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渦流檢測技術(shù)在聚乙烯裝置的分析應(yīng)用

文檔作者：郭磊,何茂盛,時(shí)曉斌,李文秉,李永華文檔來源：中國石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司		更新日期： 2026年05月29日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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上一篇：藥品生產(chǎn)過程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因及控制措施

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?????????????????????? 收稿日期:２０１８Ｇ１２Ｇ２５.
作者簡介:郭磊,男,２００５年畢業(yè)于中南大學(xué)機(jī)械電子專業(yè),
碩士,主要從事設(shè)備管理工作,高級(jí)工程師.
Email:guolei２＠petrochina．com．cn.
渦流檢測技術(shù)在聚乙烯裝置的
分析應(yīng)用
郭　磊,何茂盛,時(shí)曉斌,李文秉,李永華
(中國石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司,新疆獨(dú)山子８３３６９９)
　　摘　要:文章闡述了聚乙烯裝置往復(fù)式壓縮機(jī)２C４７０系統(tǒng)的工藝流程,介紹了建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上
的渦流檢測技術(shù)的工作原理、檢測設(shè)備與檢測標(biāo)準(zhǔn),以及渦流檢測技術(shù)對(duì)換熱器的評(píng)定依據(jù).將該技術(shù)應(yīng)用
在往復(fù)式壓縮機(jī)２C４７０系統(tǒng)級(jí)間３臺(tái)換熱器上,從宏觀檢查及渦流圖譜兩個(gè)方面,判定其中２臺(tái)換熱器
(２E４７０A/C)換熱管壁厚減薄嚴(yán)重.通過實(shí)踐驗(yàn)證,證實(shí)渦流檢測技術(shù)是換熱器管束內(nèi)、外壁腐蝕缺陷的一
種有效檢測手段.同時(shí)提出了準(zhǔn)確有效的處理措施,以保證聚乙烯裝置的長周期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行.
關(guān)鍵詞:渦流檢測技術(shù)　換熱器　圖譜　減薄　解決措施
doi:１０．３９６９/j．issn．１００６－８８０５．２０１９．０２．０１５
　　獨(dú)山子石化公司乙烯廠聚烯烴二聯(lián)合車間聚
乙烯裝置采用英國BP 公司專利技術(shù),１９９５年
８月投產(chǎn),共計(jì)２條生產(chǎn)線,年產(chǎn)聚乙烯２０萬t,
其中２ 線采用冷凝液生產(chǎn)技術(shù),主要生產(chǎn)
LL０２０９AA、HD６０７０等鈦系產(chǎn)品.
聚乙烯裝置聚合反應(yīng)器的生產(chǎn),對(duì)于反應(yīng)系
統(tǒng)的原料雜質(zhì)要求極其苛刻,其中要求水含量不
得超過２mg/L,一旦超標(biāo),反應(yīng)系統(tǒng)立即中毒,會(huì)
造成極大的損失.該裝置聚合工段有換熱器
１０臺(tái),任何１臺(tái)發(fā)生管束腐蝕穿孔、開裂,都會(huì)對(duì)
聚合反應(yīng)產(chǎn)生重大影響.為了避免換熱器泄漏對(duì)
裝置產(chǎn)生影響,車間定期對(duì)換熱器進(jìn)行嚴(yán)密性試
壓檢測.但是該檢測并不能預(yù)測換熱器的使用壽
命,多次出現(xiàn)嚴(yán)密性試壓檢測后,換熱器使用過程
中仍然發(fā)生泄漏的現(xiàn)象,對(duì)車間生產(chǎn)造成了嚴(yán)重
影響.為此,２０１７年引進(jìn)了渦流檢測技術(shù).
渦流檢測與磁粉、滲透、射線、超聲檢測統(tǒng)稱
為五大常規(guī)無損檢測.對(duì)于空冷器及換熱器管束
內(nèi)、外壁腐蝕缺陷來說,該技術(shù)是目前為止最有效
的檢測手段.近年來,隨著儀器設(shè)備和檢測技術(shù)
的進(jìn)步,此項(xiàng)技術(shù)正逐步應(yīng)用于煉油、石化行業(yè)
中,成為保證設(shè)備長周期安全運(yùn)行的關(guān)鍵.渦流
檢測技術(shù)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)空冷器及換熱器管束存在的
問題,根據(jù)檢測數(shù)據(jù)和圖像,評(píng)估管束壁厚損失情
況,并據(jù)此提出處理措施,保證冷換設(shè)備的長周
期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行【１】.
１　渦流檢測技術(shù)原理
渦流檢測技術(shù)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理,使金屬
材料在交變磁場作用下產(chǎn)生渦流,并由接收到的
渦流信號(hào)的大小和分布檢測鐵磁性和非鐵磁性金
屬材料的缺陷的技術(shù).
渦流檢測技術(shù)建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上,主要
根據(jù)材料的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率特性,應(yīng)用對(duì)比試樣來
評(píng)定在役設(shè)備的電磁特性,并根據(jù)電磁特性的變
化,通過換算,推算在役設(shè)備的壁厚損失情況,缺
陷大小、形狀、方位等信息.當(dāng)載有交變電流的檢
測線圈靠近導(dǎo)電試件時(shí),由于線圈中的交變電流
產(chǎn)生交變磁場,因而試件中會(huì)感生出渦流.渦流
的大小、相位及流動(dòng)形式受到試件導(dǎo)電性能等的
影響,而渦流對(duì)磁場的反作用又使檢測線圈的阻
抗發(fā)生變化.因此,通過測定檢測線圈阻抗的變
化,就可以得出被測試件導(dǎo)電性的差別及有無缺
陷等方面的結(jié)論,如圖１所示【２】.
渦流檢測RFT探頭帶有２個(gè)線圈,是發(fā)射—
接收的結(jié)構(gòu),間距為管徑的２~３倍.激勵(lì)線圈由
交流電激發(fā)產(chǎn)生交流場.這個(gè)交流場由激勵(lì)線圈
檢維修技術(shù)　　石油化工設(shè)備技術(shù),２０１９,４０(２)??６１??
PetroＧChemicalEquipmentTechnology
出發(fā),從管壁內(nèi)側(cè)沿著管的軸向穿過管壁,再從管
壁外側(cè)返回到檢測線圈.每次穿過管壁時(shí),電磁
場經(jīng)歷時(shí)間(相位)延遲并且振幅衰減.當(dāng)探頭移
動(dòng)到壁厚減薄的區(qū)域時(shí),在檢測線圈之間所需穿
行時(shí)間減少并且衰減減少,因此在壁厚減薄處,信
號(hào)相位(飛行時(shí)間)和振幅(信號(hào)強(qiáng)度)都出現(xiàn)增
強(qiáng)【３】.通過對(duì)相位和振幅加以詮釋來確定壁厚減
薄深度和周向范圍.
圖１　渦流檢測示意
２　渦流檢測技術(shù)在聚乙烯裝置應(yīng)用實(shí)例
聚乙烯三級(jí)往復(fù)式壓縮機(jī)２C４７０為２線循
環(huán)氣壓縮機(jī),回收流化氣約１．２t/h.如圖２所
示,聚合反應(yīng)器產(chǎn)生的聚乙烯粉末及流化氣體通
過２S４２６袋式過濾器過濾掉聚乙烯粉末后,流化
氣與膜回收的乙烯氣體一同進(jìn)入壓縮機(jī)２C４７０
第一冷卻器２E４７０A,經(jīng)換熱器冷卻后進(jìn)入２C４７０
一段排放罐,再經(jīng)排放罐高點(diǎn)進(jìn)入壓縮機(jī)２C４７０
一級(jí)缸套進(jìn)行壓縮;一級(jí)壓縮后,再依次經(jīng)過２級(jí)
同樣的冷卻、壓縮過程;三級(jí)壓縮后的氣體并入流
化回路,進(jìn)入聚合反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)【４】.
２０１７年４月,２C４７０壓縮機(jī)定期中修.中修
期間,對(duì)２C４７０壓縮機(jī)級(jí)間換熱器２E４７０A/B/C
進(jìn)行高壓水清洗吹掃后,利用渦流檢測技術(shù)對(duì)換
熱器進(jìn)行檢查,根據(jù)渦流檢測數(shù)據(jù)和圖像,評(píng)定冷
換設(shè)備管束換熱管壁厚損失情況,并據(jù)此提出處
理措施.
圖２　壓縮機(jī)２C４７０工藝流程
２．１　檢測設(shè)備與檢測標(biāo)準(zhǔn)
本次檢測采用F３０８ 型渦流檢測儀,探頭規(guī)
格為?１８mm,對(duì)比樣管規(guī)格為?２５mm,執(zhí)行標(biāo)
準(zhǔn)為NB/T４７０１３．７—２０１５«承壓設(shè)備無損檢測
第七部分:目視檢測»及NB/T４７０１３．６—２０１５«承
壓設(shè)備無損檢測第六部分:渦流檢測»中在用鐵
磁性換熱管的遠(yuǎn)場渦流檢測法,采用內(nèi)穿過式線
圈進(jìn)行檢測.
２．２　評(píng)定依據(jù)
聚乙烯換熱器２E４７０A/B/C 渦流檢測評(píng)定
依據(jù)如下:
１)檢測結(jié)果顯示管子壁厚減薄小于２０％,說
明該管束在現(xiàn)有工藝條件下可以長期使用;
２)檢測結(jié)果顯示管子壁厚減薄在２０％~３０％
之間,說明該管束在現(xiàn)有工藝條件下,存在一定程
度的腐蝕,可以繼續(xù)使用,但存在一定的風(fēng)險(xiǎn);
３)檢測結(jié)果顯示壁厚減薄在３０％~４０％之
間或者坑深在０．８~１．２ mm(主要指壁厚為
２．５mm 的管子,其他壁厚的管子按照比例進(jìn)行
確定)的管子定為B類缺陷管,說明該管束存在
??６２?? 石　油　化　工　設(shè)　備　技　術(shù) ２０１９年　
嚴(yán)重腐蝕,應(yīng)考慮堵管、進(jìn)行管束防腐處理或更換
管束,該管束在現(xiàn)有工藝條件下須監(jiān)控使用;
４)檢測結(jié)果顯示壁厚減薄超過４０％或者坑
深大于１．２mm(主要指壁厚為２．５mm 的管子,
其他壁厚的管子按照比例進(jìn)行確定)的管子定為
A 類缺陷管,說明該管束存在很嚴(yán)重的腐蝕,繼續(xù)
使用可能導(dǎo)致管子泄漏,必須采取堵管處理,該管
束報(bào)廢.
２．３　宏觀檢查
圖３ 為２E４７０A/B/C 進(jìn)行宏觀檢查結(jié)果.
由圖３可以看出:２E４７０A 管板均勻腐蝕,換熱管
內(nèi)壁存在均勻腐蝕、坑蝕;２E４７０B管板均勻腐蝕,
換熱管內(nèi)壁存在均勻腐蝕;２E４７０C 管板均勻腐
蝕,管板焊縫局部點(diǎn)蝕.
圖３　２E４７０A/B/C換熱管管板
２．４　渦流檢測
２．４．１　換熱器２E４７０A 渦流檢測
換熱器２E４７０A 共計(jì)檢測換熱管１６７根,管
束減薄分布情況如圖４所示.典型渦流圖譜如
圖５所示.
圖４　２E４７０A 管束減薄分布
　　由圖４~圖５可以看出:
１)１Ｇ６、２Ｇ７、５Ｇ６、６Ｇ７、６Ｇ１０、６Ｇ１６、８Ｇ７、９Ｇ１、
１３Ｇ５、１３Ｇ８、１４Ｇ４共計(jì)１１根換熱管壁厚損失大于
４０％,２Ｇ５、３Ｇ６、３Ｇ７、３Ｇ１２、７Ｇ７、９Ｇ１６、１０Ｇ８、１３Ｇ１２、
１４Ｇ１、１４Ｇ５共計(jì)１０根換熱管壁厚損失大于３０％,
在不影響換熱器正常使用的情況下,對(duì)上述２１根
管子進(jìn)行堵管處理;
２)定期對(duì)管束進(jìn)行清洗,清除換熱管內(nèi)壁附
著污垢;對(duì)該管束監(jiān)控使用,備用新管束.
２．４．２　換熱器２E４７０B 渦流檢測
由于２E４７０B 為２０１６ 年１１ 月新更換換熱
器,因此對(duì)其進(jìn)行渦流檢測抽檢,共計(jì)檢測換熱管
２７根.通過對(duì)圖譜進(jìn)行分析,２E４７０B換熱管１５Ｇ５
存在均勻腐蝕、坑蝕以及＞２０％且≤３０％的壁厚損
失,其余換熱管存在均勻腐蝕,壁厚損失＜２０％.
　第４０卷第２期 郭　磊等．渦流檢測技術(shù)在聚乙烯裝置的分析應(yīng)用 ??６３??
圖５　２E４７０A 典型渦流圖譜
　　典型渦流圖譜如圖６所示.
由圖６可以看出:該管束換熱管壁厚損失小
于３０％,應(yīng)定期對(duì)管束進(jìn)行清洗,可繼續(xù)使用.
２．４．３　換熱器２E４７０C渦流檢測
換熱器２E４７０C共計(jì)檢測換熱管１４２根,管
束減薄分布情況如圖７所示.典型渦流圖譜如
圖８所示.
由圖７~圖８譜可以看出:
圖６　２E４７０B換熱管１５Ｇ５渦流檢測圖譜
　　１)１Ｇ１、１Ｇ４、２Ｇ３、２Ｇ５、５Ｇ２、５Ｇ１０、５Ｇ１１、７Ｇ６、
７Ｇ１２、７Ｇ１３、８Ｇ５、８Ｇ９、８Ｇ１１、９Ｇ１０、１０Ｇ２、１０Ｇ３、１０Ｇ４、
１０Ｇ６、１０Ｇ８、１０Ｇ９、１０Ｇ１１、１１Ｇ３、１１Ｇ８、１１Ｇ９、１２Ｇ７、
１３Ｇ１、１３Ｇ３、１４Ｇ１、１４Ｇ２、１４Ｇ４共計(jì)３０根換熱管壁厚
??６４?? 石　油　化　工　設(shè)　備　技　術(shù) ２０１９年　
損失大于４０％,１Ｇ５、２Ｇ１、２Ｇ６、３Ｇ３、３Ｇ４、４Ｇ１０、５Ｇ４、
５Ｇ９、６Ｇ２、６Ｇ１４、７Ｇ２、７Ｇ３、７Ｇ７、７Ｇ９、７Ｇ１０、７Ｇ１４、８Ｇ２、
８Ｇ７、８Ｇ８、８Ｇ１２、８Ｇ１５、９Ｇ１、９Ｇ７、９Ｇ８、９Ｇ１１、９Ｇ１２、１０Ｇ５、
１０Ｇ１０、１１Ｇ１２、１３Ｇ５、１３Ｇ７、１４Ｇ５共計(jì)３２根換熱管壁
厚損失大于３０％,在不影響換熱器正常使用的情
況下,對(duì)上述６２根管子對(duì)進(jìn)行堵管處理;
２)通過對(duì)該管束渦流檢測圖譜進(jìn)行分析,認(rèn)
為該管束換熱管整體壁厚損失較大,已無法滿足
車間長周期運(yùn)行的需要,需要更換管束. 圖７　２E４７０C 管束減薄分布
圖８　２E４７０C典型渦流圖譜
　第４０卷第２期 郭　磊等．渦流檢測技術(shù)在聚乙烯裝置的分析應(yīng)用 ??６５??
３　渦流檢測技術(shù)在聚乙烯裝置應(yīng)用驗(yàn)證
鑒于２E４７０A/C 換熱器渦流檢測結(jié)果不理
想,車間立即上報(bào)采購計(jì)劃,制造新?lián)Q熱器以備不
時(shí)之需.２０１７ 年１１ 月,２C４７０ 中修時(shí),對(duì)
２E４７０A/B/C再次進(jìn)行試壓,未發(fā)現(xiàn)明顯漏點(diǎn).
中修后,１１月１７日,啟動(dòng)２C４７０并將其并入回
路.并入后,聚合反應(yīng)器底部溫度出現(xiàn)波動(dòng),判
斷為２E４７０A/B/C換熱器出現(xiàn)泄漏,水雜質(zhì)進(jìn)入
反應(yīng)器,造成反應(yīng)器中毒,聚合生產(chǎn)無法維持,
車間立即將換熱器切出.用新制造的２臺(tái)換熱器
替換下出現(xiàn)泄漏的２E４７０A/C,問題迎刃而解.
由于渦流檢測技術(shù)的應(yīng)用,車間提前預(yù)判出換熱
器２E４７０A/C可能出現(xiàn)問題,并提前購置新?lián)Q熱
器,避免了一次因換熱器泄漏造成的重大生產(chǎn)
事故.
４　結(jié)語
渦流檢測技術(shù)在聚合生產(chǎn)中的應(yīng)用是保證設(shè)
備長周期安全運(yùn)行的重要手段.通過聚乙烯裝置
應(yīng)用渦流檢測技術(shù)的實(shí)例,證明該技術(shù)可及時(shí)發(fā)
現(xiàn)換熱器管束存在的問題,根據(jù)渦流檢測數(shù)據(jù)和
圖像,評(píng)估換熱管壁厚損失情況,并據(jù)此提出處理
措施,預(yù)防和避免了重大事故的發(fā)生.
參考文獻(xiàn):
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?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (上接第６０頁)
圓度,如圖７所示.
圖７　聚丙烯氣相反應(yīng)器機(jī)加工
４．４　預(yù)留變形收縮量
對(duì)于內(nèi)件裝配尺寸要求高的反應(yīng)器,例如苯
乙烯脫氫反應(yīng)器,可以在筒體環(huán)縫焊接前先模擬
計(jì)算軸向收縮量,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果預(yù)留筒體收縮
余量,以達(dá)到筒體環(huán)縫焊接后孔與篩網(wǎng)相匹配的
目的,避免環(huán)形支撐圈擋住筒體上的孔.
４．５　采用水淋等加速冷卻方式
對(duì)于筒體采用奧氏體不銹鋼材料制造的反應(yīng)
器,例如苯乙烯脫氫反應(yīng)器,在焊接過程中每層焊
道焊完后,可采用水淋的方式加快冷卻,以減少變
形的產(chǎn)生.
５　結(jié)語
１)隨著國內(nèi)煉油化工重大反應(yīng)器的制造要
求日益提高,環(huán)焊縫變形對(duì)其運(yùn)行質(zhì)量有著重大
影響,其中焊接變形是一個(gè)重要因素,應(yīng)在制造中
采取對(duì)策,減少或者消除變形.
２)針對(duì)環(huán)縫焊接產(chǎn)生的變形,有限元計(jì)算結(jié)
果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果十分相近,可以在制造中有效預(yù)測
變形量.
３)可以采用米字形支撐,環(huán)焊縫內(nèi)、外表面
磨平,筒體用鍛件制造并機(jī)加工,預(yù)留變形收縮量
和采用水淋等加速冷卻方式來減少或者消除變
形,達(dá)到控制筒體環(huán)縫焊接后尺寸的目的.
４)以上研究只是從一個(gè)制造廠的角度基于
制造過程而言,有些結(jié)論已經(jīng)驗(yàn)證,有些結(jié)論有待
進(jìn)一步驗(yàn)證,還需要更加深入的研究.
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??６６?? 石　油　化　工　設(shè)　備　技　術(shù) ２０１９年　
APPLICATION OFINFRARED THERMALIMＧ
AGING TECHNOLOGY IN THE CONSTRUCＧ
TION AND INTEGRITY MANAGEMENT OF
FULLCAPACITYLNGSTORAGETANK [５３]
Kong Linghai (China National Offshore Oil
Corp．Ltd．,Beijing,１０００１０) Abstract:LNGtankisimportantequipmentinreceivＧ
ingstation．Withtheaccumulationofrunningtimeand
thechangeofoperatingstate,thecoolingeffectofLNG
tankwillbereducedtovaryingdegrees．ThispaperinＧ
troducestheworkingprinciples,equipmentselection,
testingstepsandevaluationcriteriaofinfraredthermal
imagingonＧlinedetection．Combiningwiththeexample
ofinfraredimaginginspectionofLNGtanksurface,it
makesanoverallassessmentonthecoolingeffectofthe
storagetankandconfirmsthecoolingstate,whichproＧ
videstechnicalguaranteeforthesafeandstableoperaＧ
tionofstoragetank．Meanwhile,thepaperprovidessciＧ
entificreferencebasisforthecoldstoragerecoveryopＧ
erationofstoragetank．ItalsoprovidesbettermanageＧ
mentideasfortheconstructionandintegritymanageＧ
mentofLNGstoragetanksatotherreceivingstations． Keywords:LNGstoragetank;insulation;infraＧ
redthermalimaging;pearlite
IMPACTSOF CIRCUMFERENTIAL WELDING
DISTORTION ON THE OPERATION OF OIL
ANDCHEMICALREACTORSANDTHECOUNＧ
TERMEASURES[５７]
Liu Heng,ChenSunyi(TheChallenge PetroＧ
chemicalMachineryCorporationof Maoming, Maoming,Guangdong,５２５０２４) Abstract:InordertoavoidtheadverseimpactsonopＧ
erationqualitycausedbycircumferentialjointweldingdeＧ
formationforoilrefiningandchemicalmajorreactors
suchascokingreactor,reformer,gasphasereactorand
dehydrogenation reactor during the manufacturing
process,thispaperdiscussesvariousinfluencingfactors
andfocusesonanalyzingthemainfactorwhichisdeＧ
formationcausedbywelding．Afiniteelementmodelwas
establishedforaspecificcylindercircumferentialweldingto
carryoutasimulationcalculationoftheplasticdeformation．
Thentheresultswerecomparedwiththetestrecordsto
confirmtherelevantanalysis．Onthisbasis,sometechnical
countermeasuresareproposedtopreventcircumferential
weldingdeformationinmanufacturing．Theyareappliedto
theproductsandpracticalresultsareobtained． Keywords:oilrefining;chemical;majorreactor;
circumferentialwelding;deformation;countermeasures
ANALYSIS AND APPLICATION OF EDDY
CURRENTTESTINGTECHNOLOGYIN POLYＧ
ETHYLENEPLANT [６１]
GuoLei,HeMaosheng,ShiXiaobin,LiWenbing, LiYonghua (PetroChina Dushanzi Petrochemical
Company,Dushanzi,Xinjiang,８３３６９９) Abstract: This paper expounds the technological
processofreciprocatingcompressor２C４７０systemin
polyethyleneplant．Itintroducestheworkingprinciples
ofeddycurrenttestingtechnologybasedonelectromagＧ
neticinduction,testingequipmentandtestingstandards
ofthistechnology,andtheevaluationbasisofeddy
currenttestingtechnologyforheatexchanger．This
technologyisappliedtothreeheatexchangersinrecipＧ
rocatingcompressor２C４７０systemamong whichthe
wallthicknessofthetubesoftwoheatexchanger( s ２E４７０A/C)arejudgedtobethinnedseriouslyfrom
twoaspectscoveringmacroinspectionandeddycurrent
atlas．Throughpractice,itisproventhateddycurrent
testingtechnologyisaneffectivemeanstodetectthe
corrosiondefectsontheinnerandouterwallsofheat
exchangertubebundles．Meanwhile,preciseandpotent
solutionsarepresentedtoensurethelongＧterm,safe
andstableoperationofpolyethyleneplant． Key words:eddy currenttesting technology;
heatexchanger;atlas;reduction;solution
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
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