冷凝器傳熱管檢查方法探討

　　1　前言

　　冷凝器傳熱管在常規(guī)火電廠和核能電廠中都是蒸汽側(cè)與冷卻水側(cè)的分水嶺,由于傳熱管本身比較薄,經(jīng)歷一段時(shí)間運(yùn)行后,傳熱管會(huì)出現(xiàn)各種形式的泄漏現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)泄漏,電廠一般都被迫降低功率停用堵管以免影響蒸汽側(cè)水的品質(zhì)。

　　為了盡可能避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象,電廠一般都會(huì)利用停機(jī)檢修期間安排對傳熱管的檢查,目前的常規(guī)檢測法有多頻渦流檢測法、聲脈沖檢測法和相控陣渦流檢測法等。

　　2　傳熱管在役損傷模式

　　冷凝器傳熱管處于蒸汽側(cè)與冷卻水側(cè)之間,為了有效地將蒸汽中的熱量帶走,必須在滿足工況的條件下盡可能采用薄壁管,同時(shí)根據(jù)所采用冷卻水情況選擇不同材質(zhì)的管材,如濱海電廠一般選擇銅管、鈦管,而內(nèi)陸電廠一般選用銅管。對于濱海電廠而言,由于其冷卻介質(zhì)是海水,在管內(nèi)壁易積累海生物,因而造成傳熱管堵塞,而內(nèi)陸電廠,由于其冷卻介質(zhì)為淡水,故管內(nèi)壁的泥沙較多,因此也易造成管壁堵塞。無論是濱海電廠還是內(nèi)陸電廠,以下的缺陷形式都是常見的:

　　凹陷　主要為內(nèi)凹,產(chǎn)生原因是傳熱管在安裝時(shí)的磕碰以及檢修時(shí)冷凝器汽側(cè)檢修時(shí)因人為或工具等造成管道的碰傷或砸傷;裂紋　正常管段在制造過程中不可避免的存在著材質(zhì)或工藝方面的微小缺陷,在使用過程中逐漸發(fā)展成危險(xiǎn)性的缺陷,如在脹管區(qū)是受脹管工藝的影響;

　　沖蝕凹坑　通常在在役運(yùn)行期間形成,正常情況下內(nèi)壁的腐蝕凹坑相對危害比較小,而外壁的腐蝕凹坑對傳熱管的危害比較大。這主要是因?yàn)槔淠髌麄?cè)工作介質(zhì)是來自低壓缸末級葉片所甩下來的濕度較大的蒸汽,在離心力的作用下濕蒸汽中的小液滴沿葉片圓周的切線方向飛出,集中對傳熱管的某些區(qū)域(見圖1)造成正面沖擊。因而這些區(qū)域會(huì)呈現(xiàn)集中減薄的特點(diǎn),而減薄的區(qū)域由于制造時(shí)遺留下的氣孔、夾渣、劃痕等的影響很容易發(fā)展為貫穿性缺陷。

　　圖1所示,為某濱海電廠運(yùn)行七年后冷凝器鈦管沖蝕減薄區(qū)域圖,從圖中可清楚地看到在低壓缸轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)下,濕蒸汽中的小液滴被集中對稱地甩在圖示區(qū)域內(nèi),根據(jù)現(xiàn)場渦流檢查及汽側(cè)超聲檢查結(jié)果表明該區(qū)域至少有10%的壁厚減薄量,而某些管子的減薄量已達(dá)到70%。

　　因此,在役檢查的重點(diǎn)是對沖蝕凹坑減薄的檢查,同時(shí)在檢查中還發(fā)現(xiàn)由于濕蒸汽沿切線方向修時(shí)所關(guān)注的重點(diǎn),本文主要對在役運(yùn)行時(shí)傳熱管所出現(xiàn)的缺陷模式以及相對的檢查方法進(jìn)行討論。

　　出時(shí),部分濕蒸汽與汽側(cè)水室墻壁撞擊后反彈到水室中間部位的外排管子,這部分管子也有較大的沖蝕減薄。為此,在指定檢查計(jì)劃時(shí)因根據(jù)歷次檢查結(jié)果重點(diǎn)選擇這些沖蝕區(qū)域管進(jìn)行監(jiān)督檢查。

　　目前,電力行業(yè)主要是對冷凝器鈦管進(jìn)行渦流檢查,當(dāng)然,隨著無損檢測技術(shù)的發(fā)展,也出現(xiàn)了一些新的檢查方法,如聲脈沖、陣列渦流儀等,各電廠可根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇其中的一種或幾種方法。下面針對筆者所使用的檢查儀器對各種檢查方法及其優(yōu)劣點(diǎn)做簡要介紹。

　　3　常規(guī)渦流檢測法(ET)

　　目前,電力行業(yè)通用的檢查手段是多頻渦流檢查,從儀器的角度出發(fā),國內(nèi)外的同類型儀器很多,也有各自的性能特點(diǎn)。筆者以國內(nèi)常用的四頻八通道渦流儀EEC-39RFT(廈門愛德森公司制造)為例對渦流法進(jìn)行介紹。圖2為EEC—39RFT的原理框圖。

　　EEC-39RFT的技術(shù)特性

　　□　頻率范圍:64 Hz～4 MHz;

　　□　四個(gè)獨(dú)立可選頻率;

　　□　同時(shí)獲得差動(dòng)信息和絕對信息;

　　□　三個(gè)混頻單元(自動(dòng)混頻);

　　□　實(shí)時(shí)記憶十六蹤渦流信號;

　　□　增益范圍:0～90dB連續(xù)可調(diào),以每檔0.5dB步進(jìn)工作。

　　□　相位旋轉(zhuǎn):0～359°連續(xù)可調(diào),精度1°;

　　□　快速數(shù)字/模擬電子平衡;

　　□　四蹤阻抗平面圖及八個(gè)內(nèi)部帶式曲線顯示、時(shí)基掃描顯示;

　　□　具有記憶軌跡延遲消隱功能(可調(diào)屏幕顯示余輝);

　　□　菜單式人機(jī)對話(中、英文版本,中文繁/簡字體可選);

　　□　自動(dòng)信號幅度及相位測量以及渦流信號慢速(可調(diào))回放;

　　□　數(shù)字濾波;

　　□　具組態(tài)分析功能;

　　□　可調(diào)采樣速率;

　　□　可配接絕對、差動(dòng)和自比較形式,包括穿過式、平面式、點(diǎn)式、旋轉(zhuǎn)式等探頭;

　　□　具備獨(dú)特的非等幅相位/幅度報(bào)警域;

　　□　八個(gè)硬件報(bào)警輸出口;

　　□　可海量存儲(chǔ)各種檢測程序和檢測數(shù)據(jù);

　　□　C—掃描顯示;

　　□　自動(dòng)相位/缺陷深度曲線顯示;

　　□　自動(dòng)幅度/缺陷深度曲線顯示;

　　□　直角坐標(biāo)系與極坐標(biāo)系背景選擇;

　　□　同屏顯示受檢在役管道斷面圖、受檢管子的行列號;

　　□　分級標(biāo)志管道斷面圖,形成在役管道渦流檢測概貌圖;

　　□　分級統(tǒng)計(jì)管道檢測結(jié)果(表格和直方圖顯示),便于累積分析比較;

　　□　自動(dòng)日歷、時(shí)間顯示。

　　□　可選配數(shù)據(jù)分析系統(tǒng);

　　□　可同屏顯示管道系統(tǒng)斷面圖和渦流檢測信號圖。

　　對于渦流檢測手段來說,上面所提的各種缺陷類型都可以檢測,其特點(diǎn)為:

　　①非接觸、無耦合劑,所以檢測速度高,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化