冷凝器管渦流檢測(cè)方法的探討

許志偉

摘 要：火力發(fā)電廠已經(jīng)成為我國發(fā)電主力軍，雖然我國在新能源發(fā)電技術(shù)的研究及工業(yè)、生活的應(yīng)用，有了核電廠、風(fēng)力發(fā)電的突破，但是現(xiàn)在還是缺少不了火力發(fā)電廠的建設(shè)。常規(guī)的無損檢測(cè)在火電建設(shè)中、檢修中，是不可缺少的，作為質(zhì)量運(yùn)行關(guān)鍵的把關(guān)項(xiàng)。隨之渦流檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)逐漸應(yīng)用到工業(yè)檢測(cè)中。此檢測(cè)方法是利用模擬缺陷對(duì)比試樣管，進(jìn)行渦流檢測(cè)儀器的參數(shù)調(diào)節(jié)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，設(shè)置報(bào)警區(qū)域，制定出靈敏度高、檢測(cè)效率高、更合適的渦流檢測(cè)工藝，并應(yīng)用于現(xiàn)場實(shí)際檢測(cè)，檢出管子內(nèi)壁的凹坑，變形、機(jī)械損傷等缺陷，保證了汽輪機(jī)的有效運(yùn)行，提高了火力發(fā)電建設(shè)的效率。

關(guān)鍵詞：發(fā)電；冷凝器；渦流檢測(cè)

1 前言

我國從上世紀(jì)60年代開展渦流檢測(cè)的研究工作，并先后研制了一系列檢測(cè)系統(tǒng)。從初期的YY-11型管材探傷儀，到后來的相繼研制成功的YY-17、YS-1、NE-30和現(xiàn)在用途極為廣泛的EEC-96數(shù)字渦流檢測(cè)設(shè)備。這些設(shè)備在我國的航空航天、冶金、機(jī)械、電力、化工、核能等領(lǐng)域中正發(fā)揮著越來越重要的作用。

冷凝器是電站機(jī)組中最常見的設(shè)備之一，是火力發(fā)電廠建設(shè)，在用金屬監(jiān)督檢驗(yàn)的重點(diǎn)。目前電站機(jī)組中使用的冷凝器普遍采用小直徑不銹鋼或是和黃銅薄壁管，由于冷凝器管外的冷卻水是未經(jīng)過處理的原水，如果因制造缺陷、腐蝕等而將管外原水滲漏到管內(nèi)，導(dǎo)致給水品質(zhì)下降，冷凝器換熱效率降低，直接影響機(jī)組的正常運(yùn)行，甚至影響到機(jī)組的壽命。因此改進(jìn)對(duì)比試驗(yàn)管的制作，模擬現(xiàn)場可能出現(xiàn)的缺陷類型和缺陷方向，研究提高渦流檢測(cè)靈敏度，檢測(cè)效率，保證檢測(cè)結(jié)果的正確性是十分必要的。

2 渦流檢測(cè)原理

渦流檢測(cè)技術(shù)是五大常規(guī)檢測(cè)技術(shù)之一，適用于在制和在用承壓設(shè)備導(dǎo)電性材料管材、零部件、焊接接頭表面及近表面缺陷的檢測(cè)。當(dāng)載有交變電流的檢測(cè)線圈靠近導(dǎo)電試件時(shí)，由于激勵(lì)線圈磁場的作用，試件中會(huì)產(chǎn)生渦流，而渦流的大小、相位及流動(dòng)形式受到試件導(dǎo)電性能的影響，同時(shí)產(chǎn)生的渦流也會(huì)形成一個(gè)磁場，這個(gè)磁場反過來又會(huì)使檢測(cè)線圈的阻抗發(fā)生變化，因此，通過測(cè)定檢測(cè)線圈阻抗的變化，就可以判斷出被測(cè)試件的性能及有無缺陷。

3 渦流檢測(cè)工藝?yán)碚摶A(chǔ)

3.1 對(duì)比試樣的制作

根據(jù)檢件狀況和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)比試樣人工缺陷為垂直于管壁的通孔，直徑為0.6mm±0.02mm。沿軸向加工5個(gè)相同孔徑的通孔，其中2個(gè)通孔分別距離管端100mm±5mm。中間3個(gè)通孔之間的間距為500mm，并沿圓周方向相隔120°±5mm°。詳見圖1。

說明：（1）對(duì)比試樣采用同批材料規(guī)格的冷凝管（即與被檢對(duì)象具有相同或相近規(guī)格、牌號(hào)、熱處理狀態(tài)、表面狀態(tài)和電磁性能）。（2）考慮冷凝器管材質(zhì)問題，為了提高檢測(cè)靈敏度，故將銅合金的通孔直徑提高0.6mm，嚴(yán)于標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 設(shè)備調(diào)節(jié)、檢測(cè)工藝確定

3.2.1 設(shè)備連接

按照公司的渦流檢測(cè)操作規(guī)程和儀器使用說明進(jìn)行儀器、計(jì)算機(jī)、連接線、電源等裝置的連接。

3.2.2 檢測(cè)工藝確定

利用對(duì)比試樣按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)頻率、相位、濾波、速度等調(diào)整的準(zhǔn)備工作，將設(shè)備S1=P1F1頻率設(shè)定為18 kHz，高通、低通、濾波設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，時(shí)基為2～3，并對(duì)比試樣中間3個(gè)通孔人工缺陷響應(yīng)信號(hào)中最低幅度選定，在阻抗圖中調(diào)增益和相位至40%和40°，將此設(shè)定報(bào)警區(qū)域，記錄下相位40°，幅值180。

4 冷凝器管渦流檢測(cè)現(xiàn)場應(yīng)用驗(yàn)證

4.1 工程概況

該電廠位于山西省河曲縣城東約3km的黃河四級(jí)階地上，是一座大型燃煤火力發(fā)電廠。我公司承接的二期的其中一臺(tái)600MW國產(chǎn)超臨界空冷機(jī)組的無損檢測(cè)工程。冷凝器管渦流檢測(cè)為安裝前抽檢，檢測(cè)比例5%，規(guī)格Φ20×0.5mm，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.6-2015。

4.2 檢測(cè)方法的確定

根據(jù)上述工程概況情況、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)場等情況，又在制安裝檢測(cè)，綜合判斷選擇差動(dòng)外通過式渦流檢測(cè)。

4.3 檢測(cè)工藝及步驟

4.3.1 表面準(zhǔn)備

由于本次檢測(cè)的在制檢件，故一般情況不用處理，但被檢件表面應(yīng)清潔、無毛刺，不應(yīng)有影響實(shí)施渦流檢測(cè)的粉塵及其污物，如不滿足要求，必須加以清除，清除時(shí)不應(yīng)損壞被檢件表面。

4.3.2 對(duì)比試樣的制作、設(shè)備調(diào)節(jié)、檢測(cè)工藝確定

按照上述第2部分 渦流檢測(cè)工藝?yán)碚摶A(chǔ)執(zhí)行。

4.3.3 檢測(cè)：

（1）將被檢管件穿過渦流探頭；（2）被檢管件的移動(dòng)速度與對(duì)比試樣的移動(dòng)速度相同，并且勻速移動(dòng)，最大速度應(yīng)滿足儀器允許的檢測(cè)速度上限要求。（3）檢測(cè)過程中，發(fā)現(xiàn)管材編號(hào)201冷凝器管有超標(biāo)信號(hào)，并產(chǎn)生報(bào)警。對(duì)上述冷凝器管進(jìn)行復(fù)檢，用探頭在大概懷疑部位進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合儀器中的信號(hào)，看看是否與懷疑部位一一對(duì)應(yīng)，縮小檢測(cè)范圍，再次進(jìn)行局部檢測(cè)，并結(jié)合信號(hào)相位26.7°幅值41位置530mm及探頭位置觀察檢件部位，最后確認(rèn)為缺陷，判斷此冷凝器管不合格。

5 結(jié)束語

通過對(duì)上述工程和類似工程的冷凝器管進(jìn)行渦流檢測(cè)，說明了該檢測(cè)方法能夠快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)凹坑等缺陷，有較高的檢測(cè)靈敏度。該檢測(cè)方法工藝簡單、操作容易、檢測(cè)速度快。能在高溫、高速下進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效率高，成本低。保證了汽輪機(jī)運(yùn)行的安全，從而保證火力發(fā)電廠在建運(yùn)行的安全，也降低企業(yè)的運(yùn)行成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 電磁檢測(cè)專業(yè)組（ASEI）[J].電磁渦流檢測(cè)，2012.

[2] 張路根 冷凝器不銹鋼薄壁管的蘭姆波檢測(cè)[J].失效分析與防護(hù)，2010.

[3] N B/T 47013.6-2015.承壓設(shè)備無損檢測(cè)第6部分[S].