冷凝器傳熱管檢查方法探討

　　1　前言

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

　　為了盡可能避免出現這種現象,電廠(chǎng)一般都會(huì )利用停機檢修期間安排對傳熱管的檢查,目前的常規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與冷卻水側之間,為了有效地將蒸汽中的熱量帶走,必須在滿(mǎn)足工況的條件下盡可能采用薄壁管,同時(shí)根據所采用冷卻水情況選擇不同材質(zhì)的管材,如濱海電廠(chǎng)一般選擇銅管、鈦管,而內陸電廠(chǎng)一般選用銅管。對于濱海電廠(chǎng)而言,由于其冷卻介質(zhì)是海水,在管內壁易積累海生物,因而造成傳熱管堵塞,而內陸電廠(chǎng),由于其冷卻介質(zhì)為淡水,故管內壁的泥沙較多,因此也易造成管壁堵塞。無(wú)論是濱海電廠(chǎng)還是內陸電廠(chǎng),以下的缺陷形式都是常見(jiàn)的:

　　凹陷　主要為內凹,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(guò)程中不可避免的存在著(zhù)材質(zhì)或工藝方面的微小缺陷,在使用過(guò)程中逐漸發(fā)展成危險性的缺陷,如在脹管區是受脹管工藝的影響;

　　沖蝕凹坑　通常在在役運行期間形成,正常情況下內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。這主要是因為冷凝器汽側工作介質(zhì)是來(lái)自低壓缸末級葉片所甩下來(lái)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(xiàn)方向飛出,集中對傳熱管的某些區域(見(jiàn)圖1)造成正面沖擊。因而這些區域會(huì )呈現集中減薄的特點(diǎn),而減薄的區域由于制造時(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(chǎng)運行七年后冷凝器鈦管沖蝕減薄區域圖,從圖中可清楚地看到在低壓缸轉子的高速旋轉下,濕蒸汽中的小液滴被集中對稱(chēng)地甩在圖示區域內,根據現場(chǎng)渦流檢查及汽側超聲檢查結果表明該區域至少有10%的壁厚減薄量,而某些管子的減薄量已達到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)現由于濕蒸汽沿切線(xiàn)方向修時(shí)所關(guān)注的重點(diǎn),本文主要對在役運行時(shí)傳熱管所出現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,在指定檢查計劃時(shí)因根據歷次檢查結果重點(diǎn)選擇這些沖蝕區域管進(jìn)行監督檢查。

　　目前,電力行業(yè)主要是對冷凝器鈦管進(jìn)行渦流檢查,當然,隨著(zhù)無(wú)損檢測技術(shù)的發(fā)展,也出現了一些新的檢查方法,如聲脈沖、陣列渦流儀等,各電廠(chǎng)可根據自己的實(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(jiǎn)要介紹。

　　3　常規渦流檢測法(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),國內外的同類(lèi)型儀器很多,也有各自的性能特點(diǎn)。筆者以國內常用的四頻八通道渦流儀EEC-39RFT(廈門(mén)愛(ài)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連續可調,以每檔0.5dB步進(jìn)工作。

　　□　相位旋轉:0～359°連續可調,精度1°;

　　□　快速數字/模擬電子平衡;

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

　　□　具有記憶軌跡延遲消隱功能(可調屏幕顯示余輝);

　　□　菜單式人機對話(huà)(中、英文版本,中文繁/簡(jiǎn)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)回放;

　　□　數字濾波;

　　□　具組態(tài)分析功能;

　　□　可調采樣速率;

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

　　□　具備獨特的非等幅相位/幅度報警域;

　　□　八個(gè)硬件報警輸出口;

　　□　可海量存儲各種檢測程序和檢測數據;

　　□　C—掃描顯示;

　　□　自動(dòng)相位/缺陷深度曲線(xiàn)顯示;

　　□　自動(dòng)幅度/缺陷深度曲線(xiàn)顯示;

　　□　直角坐標系與極坐標系背景選擇;

　　□　同屏顯示受檢在役管道斷面圖、受檢管子的行列號;

　　□　分級標志管道斷面圖,形成在役管道渦流檢測概貌圖;

　　□　分級統計管道檢測結果(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。

　　□　可選配數據分析系統;

　　□　可同屏顯示管道系統斷面圖和渦流檢測信號圖。

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

　?、俜墙佑|、無(wú)耦合劑,所以檢測速度高,易實(shí)現自動(dòng)化