مطالعه تجربی و عددی عیوب داخلی لوله های مبدل حرارتی بر اساس روش نشت شار مغناطیسی

مبدل‌های حرارتی یکی از پرکاربرد ترین تجهیزات صنعتی هستند که به دلیل کار در دما و فشار بالا و مجاورت با سیال، درگیر خوردگی می‌شوند. تبادل انرژی بسیار مهم است و انجام آن بر عهده‌ی لوله‌های مبدل حرارتیاست، بنابراین به صورت دوره‌ای مورد بازرسی قرار می‌گیرند. نشت شار مغناطیسی یکی از روش‌های پرکاربرد بازرسی غیرمخرب است که از نظر قواعد بر پایه‌ی اصول آزمون ذرات مغناطیسی استوار است.با توجه به تحقیقات مبدل‌های حرارتی در بازه 3500 الی 5000 کیلووات در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور دقیق، لوله های مبدل‌های این بازه عملکردی دارای قطر بیرونی 50 میلی متر و ضخامت دیواره 3 میلی متر، بدون درز و آتشخوار از جنس فولاد ساده کم کربن 17mn4 هستند. با توجه به محدودیت دسترسی به یکطرف لوله، سریع‌ترین و کم هزینه‌ترین گزینه برای شناسایی عیوب ناشی از خوردگی استفاده از روش نشت شارمغناطیسی است. در این مقاله بر اساس مطالعات انجام شده، ابتدا دستگاه در نرم‌افزار انسیس مکسول شبیه‌سازی شده است. سپس با توجه به نتایج شبیه‌سازی نمونه واقعی دستگاه ساخته شده است و آزمایش‌های تجربی روی نمونه شاهد با عیوب شیاری از 10% الی 40% ضخامت جداره و سوراخ‌هایی با قطر mm4 که از 20% الی 100% ضخامت جداره، گرفته شده است. دستگاه ساخته شده با بهینه کردن پارامترها توانایی تشخیص عیوب با حداقل عمق 20% را داشت. در این دستگاه با افزایش جریان اعمالی به مولد الکترومغناطیسی ولتاژ سیگنال دریافتی از حسگر افزایش داشته و با افزایش فاصله هوایی حسگر، ولتاژ دریافتی کاهش داشته است، همچنین با افزایش فاصله هوایی بین پایه‌های یوک و سطح قطعه مورد بازرسی مقدار ولتاژ کاهش داشته است.

experimental and numerical investigation of heat exchanger tubes based on magnetic flux leakage method

one of the most widely used sectors in the industry is energy، which has been given many devices with the advancement of science and its emergence in the industry. in the discussion of energy، exchange is very important، the equipment used for this purpose is heat exchangers، and the heart of the heat exchanger is its tubes، which are responsible for this important. due to high operating temperatures and proximity to the fluid، heat exchanger tubes become corroded or have various other defects over time and must be inspected periodically. one of the non-destructive inspection methods is magnetic flux leakage، which is based on magnetic testing، which is much less expensive than other methods due to the widespread use of ferromagnetic tubes in exchangers. according to research، an exchanger that is widely used in the industry has similar specifications to the heat exchangers of pakman company، a 3-pass horizontal steam boiler، model psbhn-3500، ferromagnetic، with a small diameter and thick wall. specifically، the tubes in question have an outer diameter of 50 mm and a wall thickness of 3 mm، seamless fire-resistant steel mn417، which poses a challenge to other non-destructive testing methods. given the conditions of the heat exchanger tubes، including the need to access both sides، the fastest and least expensive option for identifying corrosion defects is to use the magnetic flux leakage method. in this thesis، a simulation based on studies has been carried out first، then، according to the simulation results، a real device has been built and experimental tests have also been conducted. the result of these measures has been the detection of groove and hole defects with very low depth percentages on the control tube. with increasing the current applied to the electromagnetic generator، the signal voltage received from the sensor has increased، and with increasing the air gap of the sensor، the received voltage has decreased، and with increasing the air gap between the yoke legs and the surface of the inspected part، the peak value has decreased.