打火烧伤现象，影响管板密封槽与管箱上的隔板之间的密封。

（2）换热器管板角接接头的另一特点是管板厚，管径小且比较薄，二者之间的厚度差比较大，采用常规的射线检测方法，散射比较严重，如果不采取特殊措施，照相底片的影像质量极差。尽管采用微小的Ir192放射源，再加上一些特殊的工艺可以保证底片影像质量，但考虑到管板角接接头数量大检测效率低和安全问题，生产单位采用这种方法的几率还是很低的。

（3）结合上述分析，对于换热器管板角接接头的无损检测，我们采用的是渗透检测。

2 工艺制造对渗透检测灵敏度影响的关键因素

渗透检测的灵敏度主要取决于渗入缺陷内的渗透剂及其保留在缺陷内渗透剂的数量。影响因素有焊接因素；焊后胀接工艺因素；水压试验因素；管板表面污染程度等。

3 制造工艺造成的不同缺陷的开口宽度的影响

通过上述分析我们可以看出，缺陷对渗透剂的截留能力不仅仅取决于上述因素，而且还和表面开口缺陷的宽度等因素有关。这里我们主要分析表面开口缺陷的尺寸对渗透检测中渗透剂的渗入量的影响。

实际缺陷类型及形状很复杂，尺寸一般为上宽下窄，并非理想毛细管形状。在管板角接接头的制造焊接过程中，由于采用的是气体保护焊，并在焊后进行胀接，使得裂纹和气孔出现几率最高。我们以常见裂纹为例，有贯穿性裂纹和非贯穿性裂纹。非贯穿性裂纹在渗透时容易封闭气体，导致密封压强增大，从而影响进入缺陷内的渗透剂。

由通孔毛细管液柱上升高度公式h=2αcosθ/ρgr，我们不难看出，角接焊缝上的缺陷是否贯通、缺陷的开口宽度对渗透检测渗透剂的截留量的影响。同时可以看出由半通裂纹模型推导出的半通渗透理论，和贯通缺陷是有区别的。所以在渗透前首先应了解被检工件缺陷大致类型，确定渗透方式和渗透时间，其次将预处理工件加热，降低缺陷内部空气密度。缺陷内部空气遇冷时，压强降低，有利于渗透液的渗入。在渗透时将工件适当震动，排除缺陷内气体，也有利于增大渗入量。

4 渗透检测剂影响因素分析

进行渗透检测时，应在保证检测灵敏度和同族组要求的前提下，不仅要考虑被检工件的制造工艺及其影响渗透检测的制造因素，还要考虑制（下转第168页）（上接第166页）造过程中可能会产生哪些缺陷以及被检工件的材质、工件的表面状态、工件的表面温度，同时还要考虑所选渗透检测剂能够弥补制造过程中产生的不利因素，然后再对所选择的检测方法和渗透检测剂进行经济、安全、腐蚀性、稳定性、可清洗性等方面进行综合考虑。

5 其他操作因素的影响分析

在整个渗透检测工艺的过程中，不仅仅是管板角接接头自身加工工艺和由加工制造工艺所带来的影响比较严重，也并不是我们选择好的渗透检测剂就完全可以弥补和保证渗透检测的整个灵敏度，而是在整个检测过程中除了上述因素的影响之外，还包括对工件的预处理方法、渗透时的时间和温度、去除多余渗透剂时操作者的手法、显像后的观察条件及其操作观察者自身的综合素质能力等因素，均影响着渗透检测的灵敏度，但这些因素的影响，和常规渗透检测的影响是一样的，我们可以结合JB/T4730的要求，通过实际操作经验的丰富，基本上可以把他们的影响降低到最低限度，使渗透检测的灵敏度得到一定程度的提高，确保渗透检测的可靠性。

6 结束语

根据分析可以看出，渗透方法检验缺陷能力不仅与被检工件的材料、加工方法和表面状态有关，而且与缺陷深度、宽度和外界大气压有关，还与缺陷的空间位置及是否贯穿有关。同时，还与我们选取的渗透检测剂的类型及其操作过程中的相关因素都有着极大的关系。对于同样材料和同样的缺陷，如果上述的任何一个因素的改变，都可以导致出现不同的检测结果。由此可见，要提高渗透检测灵敏度，缺陷内渗透液应尽可能提升。endprint