渗透检验在核电站凝汽器钛管焊缝检查中的应用

渗透检验在核电站凝汽器钛管焊缝检查中的应用

李伟  ,徐小飞,申润舜

国核电站运行服务技术有限公司  上海  201100

摘要：核电站的发电机组通常采用凝汽式汽轮机，核电站多分布于沿海地区，直接采用海水作为凝汽器的冷却水。而钛在海水及大多数酸碱盐介质具有良好的抗腐蚀性能。因此钛管成为核电站凝汽器传热管首选，单台机组的凝汽器钛管焊缝数量高达几万只。本文针对凝汽器钛管密封焊常见缺陷制定合理的渗透检验工艺，为现场凝汽器钛管焊缝渗透检验提供有力的技术支持。

关键词：凝汽器  钛管  管板焊缝  渗透检验

0引言

凝汽器钛管焊缝一般由Ø25×0.5/0.7mm的钛管嵌入全钛板采用胀管+自动/手工钨极氩弧焊焊接而成，钛管焊缝的质量直接关系到凝汽器的安全以及汽轮机的真空密封性，钛管焊缝质量检验尤为重要。目前，针对凝汽器钛管焊缝检查主要以溶剂去除型着色渗透检测（ⅡC-d）为主

图1 钛管焊缝形式

1.检验前准备工作

凝汽器开孔后，服务人员对水室内的钛管焊缝及传热管进行冲洗，冲洗后使用压缩空气吹扫凝汽器内部传热管以及钛管焊缝的表面残余水渍，并使其充分干燥。

2.渗透器材及材料的选用

渗透材料应严格控制卤素总含量(不超过200×10-6)，氯、氟元素含量质量不得超过1%。钛管焊缝表面光洁，基本无焊波，多为垂直固定焊接，因此渗透材料的润湿性能好，附着力强且缺陷显示对比度大，多采用上海驰尊CZ系列渗透探伤剂。

3.实施检验

3.1预清洗

检验前需对钛管焊缝外沿5mm、钛管内沿25mm范围清洗，采取清洗剂直接（或者间接）对检测区域清洗，采取自然干燥方式使检测表面干燥，

关注重点：

1）干燥过程中应注意不得有新的异物吹落至检测面；

2）钛管内侧注意观察，不得存在有肉眼可见的水雾层。

3.2施加渗透剂

使用刷子蘸取渗透剂均匀的刷涂至检测部位。渗透时间：10℃~50℃区间应不低于10min、5℃~10℃不得少于20min；

关注重点：

1）涂刷钛管内壁时渗透剂不宜过多，否则极易流入钛管内壁深处而难以清理；

2）渗透表面的润湿情况，若表面出现干燥倾向时，应复刷涂使表面始终处于湿润状态

3.3去除多余的渗透剂

先采用擦拭纸对钛管焊缝进行整体清理，以去除大部分渗透剂；再使用擦拭布蘸取少量的清洗剂对焊缝进行局部清理，直至检测区域范围表面无肉眼可见渗透剂为准。

关注重点：

1）擦拭过程中，应按照一个方向进行，不得往返擦拭；

2）关注钛管内壁的擦拭情况，若管内存在渗透剂未擦拭干净，在显像过程中返渗造成结果无法判定。

3.4干燥

采取自然干燥的方式对清理过的焊缝进行干燥，干燥时间5min~10min。

3.5显像

施加显像剂时应使喷嘴与检查表面呈一定夹角（30°为宜，见图2）， 对钛管内部显像时采取旋转喷涂的方式（见图3）。

图2：焊缝及钛板喷涂方式    图3：钛管内壁喷涂方式

关注重点：

1）显像喷涂前应摇晃均匀，必要的时候可以试喷；

2）显像剂喷涂宜薄而均匀，同一位置不得反复多次施加。

3.6观察

在显像时间内应对检测区域连续观察，由于水室条件限制，检验人员宜配备头灯，以保证肉眼可达位置的光照度不低于1000lx。发现细小缺陷时，宜采用5~10倍放大镜观察。位置原因无法直接目视检查的位置可采用小反光镜间接观察。

4.记录及评定

现场发现缺陷显示时，应对缺陷性质、尺寸、数量以及位置进行记录，必要时可采取照相、录像等方式。气孔多分布在焊道上，呈现单个（或多个）圆形显示分布；裂纹多分布在焊道上，呈现横跨焊道的线性显示；未熔合分布在焊道外侧焊缝与钛板结合位置，成线性显示，见图4。

图4 钛管焊缝缺陷显示示意图

由于钛管焊缝厚度薄（仅为1-2mm），根据DL/T 1097-2008的要求，任何缺陷显示都是不允许的。

5.总结

通过现场实践证明：溶剂去除型着色渗透检验在凝汽器钛管焊缝检查是十分有效的，它可以有效的发现钛管焊缝缺陷情况，为机组安全稳定运行提供技术保障，在现场执行凝汽器钛管焊缝渗透检测时还应注意：

（1）钛管焊缝实施渗透检验时，重点关注空气湿度，空气湿度大会在钛管、焊缝表面形成水膜，直接影响显像结果，必要时可采取强制通风方式降低水室内湿度；

（2）水室内管板高度较高，需搭设脚手架进行渗透检验时，应预留出足够检验空间，同时由于钛材对碳素敏感，脚手架不应与钛板直接接触.

参考文献

NB/T 47013.5-2015 承压设备无损检测 第5部分：渗透检验

刘刚，严正  超临界机组凝汽器钛材管板焊接接头的渗透检验  焊接质量控制与管理 [2009]