超(超)临界机组锅炉奥氏体不锈钢管弯头在役阵列式涡流检测的研究

超(超)临界机组锅炉奥氏体不锈钢管弯头在役阵列式涡流检测的研究
邹建伟  沈丁杰  郑颖慧   湖南省电力公司试验研究院
摘 要：本文简述了锅炉在役奥氏体不锈钢管的阵列式涡流检测技术基本原理，在锅炉过热器，再热器的奥氏体不锈钢管弯头检测过程中，对仪器进行改进和特殊马鞍型阵列式涡流传感器研制,通过调整涡流激励频率等不同参数，设定多频涡流检测的参数范围，从而在现场中发现了在役管子质量方面的问题，现场检测结果表明，课题采用多频涡流对过热器、再热器的奥氏体不锈钢管弯头和直管段缺陷检测方法是可行和有效。
关键词：超(超)临界 锅炉 奥氏体 不锈钢管 涡流检测 马鞍型阵列式涡流传感器 激励频率
1前言
火电厂锅炉过热器，再热器的奥氏体不锈钢管长期运行在高温、高压等恶劣环境中，在折弯处和弯头经常出现横向热疲劳裂纹，导致锅炉爆管停机，造成重大经济损失。为此，在火电厂停机检修期间，需对锅炉过热器，再热器的奥氏体不锈钢管弯头和直管段进行检测，查找出热疲劳裂纹，评估热疲劳裂纹管的剩余使用寿命，必要时应及时换管，以杜绝事故隐患。
磁粉探伤方法可以方便地检测出表面微细裂纹，但这种方法固有的磁特性使之仅适于铁磁性钢管，无法应用于不锈钢、铜、钛等非铁磁性管道的在役探伤。
超声衍射声程时间法、电压降法、渗透法和涡流法都可以检测不锈钢管表面裂纹深度。但是，超声衍射声程时间法法适用于评定深度75mm的深裂纹，而锅炉过热器，再热器的奥氏体不锈钢管的厚度通常≤7mm，显然，超声衍射声程时间法的检测精度无法满足工业现场在役探伤的需求。电压降法虽然能检测出裂纹的深度值，但这种方法需求通过其它检测方法测出裂纹，即已知裂纹的具体位置后才能测出。并且对裂纹深度的估计精度在很大程度上取决于裂纹阻挡电流的能力。
目前，用于火电厂超临界机组锅炉过热器，再热器的奥氏体不锈钢管弯头和直管段检测的方法有渗透法和涡流法。渗透法检测灵敏度高，但工序繁琐，表面状态要求高，检测时还需打磨等一系列表面处理。效率极低，现场应用困难。无法评估裂纹深度，因而也不能对被测管道的剩余寿命作出判断。工业现场只能用于抽查。
本课题在于研究一种结构轻巧，无需螺旋扫描，仅需沿轴向移动检测、单次扫查便覆盖了半个圆周面，扫查速度快，效率高；解决在役火电厂超临界机组锅炉过热器，再热器的奥氏体不锈钢管弯头和直管段表面裂纹等缺陷检测需求。
2 检测原理
不锈钢管的检测马鞍型阵列式涡流传感器覆盖了被测奥氏体不锈钢管周向外表面,由数个（具体个数取决于被测奥氏体不锈钢管外径大小）二维阵列式涡流线圈沿奥氏体不锈钢管外表面周向分布，只需轴向移动运行检测即可。
采用多频涡流混合技术和多路涡流技术采集数据，两两互为激励和接收，并且不受相互之间变化不定的电感量的干扰,利用研制出的鞍式阵列式涡流从外壁向内部检测方式, 从而获得了涡流检测的在役不锈钢管缺陷阻抗图形。

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2012-2-5 09:55 上传

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