在役铜管涡流检测

在役铜管涡流检测的研究蔡红生 王传玉 汪毅 （河南电力试验研究所 郑州 ）【摘要】 凝汽器铜管常因材质、循环水质等原因造成腐蚀、泄漏，影响机组安全运行，本文介绍了运用涡流混频技术对凝汽器铜管进行在役检查的方法。【关键词】凝汽器 铜管 在役 涡流检测1、引言 铜管由于其耐腐蚀、导热性能良好而被采用在火力发电厂凝汽器中。由于制造缺陷、安装碰伤、循环水质以及其他多种因素，常导致凝汽器铜管发生泄漏。导致凝结水硬度升高，锅炉受热面管道结垢，使管道发生爆漏，威胁机组的安全运行。为了确定铜管泄漏的位置，电厂通常采用灌水、蜡烛等手段来检出泄漏的铜管，但是这种方法不能准确的判断缺陷及其位置和大小。因此，如何快速准确的检验在役铜管，对确保机组安全运行，减少电厂被迫停机的次数和时间，提高经济效益，都是十分重要的。2、检测原理、特点及影响因素 涡流检测是运用电磁感应原理，当探头在金属表面移动。遇到缺陷或其他性质（如电导率、磁导率、几何形状等）变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化。通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其他性质变化，这就是涡流探伤的基本原理。 涡流检测和其他检测法相比，有它独特之处，其主要特点有：只适用于导电材料；特别适用于导电试件表面和近表面检测；无需耦合剂和表面处理；检测速度快，可实现自动化检测。 影响铜管涡流检测的因素有电导率、磁导率、几何形状、相对位置、非连续性（缺陷）等。在役铜管检测时，凝汽器中用于支撑铜管的支撑板会造成涡流分布的改变，从而产生一涡流信号，干扰对缺陷的识别。采用涡流混频技术及可消除支撑板对检测的干扰，准确的区分缺陷与伪缺陷，确保不漏检、不误判。3、在役铜管涡流检测3.1 准备工作311根据所检测项目，选择检测仪器。对于凝汽器铜管在役检查需选择数字式多频涡流探伤仪；3 1.2根据铜管的内径尺寸选用合适的内插式探头；3 1.3按照标准 JB4730-94的规定，选择标准试管；3.2参数设置设置主检测频率F1 主检测频率F1的选择一般应使被测材料最大厚度约等于标准渗透深度。标准渗透深度定义为：表面涡流密度的1/e式1 f-检测频率（Hz） r-相对磁导率 电导率（M/.mm）从式1知，频率越低，渗透深度越大，但灵敏度同时也降低，以致难于区别内壁缺陷和外壁缺陷，对金属管道采用内插式探头进行涡流检测时，要满足以下要求：A、缺陷信号和其它信号之间要有足够的相位差以便进行相位鉴别。B、管内壁和外壁缺陷之间也要有相当的相位差以便分清内外壁缺陷。在实践中对各种类型和尺寸的管子检验中得出经验公式为：f=5/.t t-厚度（mm） 电导率（M/.mm）在该频率下，对管道内、外壁都有较高灵敏度、对管外磁性沉积物和铁磁性支撑板灵敏度较低。通过计算得出常用热交换器金属管道标准渗透深度见表1. 表1 常用热交换器管材材料电阻率、频率、渗透深度关系表材料（电阻率.cm）渗透深度（mm）F1KHz10KHz100KHz1MHz黄铜（9.9）5.01.60.50.270/30镍铜（34.5）9.32.90.90.390/10镍铜（14.5）6.01.90.60.2A-40钛管（54.8）11.73.71.20.4TP304钢管（70）13.24.21.30.4 设置副检测频率F2副频是用来消除如支撑板等干扰信号而又不至于过多地减弱缺陷信号。副频F2应选得低一些，使支撑板信号的幅度比缺陷信号大，但频率过低会使支撑板信号与主检测频率下的支撑板信号的形状相差过大，以致两个信号不能很好地相互抵消，剩余信号较大，即不能有效地抑制支撑板信号。因此一般选择抵消支撑板信号的副频约为主频率的一半或稍低一点。 增益值的确定主检测通道增益值的确定应使标准判废缺陷响应信号幅度约占满刻度的60-70%，副频的增益值的确定应使干扰信号响应幅度约等于在主频下（增益值已确定）的干扰信号响应幅度，这样能更好地抵消干扰信号的影响。 相位角的选择按照ASME标准，信号与坐标水平负轴的夹角为相位角。在操作过程中把穿透性缺陷响应信号的相位角旋转到40方向。这样，阻抗图上在40方向上的响应信号可以认定为穿透性缺陷；当相位角小于40时，缺陷应在接近涡流探头一侧表面上，相位角越大，缺陷深度越深；反之当相位角大于40时，缺陷应在远离涡流探头一侧表面上，相位角越小，缺陷深度越深。 混频检测在选择好主频、副频、增益、相位角的基础上，在混频检测状态下，通过多次自动混频，将干扰信号抑制到最小水平，即可开始进行混频涡流检测。4、应用通过对郑州中岳发电有限公司#3机组凝汽器铜管进行涡流检测，凝汽器铜管共分为四个区域，经检测:南上区共检查841根 ,不合格共625根,不合格率=74.3%北上区共检查200 根,不合格共85根,不合格率=42.5%北下区共检查200根,不合格共93根,不合格率=46.5%。总的不合格率为54.43%。从检测结果来看，该凝汽器铜管腐蚀严重，在判废的铜管中有近1/3