核电厂汽轮机凝汽器钛管涡流探伤问题及分析

第５７卷第３期　汽轮机技术　Ｖｏｌ＿５７　Ｎｏ．３　２０１５年６月　ＴＵＲＢＩＮＥ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｊｕｎ．２０１５　核电厂汽轮机凝汽器钛管涡流探伤问题及分析　褚孝荣，单世超　（中广核工程有限公司，深圳５１８１２４）　摘要：某滨海核电厂汽轮机钛管凝汽器进行役前涡流探伤时，发现部分钛管存在内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的钛管，利用外观检查、试验验证、有限元计算分　析等手段，对其进行了外形尺寸、化学成分、机械性能、运行应力和振动等全面分析，证明该种情况对使用不会造成　影响，避免了该凝汽器役前较大面积堵管的危险。　关键词：核电站；钛管；凝汽器；涡流探伤；有限元应力分析　分类号：ＴＫ２６４．１　ｌ　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－５８８４（２０１５）０３－０２３４－０３　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｅｄｄｙ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｔｅｓｔ　ｏｆ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｔｕｂｅｓ　ｆｏｒ　ａ　Ｔｕｒｂｉｎｅ　Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ｉｎ　ＮＰＰ　ＣＨＵ　Ｘｉａｏ．ｒｏｎｇ．ＳＨＡＮ　Ｓｈｉ．ｃｈａｏ　（Ｃｈｉｎａ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　５　１８１２４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｐｒｅ—ｓｅｒｖｉｃｅ　ｅｄｄｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｔｕｂｅｓ　ｉｎ　ａ　ｃｏａｓｔａｌ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ，　ｏｖｅｒ—ｈｉｇｈ　ｅｄｄｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｇｎａｌ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｉｎ　ｓｏｍｅ　ｔｕｂｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｏｓｅ　ａｒｅ　ｓｕｓｐｅｃｔｅｄ　ｄｅｆｅｃｔｓ．Ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｔａｋｅｎ，　ｗｈｉｃｈ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｐｕｌｌｉｎｇ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｔｕｂｅ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｆｏｒ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｎｏ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｕｂｅｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｉｎ　ＥＤ　ａｎｄ　ｎｏ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｒａｎｇｅ　ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ｔｕｂｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ；ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｔｕｂｅ；ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ；ｅｄｄｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｅｓｔ；ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　检测。多频涡流检测技术能够很好地检出各种缺陷，例如穿　０前言　透性缺陷、减薄、腐蚀等　。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　某滨海核电厂汽轮机采用单流程、单背压、钛管凝汽器，　能，具有对四频实行矢量运算处理等功能。　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　采用差动内插式探头，探头具有合适的填充系数，考虑　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。　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　凝汽器冷却管有两种规格：主凝结区为　２５．４　Ｘ０．５５９ｍｍ，　或局部变小的情况。　迎汽区为　２５．４×０．７１１ｍｍ。为了解该厂１号机组钛管的　标定管长度和人工缺陷尺寸符合ＡＳＴＭ　Ｂ３３８—９５要求，　役前状态，决定在安装后对凝汽器冷却管进行内涡流探伤，　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　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　作系列标准样管。　比较依据　。涡流探伤发现有少量不通管、穿错管等信号显　涡流探伤频率的选择由所采用的仪器、探头、所检管材　示，尤其Ｂ１管束某块隔板处有一些冷却管存在涡流信号电　等决定，现场采用的是１个主检测频率．　和两个辅助检测频　压幅值偏大，疑似该处钛管存在缺陷，通过采取一系列措施，　率　和一个定位频率，４。　主要用于判断管壁中的缺陷，　包括拔出电压幅值最大管进行检查、试验验证、有限元计算　特别是环向的和从管外壁向管内壁延伸的裂纹性缺陷。　分析等，对电压幅值最大处进行了几何尺寸、化学成分、机械　为辅助主检测频率，主要用于与，４绝对混频。．厂４为定位频　性能、运行应力和振动固有频率评估等全面分析，证明该种　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　情况对运行不会造成影响。　的信号ｉ　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　一　差分值；绝对混频为　～　值。　１　凝汽器钛管涡流探伤说明　～　．　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－厂４的绝对通道相　目前钛管检测最常用的方法为涡流检测，可以探测管材　配合　一　的绝对混频则是对　一　差分混频信号的补充。　表面的裂纹、泄露等缺陷　。涡流探伤按某核电厂编制的凝　对于混频通道上的缺陷信号，必要时可以参考＿厂４绝对通道，　Ｌ－　用多频涡流技术对钛管进行　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　收稿日期：２０１４－０４－０３　作者简介：褚孝荣（１９６５．），工学硕士，工程师，多年从事电站汽轮机安装调试检修工作，现为某核电项目汽轮机发电机专项经理。