蒸汽发生器传热管缺陷的涡流和超声检测.pdfVIP

维普资讯 2006血 国 外 核 动 力 第 3期 蒸汽发生器传热管缺陷的 涡流和超声检测 本文讨论了涡流和超声检测方法应用在检测蒸汽发生器管子降质方面的局限性。有些检 测方法的尺寸测量能力极为有限。有些情况下，对缺陷尺寸测量的不定因素可通过将涡流检 测结果、超声检测结果与取管破坏性试验结果加以对比确定。不同的降质机理导致蒸汽发生 器管子损坏的定性检测方法的局限性将在其后讨论。其讨论顺序为：一次侧水应力腐蚀破裂、 晶间腐蚀、二次侧应力腐蚀破裂、点蚀、耗蚀、凹痕、高周疲劳以及磨损。 1 一次侧水应力腐蚀破裂 一 次侧水应力腐蚀破裂 (PWSCC)通常发生在管板胀管过渡区、管板内任意胀管区 域、前几排 u形管区域以及凹痕附近处。胀管：过渡区包括机械滚轧过渡区和爆炸胀管过 渡区。机械滚轧过渡区内的PWSCC大多为轴向裂纹，偶尔在轴向裂纹之间出现小的环 向裂纹。爆炸胀管过渡区的裂纹通常是环向的。滚轧胀管区既有轴向裂纹也有环向裂纹。 在u形管区域内，PWSCC通常为轴向裂纹，并限制在最里面几排管子的直段至u形管 之间的过渡区内，有时也能检测到非轴向裂纹。有报告称在u形管顶端发现轴向PWSCC。 由于PWSCC信号总是与低的信噪比相联系，所以用轴向式线圈探头很难探测到管 板区的PWSCC，也很难对其尺寸进行准确测量。噪声是由于管子的几何因素产生的， 例如：管子椭圆、胀管过渡、滚轧胀管和凹痕等，所有这些因素导致大幅信号屏蔽小幅 裂纹信号。当裂纹信号大到可被探测到时，该裂纹可能已发展到穿壁程度。Laborelec公 司所开展的大量现场研究结果表明，轴向式线圈只有当出现多条近乎穿壁轴向裂纹时才 可以探测到胀管过渡区内的PWSCC。 通常，既可使用绝对轴向式线圈探头，也可使用差分轴向式线圈探头来检测小半径 u形管。但是，u形管区域内的裂纹由于探头在弯头内行走时会偏位而很难被探测到。 探头直径必须缩小，通常填充因子应低于80％，以便穿行于小弯头内。绝对信号可清楚 地指出过渡区内的裂纹，与差分探头在该过渡区域指出的一致。轴向式线圈探头似乎仅 当裂纹总数超过一定限度或裂纹较长时才可探测到u形弯头内的轴向裂纹。有必要使用 旋转扁平式线圈复检，以解决任何失真的信号。 可用旋转扁平式线圈探头探测轴向PWSCC并测量其尺寸。该探头对轴向PWSCC 裂纹长度的测量误差为士lI5mm。该值是通过将该探头测量值与比利时压水堆6根取管的 胀管过渡区大约6O条裂纹实际最大长度对比之后得出的。 当胀管过渡区内环向PWSCC裂纹超过大约50％穿壁深度时，3线圈旋转扁平式线 圈能够可靠地探测到该环向 PWSCC。但是，胀管过渡区内的任何变形都可能屏蔽 PWSCC裂纹。于是，有这种变形的管子应该使用可以分辨几何变化与内径裂纹的探头 来测量。通常，可在将探头推入并穿过管子时进行涡流检查。但是，对于胀管过渡区， 建议在插入探头时采用旋转扁平式线圈检查，以消除落差效应并改善检测结果。其它方 27 维普资讯 法，例如阵列、Plus—Point、Cecco．3和 Cecco．5探头的涡流检测方法和超声检测方法也 可以探测到环向裂纹。 虽然，涡流和超声检测方法可探测环向裂纹，但不能准确测量这些裂纹的长度和深 度。目前，业内正极积开发能准确测量尺寸的技术，采用旋转扁平式线圈探头的涡流检 测结果和环向裂纹样品的金相数据来开发这些技术。在模拟管板上爆炸胀管并在一种加 速酸性环境中产生裂纹来制作裂纹样品。这种形状模拟了燃烧工程公司设计的蒸汽发生 器。全世界取管的金相数据也被用于开发裂纹尺寸测量技术。取管数据表明，涡流检测 通常低估了环向裂纹的实际弧长。例如，环向裂纹的实际弧长为360。，然而相应的涡流 检测结果大约为 100。。提高旋转扁平式线圈的检测分析能力可以减小这些差别。业内也 有尝试通过改进涡流检测方法，用于管子完整性分析的环向裂纹最大深度测量技术。 涡流检测技术对那些形状复杂且不是轴向