設備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊縫的滲透檢測

(國核電站運行服務技術公司，上海 200233)

某核電廠設備冷卻水熱交換器為核3級設備，采用海水冷卻，傳熱管為鈦管，水室管板表面材料為鈦合金。鈦管與管板密封采用脹接+焊接的方式，密封焊的質量直接影響熱交換器的換熱效率。如果密封焊發生破損會造成管板碳鋼基體腐蝕；當海水通過破損的密封焊縫進入設備冷卻水系統后，會對其冷卻的設備造成影響，進而影響整個機組的安全穩定運行。

滲透檢測作為一種有效的表面檢驗方法，被用于該核電廠設備冷卻水熱交換器管板密封焊表面的定期檢查中。筆者根據管板密封焊的結構特點，以及所發現的典型缺陷的特征，結合現場實踐經驗，總結出了該滲透檢測過程中需注意的關鍵工藝操作步驟。

1 檢驗過程

1.1 檢測用器材的選擇

滲透檢測用器材包括：三點式不銹鋼鍍鉻裂紋試塊(B型試塊)、HD-RS-H型滲透劑、HD-BX-H型清洗劑、HD-XS-H型顯像劑、刷子、擦拭用紙、5～10倍放大鏡、強光手電、照度計、測溫槍、口罩、橡膠手套及必備的勞防用品等。

需要注意的是，對于鈦及鈦合金材料，一定量的滲透檢測劑蒸發后，殘渣中的氟、氯元素含量的質量比不得超過1%。檢驗前必須要求供貨方提供滲透檢測劑氟、氯含量的測定報告。

1.2 檢測工藝的確定

根據檢驗規程，該核電廠設備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊滲透檢測工藝參數見表1。

1.3 操作工藝及注意事項

1.3.1 表面準備及預清洗

焊縫及焊縫周圍應使用清洗劑清洗，并充分干燥。需要注意的是，按照核電廠自主檢查大綱要求，該設備冷卻水熱交換器除了需對管板密封焊進行滲透檢測外，還需對一定比例的傳熱管進行渦流檢測，該項工作一般在液體滲透檢測前進行，渦流檢測要求傳熱管內部清潔，因此在容器解體后，維修人員會對管板及傳熱管進行沖洗。在滲透檢測開始之前，一定要對表面進行干燥處理，通常的做法是，在沖洗完成后，使用通風設備使管板及傳熱管充分干燥，一般情況下需通風1～2 d，否則將影響細小缺陷的檢出。

表1 設備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊縫的滲透檢測工藝

圖1 密封焊檢測范圍示意

1.3.2 滲透

使用不脫毛的刷子將滲透劑均勻刷涂在被檢表面，要注意滲透劑不應過多，以免其流入管內而難于清理。由于管板是垂直方向安裝的，滲透劑會由于重力作用從上往下流動，因此施加滲透劑時應按照“自下而上”的方向進行，管口內滲透劑的施加需注意刷涂寬度應不小于25 mm，以保證被檢表面完全被滲透劑覆蓋，并在整個滲透時間內保持潤濕狀態。滲透時間按照工藝要求不得少于10 min。檢驗部位外觀如圖2所示。

圖2 檢驗部位外觀

1.3.3 去除多余滲透劑

去除多余滲透劑時，不得往復擦拭，不得將清洗劑直接沖洗在被檢表面上。先用擦拭用紙擦拭，至大部分多余滲透劑去除后，再用蘸有清洗劑的擦拭用紙擦拭。擦拭管板和密封焊時，可直接在管板和密封焊上整體擦拭，以提高檢驗效率。擦拭管口時，必須按順時針或逆時針方向擦拭，否則容易造成污染而降低檢驗靈敏度。

1.3.4 干燥

溶劑去除型著色法滲透檢測時，無需進行專門的干燥處理，自然干燥即可。干燥時間不宜太長，控制在5～10 min內，以免缺陷內的滲透劑干涸。

1.3.5 顯像

施加顯像劑時需要注意的是，噴涂時需要從上下左右各個方向進行，以保證整個被檢表面(尤其是管口往里的25 mm范圍內)被顯像劑完整覆蓋。施加前要將顯像劑充分搖勻，不得在同一部位重復施加。顯像時間按照工藝要求控制在10～60 min。

1.3.6 觀察與記錄

由于溶劑懸浮顯像劑顯像的速度非常快，所以在施加顯像劑后就應立即開始觀察，在施加后10～60 min內再下定論。觀察時應使用強光手電照明，光照度應不小于1 000 Lx。辯認細小顯示時可使用5～10倍放大鏡。需要注意的是，為保證管口往里25 mm檢驗范圍內的缺陷不被漏檢，觀察應從上下左右各個方向進行。

檢驗過程中的工藝參數應在原始記錄中記錄齊全，當發現缺陷時，應記錄缺陷的數量、尺寸、類型、位置(一般采用所在傳熱管的編號進行定位)，可使用照相法記錄。

1.3.7 后處理

檢驗完畢后使用清洗劑進行清洗，以去除對工件材料有害的殘留物。

2 結果與分析

采用以上工藝進行滲透檢測，多次發現線性缺陷顯示，實踐證明，該工藝能夠及時發現缺陷，對保證密封焊質量十分有效。

典型的缺陷照片如圖3所示，從圖中可看出，缺陷多為細小的線性顯示，極易漏檢，因此要格外注意以上的關鍵工藝步驟，以保證檢驗的靈敏度。

圖3 典型缺陷照片

3 結語

為保證設備冷卻水熱交換器鈦合金管板密封焊中細小缺陷的檢出，在進行滲透檢測工藝操作時，需特別注意以下幾點。

(1) 檢驗開始前，必須保證被檢表面充分干燥，防止沖洗后的水分殘留在缺陷中，影響缺陷檢出。

(2) 施加滲透劑時，需注意刷涂方向(自下而上)及管口往里的25 mm檢驗區域的充分覆蓋。

(3) 去除管口多余滲透劑時，必須按順時針方向或逆時針方向擦拭。

(4) 顯像劑噴涂時，需要從上下左右各個方向進行，以保證整個被檢表面(尤其是管口往里25 mm范圍內)被顯像劑完整覆蓋。

(5) 觀察時，應從上下左右各個方向進行，避免缺陷漏檢。

文章所述工藝操作，可為同行從事此類檢驗(例如凝汽器管板密封焊等)時提供參考。