远场涡流自动化检测技术

一、 涡流概述

涡流检测是一种电磁检测方法，基于电磁感应原理对金属件进行扫查，完成数据采集并进行成像。一般分为普通涡流和远场涡流两类。

二、工作原理

在远场涡流检测中，激励线圈和检测线圈的间距为目标管内径的2～3倍。在激励线圈中通以低频交流电,激励线圈发出磁力线(能量)穿过管壁向外扩散，在远场区又再次穿过有表面缺陷的管壁向内扩散,最后被检测线圈接收。检测线圈接收到的信号幅度和相位与壁厚有关,利用专用数据分析软件即可分析出管壁的减薄量及厚度缺陷，并成像显示。

三、水冷壁爆管案例及分析

电厂水冷壁在长期运行过程中，由于所在环境的复杂恶劣，微损伤长期累积等因素（常见问题包括热疲劳产生的微裂纹、内腐蚀、应力集中、蠕变等引起爆管），导致急停机，给电厂的正常运行造成很大影响。

采用远场涡流检测技术，对水冷壁管下列损伤具有很好的检出效果，如下图： 

四、检测能力如下：

1、水冷壁高温腐蚀

在检测过程中，常有腐蚀点、坑出现，部分管子还会有壁厚渐变。造成该类运行风险的原因，多是燃煤产生的硫腐蚀。在检出问题后，各发电厂采取了煤质管理、燃烧控制、表面喷涂、家装贴壁风等措施。虽然这些方法能有效降低腐蚀现象产生，但是并不能杜绝之，因此这作为我们远场涡流检测的重点之一。

 2、苛性脆化——产生鼓包、裂纹、漏点

某电厂水冷壁发生泄漏，检查发现后墙水冷壁爆管。经检测，向火侧金属壁厚明显减薄、内壁层状腐蚀并有腐蚀裂纹和外壁裂纹，水冷壁20米上下的位置有多处鼓包、漏点。在由化学专家对水样进行化验之后，得出结论：因金相组织无异常，而过热蒸汽钠离子浓度值偏高，炉水PH呈现强碱性，水汽劣化是导致水冷壁苛性脆化的直接原因。

3、 焊接用错管材

部分老电厂，由于以前国内对质量的控制不够严格，设计图纸缺失，或者是焊接后没有进行光谱检验，造成事故。在检测过程中，通过对某些焊缝的两侧管材进行信号分析，能明显看出材质不一致的现象。

4 、 扭曲变形

某电厂，使用北京巴布科克·威尔科克斯公司的超临界锅炉。宏观检测能明显观察到管排波浪扭曲变形，前墙中间区域在机组安装时对接焊缝上方有多处管子裂纹泄漏，未见明显胀粗鼓包变形。

5、  横向纵向开裂和应力集中

    某电厂中联箱下方40米标高处多次发生泄漏，水冷壁悬挂装置还曾出现断裂现象，说明存在有很大的结构应力。可能由炉膛结构设计缺陷（中间联箱上下水冷壁管节距不同产生的结构应力）、运行燃烧调整时火焰中心偏移造成的炉膛局部温度的强烈变化以及局部存在膨胀位移受阻等因素造成。还有一种原因是对焊采用强行对口现象。

6、  鳍片沿焊缝纵向开裂

对接安装时，加大了鳍片开口长度，采用热校对口措施，对口两侧鳍片和管子采用单面焊，炉内部分没有焊接，导致存在错口现象，加剧应力集中引起鳍片沿焊缝纵向开裂导致管子泄露。

7、  内壁结垢

水冷壁管内壁结垢，形成垢下腐蚀，容易产生裂纹。向火侧管内异物的存在，严重影响流通面积和管壁与炉水的有效接触，导致该管结垢部位长期超温，最终爆管。

五、 场涡流检测技术优势  

对于远场涡流外检测，实践已经证明：该检测方式能够很好的适应国内锅炉工况。检测优点如下：

（1）  高质量的精度和缺陷形态判断，包括热疲劳裂纹、25%及以上减薄，点坑状内外腐蚀损伤，应力集中，氢脆、鼓包、连续变薄均可检测和定量；（2）  全天候工作，非接触方式，对管体变形、凹凸不平、表面粉尘等工况无需特殊处理；

（3）  自动化扫查工艺，机器人自动上下爬行，扫查速度3m/min，一次爬行高度40米，现场无需搭设升降设备，省时省力，快速高效；

（4）  先进软件分析，同步成像，数据实时记录存档保存，高清摄像实时监控，远距离实时掌握管子表面宏观缺陷情况；

（5）  根据被检管壁尺寸，选用合适尺寸探头，满足不同管壁尺寸需求；