凝汽器熱交換管泄漏會(huì)造成鍋爐給水水質(zhì)惡化，嚴(yán)重危害機(jī)組安全運(yùn)行。提出渦流檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)已泄漏的管子有很高的檢出率，且對(duì)管壁腐蝕、沖刷減薄等有很好的預(yù)測(cè)能力，因而對(duì)存在缺陷隱患的熱交換管可及時(shí)處理，預(yù)防事故的發(fā)生。

凝汽器是使汽輪機(jī)排汽變成凝結(jié)水的熱交換設(shè)備。凝汽器作為凝汽式汽輪機(jī)組熱力循環(huán)的冷源，對(duì)整個(gè)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要作用。凝汽器中裝有大量的換熱管，并通以循環(huán)冷卻水。凝汽器熱交換管泄漏會(huì)導(dǎo)致鍋爐給水水質(zhì)惡化，甚至降低汽輪機(jī)效率，危害汽輪機(jī)安全運(yùn)行。近年來，采用內(nèi)穿過式自比差動(dòng)線圈的渦流檢測(cè)方法是檢測(cè)凝汽器熱交換管內(nèi)、外壁缺陷，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行最有效和可靠的無損檢測(cè)方法，也是熱交換管檢測(cè)中應(yīng)用最廣泛的無損檢測(cè)方法。

1凝汽器換熱管泄漏

1.1泄漏的原因

造成凝汽器泄漏的原因有多種，主要有以下幾類：

（1）凝汽器銅管在冷卻水中的腐蝕有均勻腐蝕與局部腐蝕兩類。發(fā)生均勻腐蝕時(shí)，銅管以極緩慢的速度溶解，此時(shí)其使用年限仍然可達(dá)1０～２０年，且可以通過數(shù)學(xué)計(jì)算確定其腐蝕減薄速率和材料的使用年限，故其危害性并不嚴(yán)重。局部腐蝕是較危險(xiǎn)的，此時(shí)材料并未發(fā)生均勻腐蝕減薄，而是在局部發(fā)生點(diǎn)蝕并向縱深發(fā)展，最終導(dǎo)致材料失效，銅管的泄漏往往起源于此。

（２）汽輪機(jī)在安裝過程中及機(jī)組大、小修揭缸時(shí)，工具或設(shè)備零件落入凝汽器中，造成凝汽器換熱管損傷或泄漏。

（３）汽輪機(jī)附屬設(shè)備的疏水對(duì)換熱管表面的沖刷磨損造成凝汽器泄漏。

（４）管子泄漏時(shí)用另一材料加以封堵（管堵），由于管堵材質(zhì)選擇不當(dāng)，其耐蝕性和膨脹性較差，隨著服役周期延長(zhǎng)和環(huán)境溫度的變化容易發(fā)生腐蝕、脫落、老化等問題，即發(fā)生復(fù)發(fā)性泄漏。

（５）管端與管板連接部位有焊接缺陷，造成凝汽器微漏。

1.２泄漏的危害

凝汽器泄漏是火力發(fā)電廠汽水品質(zhì)不合格的主要原因。凝汽器泄漏使冷卻水進(jìn)入凝結(jié)水中，鍋爐給水水質(zhì)惡化，如果處理不當(dāng)，最終會(huì)導(dǎo)致過熱蒸汽品質(zhì)不合格。凝汽器管發(fā)生泄漏，輕則導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行堵漏處理；重則造成省煤器、水冷壁腐蝕導(dǎo)致爆管，甚至造成汽輪機(jī)葉片結(jié)垢，降低汽輪機(jī)效率，危害汽輪機(jī)安全，其直接損失和間接損失是不可估量的。

1.３泄漏檢測(cè)

凝汽器換熱管查漏一直是電廠的難題之一。當(dāng)機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)凝汽器發(fā)生半側(cè)泄漏時(shí)，可以停止泄漏的半側(cè)進(jìn)行查漏，檢查是否發(fā)生管堵脫落或松弛，或出現(xiàn)新的泄漏點(diǎn)。

當(dāng)機(jī)組停機(jī)時(shí)，凝汽器檢測(cè)的方法有渦流檢測(cè)和汽側(cè)注水查漏。汽側(cè)注水查漏雖然直觀，但檢出率不高，尤其是對(duì)微漏和將要漏而尚未漏的管子無法準(zhǔn)確檢測(cè)出來，不能保證檢修質(zhì)量。從２０世紀(jì)９０年代開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，渦流探傷技術(shù)在阻抗分析法、探頭制造等方面取得了重大突破，從而使渦流檢測(cè)技術(shù)得到普遍應(yīng)用。

２渦流檢測(cè)原理

渦流檢測(cè)是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的一種常規(guī)無損檢測(cè)方法。當(dāng)載有交變電流的檢測(cè)線圈靠近導(dǎo)電試件時(shí)，由于激勵(lì)線圈磁場(chǎng)的作用，試件中會(huì)產(chǎn)生渦流，而渦流的大小、相位及流動(dòng)形式受到試件導(dǎo)電性能的影響，同時(shí)產(chǎn)生的渦流也會(huì)形成一個(gè)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)反過來又會(huì)使檢測(cè)線圈的阻抗發(fā)生變化，見圖1。因此，通過測(cè)定檢測(cè)線圈阻抗的變化，就可以判斷出被檢測(cè)試件的性能及有無缺陷等。

在役機(jī)組熱交換管的渦流檢測(cè)，通常采用多頻檢測(cè)阻抗分析技術(shù)，檢測(cè)探頭采用內(nèi)穿過式自比差動(dòng)線圈，見圖２。差動(dòng)式線圈的信號(hào)輸出端是兩個(gè)匝數(shù)相同、繞向相反的串接線圈的兩端。當(dāng)兩個(gè)串接的檢測(cè)線圈所處檢測(cè)部位的電磁特性相同時(shí)，兩個(gè)線圈兩端則會(huì)產(chǎn)生大小相等而方向相反的感應(yīng)電壓，因此輸出電壓為零；當(dāng)兩個(gè)檢測(cè)線圈所處檢測(cè)部位的電磁特性出現(xiàn)差異時(shí)，兩個(gè)線圈兩端則會(huì)產(chǎn)生大小不等、方向相反的感應(yīng)電壓，因此在輸出端形成不為零的電壓信號(hào)。

對(duì)缺陷深度的評(píng)價(jià)，是建立在利用一組不同深度人工缺陷繪制的“缺陷深度與響應(yīng)信號(hào)相位角關(guān)系曲線”的基礎(chǔ)上。為了更容易識(shí)別信號(hào)的相位角和判定缺陷的深度，將不同深度缺陷響應(yīng)信號(hào)的相位角控制在不超過1８０°的范圍，約定將通孔缺陷響應(yīng)信號(hào)的相位角設(shè)定４０°，外表面上不同深度缺陷在４０°～1８０°范圍內(nèi)顯示。根據(jù)對(duì)比試樣上缺陷不同深度與響應(yīng)信號(hào)相位角的關(guān)系制作成曲線。

３渦流檢測(cè)應(yīng)用案例

江蘇某電廠２號(hào)（３００ＭＷ）機(jī)組凝汽器原為上海電站輔機(jī)廠制造的單殼體、對(duì)分、單流程、表面式凝汽器，２００４年該電廠采用Ｓｉｅｍｅｎｓ公司技術(shù)，對(duì)原機(jī)組通流部分進(jìn)行了改造。改造后的凝汽器銅管更換為湖南長(zhǎng)沙銅鋁材廠生產(chǎn)，材質(zhì)為ＨＳｎ７０－1Ｂ，管子直徑為２０ｍｍ、壁厚為1ｍｍ，空抽區(qū)材質(zhì)為ＢＦｅ３０－1－1。２號(hào)機(jī)組凝汽器發(fā)生多次銅管泄漏事故，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。２０1０年２號(hào)機(jī)組檢修期間，對(duì)1６1２1根管進(jìn)行渦流抽查檢驗(yàn)。

按照ＪＢ／Ｔ４７３０—２００５《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》要求制作對(duì)比試樣，用一系列不同深度的平底孔和周向環(huán)槽來模擬實(shí)際缺陷。用阻抗平面法進(jìn)行信號(hào)分析時(shí)，將不同深度人工缺陷的相位作為信號(hào)評(píng)定的參考值，建立評(píng)定曲線（見圖４）。渦流檢測(cè)使用的參數(shù)為主頻ｆ1＝２５ｋＨｚ，輔頻ｆ２＝1２ｋＨｚ。

經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)凝汽器銅管腐蝕、沖刷嚴(yán)重和通孔形缺陷共計(jì)５1７根，管子腐蝕穿孔形貌見圖５，管子沖刷減薄后的形貌見圖６。剩余壁厚為６０％～８０％原壁厚的管子共計(jì)３７２根，為提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)通孔形缺陷、腐蝕、沖刷管壁減薄嚴(yán)重的管子全部更換為不銹鋼管。經(jīng)對(duì)更換銅管的缺陷進(jìn)行測(cè)量，缺陷的性質(zhì)和實(shí)際大小與現(xiàn)場(chǎng)渦流檢驗(yàn)結(jié)果能很好地對(duì)應(yīng)。

４結(jié)語(yǔ)

凝汽器泄漏造成鍋爐給水水質(zhì)惡化，影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，凝汽器熱交換管的停機(jī)檢驗(yàn)至關(guān)重要。渦流檢驗(yàn)技術(shù)不但對(duì)已經(jīng)泄漏的管子有很高的檢出率，而且對(duì)管壁腐蝕和沖刷減薄有準(zhǔn)確的預(yù)見性，可為熱交換管的失效分析和凝汽器改造提供可靠的依據(jù)。依據(jù)渦流檢測(cè)結(jié)果對(duì)存在缺陷的熱交換管采取正確的處理、預(yù)防和改進(jìn)措施，有助于確保機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。