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

نویسندگان

1 دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی ، تهران، ایران

2 دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی ، تهران، ایران

doi
10.30494/jndt.2026.560270.1173
چکیده

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.