冷凝器管渦流檢測方法的探討

許志偉

摘 要：火力發電廠已經成為我國發電主力軍，雖然我國在新能源發電技術的研究及工業、生活的應用，有了核電廠、風力發電的突破，但是現在還是缺少不了火力發電廠的建設。常規的無損檢測在火電建設中、檢修中，是不可缺少的，作為質量運行關鍵的把關項。隨之渦流檢測技術的發展，已經逐漸應用到工業檢測中。此檢測方法是利用模擬缺陷對比試樣管，進行渦流檢測儀器的參數調節，按照相關標準的要求，設置報警區域，制定出靈敏度高、檢測效率高、更合適的渦流檢測工藝，并應用于現場實際檢測，檢出管子內壁的凹坑，變形、機械損傷等缺陷，保證了汽輪機的有效運行，提高了火力發電建設的效率。

關鍵詞：發電；冷凝器；渦流檢測

1 前言

我國從上世紀60年代開展渦流檢測的研究工作，并先后研制了一系列檢測系統。從初期的YY-11型管材探傷儀，到后來的相繼研制成功的YY-17、YS-1、NE-30和現在用途極為廣泛的EEC-96數字渦流檢測設備。這些設備在我國的航空航天、冶金、機械、電力、化工、核能等領域中正發揮著越來越重要的作用。

冷凝器是電站機組中最常見的設備之一，是火力發電廠建設，在用金屬監督檢驗的重點。目前電站機組中使用的冷凝器普遍采用小直徑不銹鋼或是和黃銅薄壁管，由于冷凝器管外的冷卻水是未經過處理的原水，如果因制造缺陷、腐蝕等而將管外原水滲漏到管內，導致給水品質下降，冷凝器換熱效率降低，直接影響機組的正常運行，甚至影響到機組的壽命。因此改進對比試驗管的制作，模擬現場可能出現的缺陷類型和缺陷方向，研究提高渦流檢測靈敏度，檢測效率，保證檢測結果的正確性是十分必要的。

2 渦流檢測原理

渦流檢測技術是五大常規檢測技術之一，適用于在制和在用承壓設備導電性材料管材、零部件、焊接接頭表面及近表面缺陷的檢測。當載有交變電流的檢測線圈靠近導電試件時，由于激勵線圈磁場的作用，試件中會產生渦流，而渦流的大小、相位及流動形式受到試件導電性能的影響，同時產生的渦流也會形成一個磁場，這個磁場反過來又會使檢測線圈的阻抗發生變化，因此，通過測定檢測線圈阻抗的變化，就可以判斷出被測試件的性能及有無缺陷。

3 渦流檢測工藝理論基礎

3.1 對比試樣的制作

根據檢件狀況和檢測標準的規定，對比試樣人工缺陷為垂直于管壁的通孔，直徑為0.6mm±0.02mm。沿軸向加工5個相同孔徑的通孔，其中2個通孔分別距離管端100mm±5mm。中間3個通孔之間的間距為500mm，并沿圓周方向相隔120°±5mm°。詳見圖1。

說明：（1）對比試樣采用同批材料規格的冷凝管（即與被檢對象具有相同或相近規格、牌號、熱處理狀態、表面狀態和電磁性能）。（2）考慮冷凝器管材質問題，為了提高檢測靈敏度，故將銅合金的通孔直徑提高0.6mm，嚴于標準要求。

3.2 設備調節、檢測工藝確定

3.2.1 設備連接

按照公司的渦流檢測操作規程和儀器使用說明進行儀器、計算機、連接線、電源等裝置的連接。

3.2.2 檢測工藝確定

利用對比試樣按照相關標準調節頻率、相位、濾波、速度等調整的準備工作，將設備S1=P1F1頻率設定為18 kHz，高通、低通、濾波設置為關閉狀態，時基為2～3，并對比試樣中間3個通孔人工缺陷響應信號中最低幅度選定，在阻抗圖中調增益和相位至40%和40°，將此設定報警區域，記錄下相位40°，幅值180。

4 冷凝器管渦流檢測現場應用驗證

4.1 工程概況

該電廠位于山西省河曲縣城東約3km的黃河四級階地上，是一座大型燃煤火力發電廠。我公司承接的二期的其中一臺600MW國產超臨界空冷機組的無損檢測工程。冷凝器管渦流檢測為安裝前抽檢，檢測比例5%，規格Φ20×0.5mm，檢測標準NB/T 47013.6-2015。

4.2 檢測方法的確定

根據上述工程概況情況、檢測標準、現場等情況，又在制安裝檢測，綜合判斷選擇差動外通過式渦流檢測。

4.3 檢測工藝及步驟

4.3.1 表面準備

由于本次檢測的在制檢件，故一般情況不用處理，但被檢件表面應清潔、無毛刺，不應有影響實施渦流檢測的粉塵及其污物，如不滿足要求，必須加以清除，清除時不應損壞被檢件表面。

4.3.2 對比試樣的制作、設備調節、檢測工藝確定

按照上述第2部分 渦流檢測工藝理論基礎執行。

4.3.3 檢測：

（1）將被檢管件穿過渦流探頭；（2）被檢管件的移動速度與對比試樣的移動速度相同，并且勻速移動，最大速度應滿足儀器允許的檢測速度上限要求。（3）檢測過程中，發現管材編號201冷凝器管有超標信號，并產生報警。對上述冷凝器管進行復檢，用探頭在大概懷疑部位進行檢測，結合儀器中的信號，看看是否與懷疑部位一一對應，縮小檢測范圍，再次進行局部檢測，并結合信號相位26.7°幅值41位置530mm及探頭位置觀察檢件部位，最后確認為缺陷，判斷此冷凝器管不合格。

5 結束語

通過對上述工程和類似工程的冷凝器管進行渦流檢測，說明了該檢測方法能夠快速準確的發現凹坑等缺陷，有較高的檢測靈敏度。該檢測方法工藝簡單、操作容易、檢測速度快。能在高溫、高速下進行檢測，檢測效率高，成本低。保證了汽輪機運行的安全，從而保證火力發電廠在建運行的安全，也降低企業的運行成本。

參考文獻：

[1] 電磁檢測專業組（ASEI）[J].電磁渦流檢測，2012.

[2] 張路根 冷凝器不銹鋼薄壁管的蘭姆波檢測[J].失效分析與防護，2010.

[3] N B/T 47013.6-2015.承壓設備無損檢測第6部分[S].