维普资讯http://www.cqvip.com
，
疑 ，乍同繁，蝎；
２６一ｊＯ
１９９２年第５期
甘 肃 电 力
总第４７期
火力发电厂凝汽器铜管
涡流探伤的应用
甘肃省电力试验研究所 李兴德丁 ２ 。／／
一
＿
—
—
＿
●
提要
末文针对凝汽器铜管的役前和在枝涡流检测技术，叙速了信号处理 仪器参数设定方法和
探饬结果分折．
１、前 言
２１基本原理
涡流检测是依据电磁感应理论，由交变 火力发电厂凝汽器铜管的泄漏，会导致
电压发生器、检测线圈和指示器组成．交变
凝汽结水化学品质变化，直接危及热力设 电压发生器供给检测线圈以激励电流，管壁
备的安全经济运行。发电厂如果能将铜管的 中感应产生周向祸流，这些涡流也产生一交 泄漏降到最低限度，将对热力设备的可靠性 变磁场叠加在初始磁场上构成合成的交变磁 效率和使用寿命带来很大好处。
场，合成磁场确定线圈的阻抗，通过测量、分 在国内，火国发电厂凝汽器铜管泄漏检
析线圈阻抗的变化便可检测铜管性质的变 查常用的方法有烟气法、灌水法，薄膜复盏 化．涡流检测的实质，就是检测线圈阻抗的 法、泡沫法和卤素法等，这些方法虽然各有 变化。
特点，但其只限于检查已经泄漏的铜管，而对 ２２涡流信号的处理
管壁减薄、凹坑、鼓包、夹杂和环状痕等缺陷 影响涡流检测线圈阻抗的因素很多，主 无法检查，用上述方法检查过的铜管，有可能 要的有电导率 磁导率 管材几何尺寸、提离
在短期内发生腐蚀泄漏，给机组带来严重危 效应、缺陷等，为了在这诸多变量影响中突出 害。采用涡流探伤法，能够克服上述检查的 伤痕信息，就应对取得的信号加以各种处理， 缺点，并且具有操作方便、测试准确 灵敏度 利用伤痕信息和其他干扰因素形成的噪声之 较高等优点，无疑是铜管检查中值得开发和 间的差别，也就是利用它们在相位，调制频
推广的新技术。
率、幅度、波形宽度、波形形状等方面的差别 来区分它们。 ２、涡流检测技术
２２１相位分析法
管材的各种缺陷（裂纹 通孔，凹坑等）
维普资讯http://www.cqvip.com
火力发电厂凝汽器铜管涡流探伤的应用
效应起阻抗变化的方向与其他干扰因素引起
这种方法弥为相位分析法或阻抗分析法．国 内仪器中常用相敏检波器。相敏检波器的仪 器方框图和相敏检波原理见图Ｌ和图２．
的阻抗变化方向具有不同的相位，因而可刺 用相位上的不同来区分缺陷和其他干扰信息，
图１采用相敏检波器的仪器方框图
图２ 相敏检波原理
在图２中，ｏ壤示缺陷信号，ｏＢ表示干扰
信号，０『为相敏控制信号，删相敏检波器的 输出与伤信号的幅度ＯＡ和Ⅻ 有关，即等 于０Ａ在。吐的投彩长度ＯＡ－。∞ 若当控制 信号∞经穆相器穆相后与干扰信号ＯＢ相差
扰信号。但当抑制电平调高时也就可能抑制
掉了一些小的缺陷信号，而且缺陷大小与缺 陷信号幅度之间的线性关系变差，缺陷波形 也出现断续。因此，只有在缺陷信号幅度较
时，则０Ｂ－ｃｏｓ￣，＝０Ｂ．∞ｓ ＝ 即干扰信号在ＤＴ
上的投影长度为ｑ因而相敏检波器的输出不 包含干扰信号ｏＢ． ＺＺ２调制分析法
管材缺陷信号的调制频率高，而间距干
大时才能使用，当干扰信号幅度大于缺陷信 号幅度时不能使用．在探伤中，确定合适的
抑制电平就显得非常重要。 ＺＺ４相关分析法
为了抑制外来瞬时的干扰信号，可利用 它与缺陷信号在出现时间上的不同来加以区 分 它要求有几个检测线圈同时工作，而且，这 几个检测线圈对探到同一缺陷来讲具有一固 定的时间差，如图３所示。只有当两个检测 线圈检测到的信号在时间上相差固定的 时， 才作为信号，否则就作为干扰予以抑制。手 动探伤时，我们采取多次检查的方法。 ∞检测频率选择
由交变磁场感应的涡流集中在靠近检测 线圈的管材表面附近。涡流密度在器材中的
扰信号引起的调制频率低，因而可利用缺陷 信号和干扰信号调制频率的不同来区分缺陷
信号和干优信号。通常用电子式有源滤波器 来实现。
ＺＺ３幅度分析法
利用缺陷信号和干优信号幅度上的差别 来区分缺陷信号和干扰信号．实现幅度分析
的电子部件称为幅度鉴别器。在探伤中，通 过调节抑制电平的高低来抑制不同幅度的干
维普资讯http://www.cqvip.com
火力发电厂凝汽器铜管涡流探伤的应用
式中： ｄ——标准趋肤深度（ｃｍ）；
Ｋ一
相对磁导率 ｒ——激励频率（ｍ）；
—
管材的电导率（１／＾ｎ．∞）：
阿）
制用时间不同的信号处理
ｐ——管材的电阻率（ ．ｃａｎ）。
分布具有趋肤效应，而探伤的灵敏度与涡流 标准趋肤深度ｄ决定于试件的电磁特性
密度有关。因此，要根据探伤灵敏度 探伤速 及激励场的频率。 、 ｆ越高，标准趋肤深 度和探伤深度选择检测频率．
度越小，因为
是管材固有参数，不能改变，
由于趋肤效应使流动的涡流随深度的增 而频率ｆ在检验时可自由选择，所以我们可 加涡流密度Ｊ按数规律下降。因此，探伤深 由所要求的趋肤深度来选择频率。 度越深，频率就越低。标准趋肤深度就是指
ｚ４检测线圈
涡流密度降低到 件表面涡流密度的３７％时 在凝汽器铜管涡流探伤中，可选择的检 的距离。可用下式表示：
测线圈主要有穿过式线圈、内插式线圈和点
式线圈（如图４）。
：
√ － ． ｆ一 寺ｔ
ｔ。 穿过式线圈常用于役前新铜管的探伤，并且可实现测试的在线自动化庀是目前最常
呼
醢
］
（ａ）穿过式
（ｂ）内插式
（ｃ）点式
图 ３ 