超低频磁性检测技术：让电站锅炉奥氏体不锈钢管内壁氧化皮无处遁形
电站锅炉
电站锅炉奥氏体不锈钢管内氧化皮脱落是大型超临界机组较普遍存在的问题。如何保证设备的安全长周期运行是提高经济效益和社会效益的关键。
目前电厂检查受热面奥氏体不锈钢管内脱落氧化皮比较常用的方法是在锅炉检修期间对受热面管进行射线检测和割管检查。射线检测就是对受热面管子容易堆积氧化皮的弯管部位进行射线照相,通过获得的射线底片,来分析受热面管子内氧化皮脱落、堆积堵塞的情况。
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但是由于射线检测耗时长,效率低,且射线对环境及人员均有危害,工作时还需要进行防护和选择特定的工作时段,因此射线检测的应用受到局限,一般只用于个别管子的抽查。割管检查通常只适用于已基本确定氧化皮堆积情形严重的管道。这两种方法成本高,检测时间长。对工期要求很高的大型发电企业,不管是在安装阶段还是检修期间,这两种方法都不理想。为此，浙江省特种设备检验研究院的牟彦春等研究人员开发了一种适用于奥氏体不锈钢管受热面内壁氧化皮脱落的快速检测方法。
超低频磁性检测技术是利用电磁波的穿透式传播(TT)现象,检测不锈钢管道的内部氧化皮脱落堵塞情况,管道内部沉积的氧化物处在TT电磁场轨迹中,可以被附近的电磁传感器检出,达到对氧化物堵塞程度进行定量检测，如下图所示。
如果在激励线圈激发的磁场中放入一种磁介质,由于磁介质有不同的磁化特性,它们磁化后所激发的附加磁场也有所不同。磁介质由于受磁场的作用表现出一定的磁性,这种现象称为磁化。根据物质磁化后对磁场的影响,把物质分为三大类,即抗磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质。
●抗磁性物质磁化后使磁场略有减少, 如铜、银、金、铅等；
●顺磁性物质被磁化后使磁场略有增加,如铝、锰等；
●铁磁性物质被磁化后使磁场增强,如铁、钴、镍及其合金等。
铁磁性物质与顺磁性物质有很大的差别,对于铁磁性物质,不太大的磁场便使它强烈磁化。磁化曲线表征了铁磁性物质在外磁场的作用下所具有的磁化规律 , 磁化曲线就其特征来说可以分为四个典型的阶段。
电站锅炉不锈钢受热面管进行超低频磁性检测时的关键技术之一是采用高性能的检测设备,包括检测仪器及探头,检测仪器是采用加拿大Russell NDE公司开发的Ferroscope308远场涡流管线内外壁检测系统,该仪器采用先进电脑数字化技术和超低频磁性检测技术,配合手持外置式检测探头对管道内氧化皮的脱落堆积检测具有很高的检测能力,并可实时显示不锈钢管氧化皮堆积的位置、堆积量的多少等信息。
应用以上检测程序和方法,利用高性能的检测系统配合高灵敏度的检测探头对部分电厂在定期检验或检修期间不锈钢换热器管、再热器管进行了超低频磁性检测,发现了管内有多处氧化皮脱落堆积,检测数据如下图所示。
TP347管氧化皮检测数据、射线底片及割管检查结果
弯管检测数据及割管检查结果
由上可知，对电站锅炉奥氏体不锈钢受热面管在定期检验(检修)时进行超低频磁性检测,能及时发现受热面管内脱落的氧化皮及其他铁磁性物质,可减少电站锅炉在运行时因过热爆管而引起的非正常停炉。该方法快速、直观、准确，为电站锅炉质量监督和安全运行提供了有效的检测手段
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