冷凝器传热管检查方法探讨

　　1　前言

　　冷凝器传热管在常规火电厂和核能电厂中都是蒸汽侧与冷却水侧的分水岭,由于传热管本身比较薄,经历一段时间运行后,传热管会出现各种形式的泄漏现象。一旦出现泄漏,电厂一般都被迫降低功率停用堵管以免影响蒸汽侧水的品质。

　　为了尽可能避免出现这种现象,电厂一般都会利用停机检修期间安排对传热管的检查,目前的常规检测法有多频涡流检测法、声脉冲检测法和相控阵涡流检测法等。

　　2　传热管在役损伤模式

　　冷凝器传热管处于蒸汽侧与冷却水侧之间,为了有效地将蒸汽中的热量带走,必须在满足工况的条件下尽可能采用薄壁管,同时根据所采用冷却水情况选择不同材质的管材,如滨海电厂一般选择铜管、钛管,而内陆电厂一般选用铜管。对于滨海电厂而言,由于其冷却介质是海水,在管内壁易积累海生物,因而造成传热管堵塞,而内陆电厂,由于其冷却介质为淡水,故管内壁的泥沙较多,因此也易造成管壁堵塞。无论是滨海电厂还是内陆电厂,以下的缺陷形式都是常见的:

　　凹陷　主要为内凹,产生原因是传热管在安装时的磕碰以及检修时冷凝器汽侧检修时因人为或工具等造成管道的碰伤或砸伤;裂纹　正常管段在制造过程中不可避免的存在着材质或工艺方面的微小缺陷,在使用过程中逐渐发展成危险性的缺陷,如在胀管区是受胀管工艺的影响;

　　冲蚀凹坑　通常在在役运行期间形成,正常情况下内壁的腐蚀凹坑相对危害比较小,而外壁的腐蚀凹坑对传热管的危害比较大。这主要是因为冷凝器汽侧工作介质是来自低压缸末级叶片所甩下来的湿度较大的蒸汽,在离心力的作用下湿蒸汽中的小液滴沿叶片圆周的切线方向飞出,集中对传热管的某些区域(见图1)造成正面冲击。因而这些区域会呈现集中减薄的特点,而减薄的区域由于制造时遗留下的气孔、夹渣、划痕等的影响很容易发展为贯穿性缺陷。

　　图1所示,为某滨海电厂运行七年后冷凝器钛管冲蚀减薄区域图,从图中可清楚地看到在低压缸转子的高速旋转下,湿蒸汽中的小液滴被集中对称地甩在图示区域内,根据现场涡流检查及汽侧超声检查结果表明该区域至少有10%的壁厚减薄量,而某些管子的减薄量已达到70%。

　　因此,在役检查的重点是对冲蚀凹坑减薄的检查,同时在检查中还发现由于湿蒸汽沿切线方向修时所关注的重点,本文主要对在役运行时传热管所出现的缺陷模式以及相对的检查方法进行讨论。

　　出时,部分湿蒸汽与汽侧水室墙壁撞击后反弹到水室中间部位的外排管子,这部分管子也有较大的冲蚀减薄。为此,在指定检查计划时因根据历次检查结果重点选择这些冲蚀区域管进行监督检查。

　　目前,电力行业主要是对冷凝器钛管进行涡流检查,当然,随着无损检测技术的发展,也出现了一些新的检查方法,如声脉冲、阵列涡流仪等,各电厂可根据自己的实际情况选择其中的一种或几种方法。下面针对笔者所使用的检查仪器对各种检查方法及其优劣点做简要介绍。

　　3　常规涡流检测法(ET)

　　目前,电力行业通用的检查手段是多频涡流检查,从仪器的角度出发,国内外的同类型仪器很多,也有各自的性能特点。笔者以国内常用的四频八通道涡流仪EEC-39RFT(厦门爱德森公司制造)为例对涡流法进行介绍。图2为EEC—39RFT的原理框图。

　　EEC-39RFT的技术特性

　　□　频率范围:64 Hz～4 MHz;

　　□　四个独立可选频率;

　　□　同时获得差动信息和绝对信息;

　　□　三个混频单元(自动混频);

　　□　实时记忆十六踪涡流信号;

　　□　增益范围:0～90dB连续可调,以每档0.5dB步进工作。

　　□　相位旋转:0～359°连续可调,精度1°;

　　□　快速数字/模拟电子平衡;

　　□　四踪阻抗平面图及八个内部带式曲线显示、时基扫描显示;

　　□　具有记忆轨迹延迟消隐功能(可调屏幕显示余辉);

　　□　菜单式人机对话(中、英文版本,中文繁/简字体可选);

　　□　自动信号幅度及相位测量以及涡流信号慢速(可调)回放;

　　□　数字滤波;

　　□　具组态分析功能;

　　□　可调采样速率;

　　□　可配接绝对、差动和自比较形式,包括穿过式、平面式、点式、旋转式等探头;

　　□　具备独特的非等幅相位/幅度报警域;

　　□　八个硬件报警输出口;

　　□　可海量存储各种检测程序和检测数据;

　　□　C—扫描显示;

　　□　自动相位/缺陷深度曲线显示;

　　□　自动幅度/缺陷深度曲线显示;

　　□　直角坐标系与极坐标系背景选择;

　　□　同屏显示受检在役管道断面图、受检管子的行列号;

　　□　分级标志管道断面图,形成在役管道涡流检测概貌图;

　　□　分级统计管道检测结果(表格和直方图显示),便于累积分析比较;

　　□　自动日历、时间显示。

　　□　可选配数据分析系统;

　　□　可同屏显示管道系统断面图和涡流检测信号图。

　　对于涡流检测手段来说,上面所提的各种缺陷类型都可以检测,其特点为:

　　①非接触、无耦合剂,所以检测速度高,易实现自动化