某滨海核电厂汽轮机采用单流程、单背压、钛管凝汽器,其壳体喉部与低压外缸刚性连接,底部安装在弹簧支座上以承受低压缸和凝汽器的热膨胀以及部分凝汽器的运行重量。凝汽器冷却管有两种规格:主凝结区为025.4x0.559mm,迎汽区为25.4x0.71lmm。为了解该厂1号机组钛管的役前状态,决定在安装后对凝汽器冷却管进行内涡流探伤,目的是为在役检查提供初始状态数据,作为以后在役检查的比较依据⑴。涡流探伤发现有少量不通管、穿错管等信号显示,尤其B1管束某块隔板处有一些冷却管存在涡流信号电压幅值偏大,疑似该处钛管存在缺陷,通过采取一系列措施,包括拔出电压幅值最大管进行检查、试验验证、有限元计算分析等,对电压幅值最大处进行了几何尺寸、化学成分、机械性能、运行应力和振动固有频率评估等全面分析,证明该种情况对运行不会造成影响。
目前钛管检测最常用的方法为涡流检测,可以探测管材表面的裂纹、泄露等缺陷[21。涡流探伤按某核电厂编制的凝汽器钛管涡流柃聆稈序讲行.采用多频涡流技术对钛管进行收稿日检测。多频涡流检测技术能够很好地检出各种缺陷,例如穿透性缺陷、减薄、腐蚀等[3]。涡流探伤仪具有频率选择范围宽、稳定性能好,具备多频检测功能和快速电子自动平衡功肯L具有对四频实行矢量运算处理等功能。
采用差动内插式探头,探头具有合适的填充系数,考虑钛管是否有变形、内壁沉积物等因素造成焊接钛管内径全部或局部变小的情况。
标定管长度和人工缺陷尺寸符合ASTMB338-95要求,并结合核电站的实际情况,采用制造厂提供的无缺陷钛管制作系列标准样管。
涡流探伤频率的选择由所采用的仪器、探头、所检管材等决定,现场采用的是1个主检测频率/,和两个辅助检测频率/2/3和一个定位频率7;。/主要用于判断管壁中的缺陷,特别是环向的和从管外壁向管内壁延伸的裂纹性缺陷。/2为辅助主检测频率,主要用于与/4绝对混频。/4为定位频率,用于区分缺陷在冷却管和支撑板上的位置以及管外异物的信号也为外伤减薄频率,用于对冷却管的减薄进行分析定量。差分混频为/,~/3差分值;绝对混频为/2~/4值。/,~/3差分混频是用来消除支撑板的涡流信号,以便于判断在支撑板下或在其附近的缺陷信号,并可与/4的绝对通道相配合A~/4的绝对混频则是对/;~/3差分混频信号的补充。对于混频通道上的缺陷信号,必要时可以参考上绝对通道,以判断其是否为冷却管的缺陷,或由支撑板变形及管外异物造成的信号。
虽然现场涡流探伤和制造厂涡流探伤压痕处的最大电压幅值不同,但在压痕处电压幅值均突增,说明涡流探伤能精确地探测到冷却管内的变形情况,但不能仅根据涡流探伤电压幅值较大就武断地采取堵管措施,对所探结果应采取本文所述的检查、试验、计算等多种方法进行综合分析判断,才能对钛管状态做出准确判断。
根据压痕出现的部位和形状判断,极可能是在设备装卸或就位过程中,由于支撑反力作用点变化产生较大冲击,从而引发钛管振动所致。为加强储运管理,建议制造厂出厂前即进行钛管涡流探伤,以与现场役前涡流探伤数据进行对比,便于査找储运中存在的问题,以更好地保护凝汽器。
对压痕的各项检査和试验表明:冷却管虽在隔板处有微小平缓压痕,但管内无裂纹或其他明显缺陷,冷却管的化学成分、机械性能合格;对压痕有限单元法计算表明,有微小平缓压痕和无压痕情形下冷却管应力强度和固有频率相差极小,不会对后续使用产生影响,因此,该钛管满足使用要求,不必在役前堵管,但应加强服役监督。