設(shè)備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊縫的滲透檢測(cè)

(國(guó)核電站運(yùn)行服務(wù)技術(shù)公司，上海 200233)

某核電廠設(shè)備冷卻水熱交換器為核3級(jí)設(shè)備，采用海水冷卻，傳熱管為鈦管，水室管板表面材料為鈦合金。鈦管與管板密封采用脹接+焊接的方式，密封焊的質(zhì)量直接影響熱交換器的換熱效率。如果密封焊發(fā)生破損會(huì)造成管板碳鋼基體腐蝕；當(dāng)海水通過(guò)破損的密封焊縫進(jìn)入設(shè)備冷卻水系統(tǒng)后，會(huì)對(duì)其冷卻的設(shè)備造成影響，進(jìn)而影響整個(gè)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

滲透檢測(cè)作為一種有效的表面檢驗(yàn)方法，被用于該核電廠設(shè)備冷卻水熱交換器管板密封焊表面的定期檢查中。筆者根據(jù)管板密封焊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及所發(fā)現(xiàn)的典型缺陷的特征，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了該滲透檢測(cè)過(guò)程中需注意的關(guān)鍵工藝操作步驟。

1 檢驗(yàn)過(guò)程

1.1 檢測(cè)用器材的選擇

滲透檢測(cè)用器材包括：三點(diǎn)式不銹鋼鍍鉻裂紋試塊(B型試塊)、HD-RS-H型滲透劑、HD-BX-H型清洗劑、HD-XS-H型顯像劑、刷子、擦拭用紙、5～10倍放大鏡、強(qiáng)光手電、照度計(jì)、測(cè)溫槍、口罩、橡膠手套及必備的勞防用品等。

需要注意的是，對(duì)于鈦及鈦合金材料，一定量的滲透檢測(cè)劑蒸發(fā)后，殘?jiān)械姆?、氯元素含量的質(zhì)量比不得超過(guò)1%。檢驗(yàn)前必須要求供貨方提供滲透檢測(cè)劑氟、氯含量的測(cè)定報(bào)告。

1.2 檢測(cè)工藝的確定

根據(jù)檢驗(yàn)規(guī)程，該核電廠設(shè)備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊滲透檢測(cè)工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

1.3 操作工藝及注意事項(xiàng)

1.3.1 表面準(zhǔn)備及預(yù)清洗

焊縫及焊縫周?chē)鷳?yīng)使用清洗劑清洗，并充分干燥。需要注意的是，按照核電廠自主檢查大綱要求，該設(shè)備冷卻水熱交換器除了需對(duì)管板密封焊進(jìn)行滲透檢測(cè)外，還需對(duì)一定比例的傳熱管進(jìn)行渦流檢測(cè)，該項(xiàng)工作一般在液體滲透檢測(cè)前進(jìn)行，渦流檢測(cè)要求傳熱管內(nèi)部清潔，因此在容器解體后，維修人員會(huì)對(duì)管板及傳熱管進(jìn)行沖洗。在滲透檢測(cè)開(kāi)始之前，一定要對(duì)表面進(jìn)行干燥處理，通常的做法是，在沖洗完成后，使用通風(fēng)設(shè)備使管板及傳熱管充分干燥，一般情況下需通風(fēng)1～2 d，否則將影響細(xì)小缺陷的檢出。

表1 設(shè)備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊縫的滲透檢測(cè)工藝

圖1 密封焊檢測(cè)范圍示意

1.3.2 滲透

使用不脫毛的刷子將滲透劑均勻刷涂在被檢表面，要注意滲透劑不應(yīng)過(guò)多，以免其流入管內(nèi)而難于清理。由于管板是垂直方向安裝的，滲透劑會(huì)由于重力作用從上往下流動(dòng)，因此施加滲透劑時(shí)應(yīng)按照“自下而上”的方向進(jìn)行，管口內(nèi)滲透劑的施加需注意刷涂寬度應(yīng)不小于25 mm，以保證被檢表面完全被滲透劑覆蓋，并在整個(gè)滲透時(shí)間內(nèi)保持潤(rùn)濕狀態(tài)。滲透時(shí)間按照工藝要求不得少于10 min。檢驗(yàn)部位外觀如圖2所示。

圖2 檢驗(yàn)部位外觀

1.3.3 去除多余滲透劑

去除多余滲透劑時(shí)，不得往復(fù)擦拭，不得將清洗劑直接沖洗在被檢表面上。先用擦拭用紙擦拭，至大部分多余滲透劑去除后，再用蘸有清洗劑的擦拭用紙擦拭。擦拭管板和密封焊時(shí)，可直接在管板和密封焊上整體擦拭，以提高檢驗(yàn)效率。擦拭管口時(shí)，必須按順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较虿潦茫駝t容易造成污染而降低檢驗(yàn)靈敏度。

1.3.4 干燥

溶劑去除型著色法滲透檢測(cè)時(shí)，無(wú)需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的干燥處理，自然干燥即可。干燥時(shí)間不宜太長(zhǎng)，控制在5～10 min內(nèi)，以免缺陷內(nèi)的滲透劑干涸。

1.3.5 顯像

施加顯像劑時(shí)需要注意的是，噴涂時(shí)需要從上下左右各個(gè)方向進(jìn)行，以保證整個(gè)被檢表面(尤其是管口往里的25 mm范圍內(nèi))被顯像劑完整覆蓋。施加前要將顯像劑充分搖勻，不得在同一部位重復(fù)施加。顯像時(shí)間按照工藝要求控制在10～60 min。

1.3.6 觀察與記錄

由于溶劑懸浮顯像劑顯像的速度非?？欤栽谑┘语@像劑后就應(yīng)立即開(kāi)始觀察，在施加后10～60 min內(nèi)再下定論。觀察時(shí)應(yīng)使用強(qiáng)光手電照明，光照度應(yīng)不小于1 000 Lx。辯認(rèn)細(xì)小顯示時(shí)可使用5～10倍放大鏡。需要注意的是，為保證管口往里25 mm檢驗(yàn)范圍內(nèi)的缺陷不被漏檢，觀察應(yīng)從上下左右各個(gè)方向進(jìn)行。

檢驗(yàn)過(guò)程中的工藝參數(shù)應(yīng)在原始記錄中記錄齊全，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，應(yīng)記錄缺陷的數(shù)量、尺寸、類(lèi)型、位置(一般采用所在傳熱管的編號(hào)進(jìn)行定位)，可使用照相法記錄。

1.3.7 后處理

檢驗(yàn)完畢后使用清洗劑進(jìn)行清洗，以去除對(duì)工件材料有害的殘留物。

2 結(jié)果與分析

采用以上工藝進(jìn)行滲透檢測(cè)，多次發(fā)現(xiàn)線性缺陷顯示，實(shí)踐證明，該工藝能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，對(duì)保證密封焊質(zhì)量十分有效。

典型的缺陷照片如圖3所示，從圖中可看出，缺陷多為細(xì)小的線性顯示，極易漏檢，因此要格外注意以上的關(guān)鍵工藝步驟，以保證檢驗(yàn)的靈敏度。

圖3 典型缺陷照片

3 結(jié)語(yǔ)

為保證設(shè)備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊中細(xì)小缺陷的檢出，在進(jìn)行滲透檢測(cè)工藝操作時(shí)，需特別注意以下幾點(diǎn)。

(1) 檢驗(yàn)開(kāi)始前，必須保證被檢表面充分干燥，防止沖洗后的水分殘留在缺陷中，影響缺陷檢出。

(2) 施加滲透劑時(shí)，需注意刷涂方向(自下而上)及管口往里的25 mm檢驗(yàn)區(qū)域的充分覆蓋。

(3) 去除管口多余滲透劑時(shí)，必須按順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较虿潦谩?/p>

(4) 顯像劑噴涂時(shí)，需要從上下左右各個(gè)方向進(jìn)行，以保證整個(gè)被檢表面(尤其是管口往里25 mm范圍內(nèi))被顯像劑完整覆蓋。

(5) 觀察時(shí)，應(yīng)從上下左右各個(gè)方向進(jìn)行，避免缺陷漏檢。

文章所述工藝操作，可為同行從事此類(lèi)檢驗(yàn)(例如凝汽器管板密封焊等)時(shí)提供參考。