凝汽器熱交換管泄漏會造成鍋爐給水水質(zhì)惡化，嚴重危害機組安全運行。提出渦流檢驗技術(shù)對已泄漏的管子有很高的檢出率，且對管壁腐蝕、沖刷減薄等有很好的預測能力，因而對存在缺陷隱患的熱交換管可及時處理，預防事故的發(fā)生。

凝汽器是使汽輪機排汽變成凝結(jié)水的熱交換設(shè)備。凝汽器作為凝汽式汽輪機組熱力循環(huán)的冷源，對整個電廠的安全、經(jīng)濟運行具有重要作用。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導致鍋爐給水水質(zhì)惡化，甚至降低汽輪機效率，危害汽輪機安全運行。近年來，采用內(nèi)穿過式自比差動線圈的渦流檢測方法是檢測凝汽器熱交換管內(nèi)、外壁缺陷，保證機組安全、穩(wěn)定運行最有效和可靠的無損檢測方法，也是熱交換管檢測中應(yīng)用最廣泛的無損檢測方法。

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，銅管以極緩慢的速度溶解，此時其使用年限仍然可達1０～２０年，且可以通過數(shù)學計算確定其腐蝕減薄速率和材料的使用年限，故其危害性并不嚴重。局部腐蝕是較危險的，此時材料并未發(fā)生均勻腐蝕減薄，而是在局部發(fā)生點蝕并向縱深發(fā)展，最終導致材料失效，銅管的泄漏往往起源于此。

（２）汽輪機在安裝過程中及機組大、小修揭缸時，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）汽輪機附屬設(shè)備的疏水對換熱管表面的沖刷磨損造成凝汽器泄漏。

（４）管子泄漏時用另一材料加以封堵（管堵），由于管堵材質(zhì)選擇不當，其耐蝕性和膨脹性較差，隨著服役周期延長和環(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入凝結(jié)水中，鍋爐給水水質(zhì)惡化，如果處理不當，最終會導致過熱蒸汽品質(zhì)不合格。凝汽器管發(fā)生泄漏，輕則導致發(fā)電機組降負荷運行進行堵漏處理；重則造成省煤器、水冷壁腐蝕導致爆管，甚至造成汽輪機葉片結(jié)垢，降低汽輪機效率，危害汽輪機安全，其直接損失和間接損失是不可估量的。

1.３泄漏檢測

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

當機組停機時，凝汽器檢測的方法有渦流檢測和汽側(cè)注水查漏。汽側(cè)注水查漏雖然直觀，但檢出率不高，尤其是對微漏和將要漏而尚未漏的管子無法準確檢測出來，不能保證檢修質(zhì)量。從２０世紀９０年代開始，隨著計算機技術(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，從而使渦流檢測技術(shù)得到普遍應(yīng)用。

２渦流檢測原理

渦流檢測是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的一種常規(guī)無損檢測方法。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(chǎn)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(chǎn)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(fā)生變化，見圖1。因此，通過測定檢測線圈阻抗的變化，就可以判斷出被檢測試件的性能及有無缺陷等。

在役機組熱交換管的渦流檢測，通常采用多頻檢測阻抗分析技術(shù)，檢測探頭采用內(nèi)穿過式自比差動線圈，見圖２。差動式線圈的信號輸出端是兩個匝數(shù)相同、繞向相反的串接線圈的兩端。當兩個串接的檢測線圈所處檢測部位的電磁特性相同時，兩個線圈兩端則會產(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；當兩個檢測線圈所處檢測部位的電磁特性出現(xiàn)差異時，兩個線圈兩端則會產(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。

對缺陷深度的評價，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)信號相位角關(guān)系曲線”的基礎(chǔ)上。為了更容易識別信號的相位角和判定缺陷的深度，將不同深度缺陷響應(yīng)信號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)對比試樣上缺陷不同深度與響應(yīng)信號相位角的關(guān)系制作成曲線。

３渦流檢測應(yīng)用案例

江蘇某電廠２號（３００ＭＷ）機組凝汽器原為上海電站輔機廠制造的單殼體、對分、單流程、表面式凝汽器，２００４年該電廠采用Ｓｉｅｍｅｎｓ公司技術(shù)，對原機組通流部分進行了改造。改造后的凝汽器銅管更換為湖南長沙銅鋁材廠生產(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號機組凝汽器發(fā)生多次銅管泄漏事故，嚴重影響了機組的安全、經(jīng)濟運行。２０1０年２號機組檢修期間，對1６1２1根管進行渦流抽查檢驗。

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

經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)凝汽器銅管腐蝕、沖刷嚴重和通孔形缺陷共計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３７２根，為提高經(jīng)濟效益，對通孔形缺陷、腐蝕、沖刷管壁減薄嚴重的管子全部更換為不銹鋼管。經(jīng)對更換銅管的缺陷進行測量，缺陷的性質(zhì)和實際大小與現(xiàn)場渦流檢驗結(jié)果能很好地對應(yīng)。

４結(jié)語

凝汽器泄漏造成鍋爐給水水質(zhì)惡化，影響機組安全經(jīng)濟運行，凝汽器熱交換管的停機檢驗至關(guān)重要。渦流檢驗技術(shù)不但對已經(jīng)泄漏的管子有很高的檢出率，而且對管壁腐蝕和沖刷減薄有準確的預見性，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)渦流檢測結(jié)果對存在缺陷的熱交換管采取正確的處理、預防和改進措施，有助于確保機組的安全經(jīng)濟運行。