凝汽器熱交換管泄漏會造成鍋爐給水水質惡化，嚴重危害機組安全運行。提出渦流檢驗技術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，預防事故的發生。

凝汽器是使汽輪機排汽變成凝結水的熱交換設備。凝汽器作為凝汽式汽輪機組熱力循環的冷源，對整個電廠的安全、經濟運行具有重要作用。凝汽器中裝有大量的換熱管，并通以循環冷卻水。凝汽器熱交換管泄漏會導致鍋爐給水水質惡化，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、外壁缺陷，保證機組安全、穩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，此時材料并未發生均勻腐蝕減薄，而是在局部發生點蝕并向縱深發展，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），由于管堵材質選擇不當，其耐蝕性和膨脹性較差，隨著服役周期延長和環境溫度的變化容易發生腐蝕、脫落、老化等問題，即發生復發性泄漏。

（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電廠汽水品質不合格的主要原因。凝汽器泄漏使冷卻水進入凝結水中，鍋爐給水水質惡化，如果處理不當，最終會導致過熱蒸汽品質不合格。凝汽器管發生泄漏，輕則導致發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凝汽器發生半側泄漏時，可以停止泄漏的半側進行查漏，檢查是否發生管堵脫落或松弛，或出現新的泄漏點。

當機組停機時，凝汽器檢測的方法有渦流檢測和汽側注水查漏。汽側注水查漏雖然直觀，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，不能保證檢修質量。從２０世紀９０年代開始，隨著計算機技術的發展和應用，渦流探傷技術在阻抗分析法、探頭制造等方面取得了重大突破，從而使渦流檢測技術得到普遍應用。

２渦流檢測原理

渦流檢測是以電磁感應原理為基礎的一種常規無損檢測方法。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，檢測探頭采用內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生大小相等而方向相反的感應電壓，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差異時，兩個線圈兩端則會產生大小不等、方向相反的感應電壓，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“缺陷深度與響應信號相位角關系曲線”的基礎上。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信號的相位角設定４０°，外表面上不同深度缺陷在４０°～1８０°范圍內顯示。根據對比試樣上缺陷不同深度與響應信號相位角的關系制作成曲線。

３渦流檢測應用案例

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，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，材質為ＨＳｎ７０－1Ｂ，管子直徑為２０ｍｍ、壁厚為1ｍｍ，空抽區材質為ＢＦｅ３０－1－1。２號機組凝汽器發生多次銅管泄漏事故，嚴重影響了機組的安全、經濟運行。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為主頻ｆ1＝２５ｋＨｚ，輔頻ｆ２＝1２ｋＨｚ。

經檢驗發現凝汽器銅管腐蝕、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。經對更換銅管的缺陷進行測量，缺陷的性質和實際大小與現場渦流檢驗結果能很好地對應。

４結語

凝汽器泄漏造成鍋爐給水水質惡化，影響機組安全經濟運行，凝汽器熱交換管的停機檢驗至關重要。渦流檢驗技術不但對已經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。依據渦流檢測結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濟運行。