凝结器铜管役前检测的经验介绍

      机组运行中凝结水质的恶化大都是因为铜管破裂或穿孔造成循环水漏入汽
侧引起的，严重者将造成锅炉受热面管大面积结垢，引起鼓包泄漏，云浮电厂1
号机组1994年水冷壁发生大面积鼓包泄漏的根源是凝结器铜管泄漏。造成凝结器
铜管泄漏主要有两个方面因素：一是新铜管本身存在质量问题，二是循环水质不
良。控制好新安装的铜管质量是防止凝结器早期泄漏的重要手段，《防止电力生
产重大事故的二十项重点要求》中涉及到的防止大容量锅炉承压部件爆漏事故一
文中，也明确要求安装凝结器铜管前要全面进行探伤检查。

      1 铜管生产工艺

      1.1 铜管的生产流程

      铜管的生产流程：铜坯—挤压—粗拉—校直—精拉—切割—涡流检测—热
处理—氨熏、机械性能试验—成品装箱。

      1.2 涡流检测工艺

      涡流的检测工艺有以下几种：

      a ）检测设备

      A-扫描涡流探伤仪、机械传动装置、穿过式线圈。

      b ）检测频率

      φ25 mm ×1 mm的 HSn70-1黄铜管选用 24 kHz 的检测频率；φ25 mm ×
1 mm的 BFe10-1-1白铜管选用 35 kHz 的检测频率。

      c ）标准试样

      孔径为φ0.8 mm的一组标准孔，每组三个圆周均布取样。

      d ）传动速度为 1.5 m/s.

      e ）端头延迟时间是 0.2 s.

      f ）工艺标准执行GB 5248 —85《铜及铜合金无缝管涡流探伤方法》。

      1.3 氨熏、机械性能试验及涡流检测结果

      HSn70-1 黄铜管氨熏试验一般都合格。铜管扩口、压扁、拉伸试验数据符
合GB 8890 —88《热交换器用铜合金管》中的技术要求。HSn70-1 黄铜管涡流检
测合格率在60% ～70% 之间，BFe10-1-1 白铜管涡流检测合格率在40% ～50% 之
间。

      2 影响产品质量的因素

      2.1 涡流检测的时机

      生产过程中，涡流检测这道工序安排在热处理前进行，厂家这样安排有它
的道理，铜管生产成品率不高，若安排在热处理后进行，势必增加热处理设备、
工时和费用，但是这种安排程序对铜管质量控制是不利的，涡流检测后至热处理
完成这阶段产生的裂纹、过热等缺陷的铜管就无法挑选出。云浮电厂1 号机组凝
结器铜管更换时，安装前进行涡流检测发现6 条裂纹的铜管，经厂家技术人员分
析，解释为铜管在拉制过程中产生很大的内应力，进行热处理目的是消除内应力
提高延伸率，但热处理不及时或热处理工艺不当，那些本身具有微裂纹的铜管在
内应力作用下可能会开裂。

      2.2 涡流检测设备

      随着涡流检测技术的发展，现涡流检测仪器一般采用阻抗平面图分析法。
厂家涡流检测设备是采用A-扫描分析法，屏幕上涡流检测到的缺陷信号为一维显
示，而涡流场对探头线圈阻抗影响是一矢量，包括电阻和电抗分量的变化，是二
维信息即幅值和相位角两个变化量。当涡流场经过位于离表面不同深度位置的缺
陷时，产生涡流信号的模和相位也不同，显而易见，一维显示的弊病就是危害性
不大（浅且面积大）的缺陷将产生大信号，这样，危害性大（深且面积小）的缺
陷将产生小信号，这样，危害性大的缺陷因其面积小而漏检。

      2.3 涡流检测工艺

      涡流检测过程，铜管采取机械传送，不合格的铜管将自动分离，其原理为
当缺陷信号超过设置的判废线时，分离功能动作。然而，铜管进入和离开检测线
圈时，端头将产生很强的信号，该信号远超过设置的判废线，为实现不合格的铜
管自动分离功能，必须在检测线圈前加装一套端头信号延迟功能设备，一般延迟
时间为 0.2 s.

      由于装置延迟功能，铜管两端存在一定长度不可探测区，设铜管传送速度
为 1.5 m/s，则两端不可探测区长度各为 300 mm ，黄铜管涡流检测合格率一般
在 60%～70% 之间，若铜管长度为 7 600 mm ，也就是说涡流检测合格品中实际
尚存3%的不合格品。

      2.4 搬运过程

      生产现场了解，铜管生产流水线自动化程度不是很高，铜管到下一道工序
都需要搬运。特别涡流检测后热处理及装箱两道工序的人工搬运发生碰撞是难免
的，碰撞产生的凹坑无法挑选出。

      3 役前检测的经验

      a ）役前检测是采取手工送样，存在摆动噪声，特别是铜管表面存在划痕
时，摆动噪声加剧，这时较小的缺陷难以检测到，所以送样要平稳往前拉，不要
忽快忽慢。

      b ）铜管进入检测线圈时会产生端头信号，干扰端头附近缺陷的判定，如
何对端头附近的管段进行有效检测是很重要的。我们采取的方法是：检测线圈套
入铜管后，停顿 3 s左右，待端头信号消失再往前送样。

      c ）采用阻抗平面显示的涡流检测仪器可以对危害性大的缺陷进行有效的
检测，弥补A-扫描涡流探伤仪的不足。当发现信号位于阻抗图中40°相位角附近
时，就要特别注意，即使该信号幅值不大，也应予重新确认缺陷真伪。现场遇到
这种情况：若干条铜管检测信号表现为大致40°相位角排列，类似摆动噪声信号，
检查铜管表面没有发现裂纹，仅铜管表面颜色有些异常，我们对该管段取样进行
拉伸试验，发现其抗拉强度和延伸率明显变小，拉伸后的铜管表面可见许多裂纹，
厂家解释为热处理不当引起过热，发生相变之故。

      总之，当发现可疑信号时要重新确认，不能放过任何有疑点的铜管，确保
安装前的铜管质量。

      4 结束语

      云浮电厂两台机组凝结器铜管分别于1996、1998年大修时更换，我们对更
换的两万多条新铜管进行涡流检测，检测结果数据统计表明：铜管不合格率约占
总数的5%，其中发现多条穿透性裂纹缺陷的铜管，而不合格铜管的缺陷约50% 是
位于端头附近，保证了安装铜管的质量，两台机组运行至今凝结器铜管无一根发
生泄漏。事实证明，役前检测是必要的。