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和核能電廠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,經歷一段時間運行后,傳熱管會出現各種形式的泄漏現象。一旦出現泄漏,電廠一般都被迫降低功率停用堵管以免影響蒸汽側水的品質。

　　為了盡可能避免出現這種現象,電廠一般都會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,必須在滿足工況的條件下盡可能采用薄壁管,同時根據所采用冷卻水情況選擇不同材質的管材,如濱海電廠一般選擇銅管、鈦管,而內陸電廠一般選用銅管。對于濱海電廠而言,由于其冷卻介質是海水,在管內壁易積累海生物,因而造成傳熱管堵塞,而內陸電廠,由于其冷卻介質為淡水,故管內壁的泥沙較多,因此也易造成管壁堵塞。無論是濱海電廠還是內陸電廠,以下的缺陷形式都是常見的:

　　凹陷　主要為內凹,產生原因是傳熱管在安裝時的磕碰以及檢修時冷凝器汽側檢修時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或工藝方面的微小缺陷,在使用過程中逐漸發展成危險性的缺陷,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域(見圖1)造成正面沖擊。因而這些區域會呈現集中減薄的特點,而減薄的區域由于制造時遺留下的氣孔、夾渣、劃痕等的影響很容易發展為貫穿性缺陷。

　　圖1所示,為某濱海電廠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地甩在圖示區域內,根據現場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,在役檢查的重點是對沖蝕凹坑減薄的檢查,同時在檢查中還發現由于濕蒸汽沿切線方向修時所關注的重點,本文主要對在役運行時傳熱管所出現的缺陷模式以及相對的檢查方法進行討論。

　　出時,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,在指定檢查計劃時因根據歷次檢查結果重點選擇這些沖蝕區域管進行監督檢查。

　　目前,電力行業主要是對冷凝器鈦管進行渦流檢查,當然,隨著無損檢測技術的發展,也出現了一些新的檢查方法,如聲脈沖、陣列渦流儀等,各電廠可根據自己的實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劣點做簡要介紹。

　　3　常規渦流檢測法(ET)

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

　　EEC-39RFT的技術特性

　　□　頻率范圍:64 Hz～4 MHz;

　　□　四個獨立可選頻率;

　　□　同時獲得差動信息和絕對信息;

　　□　三個混頻單元(自動混頻);

　　□　實時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內部帶式曲線顯示、時基掃描顯示;

　　□　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(中、英文版本,中文繁/簡字體可選);

　　□　自動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;

　　□　具組態分析功能;

　　□　可調采樣速率;

　　□　可配接絕對、差動和自比較形式,包括穿過式、平面式、點式、旋轉式等探頭;

　　□　具備獨特的非等幅相位/幅度報警域;

　　□　八個硬件報警輸出口;

　　□　可海量存儲各種檢測程序和檢測數據;

　　□　C—掃描顯示;

　　□　自動相位/缺陷深度曲線顯示;

　　□　自動幅度/缺陷深度曲線顯示;

　　□　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;

　　□　自動日歷、時間顯示。

　　□　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說,上面所提的各種缺陷類型都可以檢測,其特點為:

　　①非接觸、無耦合劑,所以檢測速度高,易實現自動化