渦流檢測技術(shù)在火電行業(yè)中的應(yīng)用前景

王珍++趙敬哲++孟軍

文章編號：2095-6835（2016）07-0158-02

摘 要：介紹了渦流檢測技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用前景，發(fā)現(xiàn)渦流檢測市場值得我們?nèi)ジ顚哟蔚亻_拓。

關(guān)鍵詞：渦流檢測；無損檢測；火電機(jī)組；火力發(fā)電廠

中圖分類號：TG115.28 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.158

渦流檢測雖然是五大常規(guī)無損檢測方法之一，但在火力發(fā)電廠實際檢測中應(yīng)用得并不多，大部分情況下僅被應(yīng)用于凝汽器冷卻管穿脹前的檢測，導(dǎo)致渦流檢測技術(shù)的很多優(yōu)勢并沒有得到充分發(fā)揮。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是計算機(jī)和信息處理技術(shù)的快速發(fā)展，渦流檢測系統(tǒng)日益完善，渦流檢測技術(shù)的發(fā)展也得到了實質(zhì)性的突破，并步入了實用化階段。

1 渦流檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，渦流檢測技術(shù)在火力發(fā)電行業(yè)中的應(yīng)用并不多。以我公司為例，渦流檢測的項目主要是火力發(fā)電廠凝汽器冷卻管穿脹前的檢測。1臺350 MW火電機(jī)組的凝汽器需要穿脹的冷卻管數(shù)量不超過25 000根，而需要進(jìn)行渦流抽查的冷卻管數(shù)量只占穿脹總數(shù)的5%.也就是說，1臺350 MW火電機(jī)組的凝汽器冷卻管正常需要做渦流檢測的數(shù)量不超過1 250根。

在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程中，只有《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范》對凝汽器冷卻管穿脹前的渦流檢測作出了明確規(guī)定：抽查數(shù)量為冷卻管總數(shù)的5%，當(dāng)不合格數(shù)量達(dá)到安裝總數(shù)的1%時，應(yīng)逐根進(jìn)行試驗。《承壓設(shè)備無損檢測 第6部分：渦流檢測》（JB/T 4730.6—2005）對用管的渦流檢測時機(jī)作出了規(guī)定：用管的渦流檢測在設(shè)備檢修或業(yè)主認(rèn)為有必要時進(jìn)行，不強(qiáng)制規(guī)定。在其他火力發(fā)電廠監(jiān)督、監(jiān)察標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程中，都沒有對渦流檢測方法的使用作出明確規(guī)定。渦流檢測技術(shù)實際應(yīng)用范圍狹窄的另一個重要原因就是渦流檢測技術(shù)的優(yōu)勢并沒有真正被人們認(rèn)識到，而且有些業(yè)主只考慮到短期的檢測成本，沒有考慮到長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 常規(guī)渦流檢測技術(shù)

2.1 原理

常規(guī)渦流檢測技術(shù)以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，當(dāng)載有交變電流的試驗線圈靠近導(dǎo)體試件時，在線圈產(chǎn)生的交變磁場的作用下，導(dǎo)體會感生出渦流。渦流的大小、相位和流動形式受試件性能及有無缺陷的影響，而渦流的反作用磁場又使線圈的阻抗發(fā)生變化。因此，通過測定試驗線圈阻抗的變化，我們就可以了解被檢試件性能的變化以及有無缺陷。

2.2 局限性

常規(guī)渦流檢測技術(shù)的局限性主要體現(xiàn)在：①只適合檢測導(dǎo)電金屬材料或能感生渦流的非金屬材料；②只適合檢查金屬表面及近表面的缺陷，不能檢查金屬材料深層的內(nèi)部缺陷；③對缺陷定性和定量還比較困難；④針對不同工件采用不同檢測線圈檢查時各有不足。

2.3 應(yīng)用范圍

常規(guī)渦流檢測技術(shù)主要用于渦流探傷、渦流的材質(zhì)分選以及渦流的測厚。

3 遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)

3.1 原理

遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)是一種能穿透金屬管壁的低頻渦流檢測技術(shù)。它通常采用內(nèi)置式探頭，探頭上有一個激勵線圈，還有一兩個檢測線圈。激勵線圈與檢測線圈之間的距離為鋼管內(nèi)徑的2～3倍。激勵線圈發(fā)出的磁力線（能量）穿過管壁向外擴(kuò)散，在遠(yuǎn)場區(qū)又再次穿過有表面缺陷的管壁向內(nèi)擴(kuò)散，最后被檢測線圈接收。檢測線圈接收到的信號的幅度和相位都與壁厚有關(guān)，因此利用專業(yè)軟件就可測得管壁的厚度。

3.2 優(yōu)點(diǎn)

遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有：①不必清洗被檢測鋼管的表面；②探頭與鋼管表面不接觸，探頭外徑與鋼管內(nèi)徑之間的間隙變化對檢測結(jié)果的影響很小；③對鋼管內(nèi)表面和外表面腐蝕坑的檢測靈敏度相同；④對均勻減薄、漸變減薄和偏磨減薄的檢測靈敏度都很高；⑤探頭的檢測速度是否均勻?qū)z測結(jié)果無影響；⑥鋼管內(nèi)的氣體、液體介質(zhì)對檢測結(jié)果無影響。

3.3 缺點(diǎn)

遠(yuǎn)場渦流監(jiān)測技術(shù)使用的檢測頻率比較低，使用時的檢測速度會受到限制。

4 兩種技術(shù)比較

常規(guī)渦流檢測技術(shù)：對于非鐵磁性材料（例如銅管、鈦管、不銹鋼管等）安裝前的檢測，通常會配合使用外穿式探頭；對于在役檢測，則配合使用內(nèi)穿式探頭；對于鐵磁性新管檢測，會配合外穿磁飽和器進(jìn)行檢測，以降低磁噪聲的干擾，提高檢測準(zhǔn)確度。

遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)：對于鐵磁性管子，由于集膚效應(yīng)的作用，只能檢測管道表面存在的缺陷和問題，但能夠提高檢測的滲透深度。

5 火電行業(yè)中的渦流檢測市場

在火力發(fā)電廠中，除了凝汽器冷卻管穿脹前需做渦流檢測外，在役換熱器、換熱管的檢修和監(jiān)測將會是渦流檢測的巨大市場。換熱器是火力發(fā)電廠的主要設(shè)備，例如凝汽器、高低壓加熱器等，其主要是由換熱管組成。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行一定時間后，換熱管會因長時間受到?jīng)_刷、腐蝕、振動而出現(xiàn)壁厚減薄和管壁損傷等現(xiàn)象，而管壁厚度監(jiān)測是換熱管定檢的重要項目之一。

目前，應(yīng)用比較多的是接觸式超聲波脈沖回波法測厚。超聲波測厚的局限性在于它是點(diǎn)式測量，檢測效率低；在定檢中，僅對受檢部位進(jìn)行抽查，而在減薄嚴(yán)重之處存在漏檢隱患；對受檢部位表面的光潔度等要求較高；測量結(jié)果易受換熱管內(nèi)表面附著物等的影響；有些部位由于受到支撐板等的遮蔽，可能無法監(jiān)測到。

遠(yuǎn)場渦流技術(shù)對均勻減薄、漸變減薄和偏磨減薄的檢測靈敏度都很高，而且檢測速度快、效率高，同時，其對管的表面狀態(tài)要求較低。該技術(shù)在換熱管道定檢中具有其他無損檢測方法所不具備的優(yōu)勢。

配合使用多頻渦流檢測技術(shù)，可有效地抑制多種干擾因素的影響，達(dá)到去偽存真的目的，提高檢測的靈敏性、可靠性和準(zhǔn)確性，有利于對受檢工件作出正確評價。

在汽輪機(jī)葉片、大軸中心的表面裂紋、螺孔內(nèi)裂紋、焊縫表面和近表面缺陷的檢測中，渦流檢測技術(shù)也具有較高的檢測靈敏度和準(zhǔn)確性。

6 結(jié)束語

實踐證明，遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)是電廠在役換熱管管壁定檢最理想、最高效的檢測方法。如果該技術(shù)能在換熱管定檢中得到廣泛應(yīng)用，必將會對電廠的防漏、防爆工作起到很大的促進(jìn)作用，并使渦流檢測技術(shù)在電力行業(yè)中擁有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]電力行業(yè)火電建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.DL 5190.3—2012 電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范 第3部分：汽輪發(fā)電機(jī)組[S].北京：中國電力出版社，2012.

〔編輯：王霞〕