关于核电SEC等衬胶管道腐蚀检测技术的分析

来源:未知日期:2020/12/11 09:53 浏览:

SEC管道作为核电的重要冷却系统,一直是技术部分重点关注的。SEC管道通常采用碳钢材质(除田湾机组采用双相钢外),为确保不被海水腐蚀,管道内部采用防腐涂层或衬胶层。

SEC系统随着在役时间不断的增加,衬胶层被海水冲刷、侵蚀,会出现起泡、分层、脱胶、裂纹等老化缺陷,防腐层也会因为阴极保护缺失等原因造成涂层破损失效。最终结果就是高腐蚀性的海水直接与毫无防护的碳钢直接发生接触,形成不规则的坑蚀。按照国内核电腐蚀团队研究的结果,在南方某些温度较高且海水含盐量较高的区域,当SEC管道碳钢与海水直接接触时,只需要4个月的时间就能产生管道腐蚀穿孔的重大隐患。以往在大修期间,SEC管道作为重要冷却系统需要通过人工或内窥镜进入做目视检测。但由于工况原因,还有很多危险区域无法涉足,造成检测盲区。


随着检测技术的不断进步,我们更希望通过一些新技术能在设备运行期间来发现存在的安全隐患,为冷却系统的安全运行提供必要保障。

首先,大家比较关注的是针对衬胶层脱胶进行检测的技术,希望通过在役阶段发现衬胶脱胶,并对该区域金属母材进行定期测厚,预防发生由于衬胶破损而出现的腐蚀。

这种对衬胶层脱落检测的原理是利用超声波垂直入射,超声波的反射能量高低可以判断出是否存在衬胶层缺失,出现衬胶缺失时,回波dB值要明显高出有衬胶区域的回波。此种检测技术通过多通道相控阵探头,可以发现出很小的衬胶缺失。

此检测方法的优势在于可以提早发现衬胶脱胶的原始问题,加以定期监测可以发现早期母材腐蚀。

而缺点在于:

1、检测效率非常低,辅以自动化检测工装一小时检测量在1.5-2.5㎡;

2、脱胶位置众多,后期监测点非常多,但并不是每一个点都会出现海水侵蚀,人力消耗成本较高;

3、无法对焊缝位置、法兰盘根部进行扫查。

其次,我们还可以利用高效、高灵敏度的母材腐蚀探伤技术来针对SEC管道进行全覆盖检测。

在针对母材的全覆盖检测中,检测范围分为直管段、弯头段、法兰盘、焊缝几个部分,需要利用不同的设备来进行覆盖,其中直管段占比最大。

1、直管段上我们可以采用英国银翼公司的高精度漏磁检测仪。

该检测仪采用多通道检测技术,探头一次可以覆盖周向190mm,并可以按照1米/秒的速度进行轴向移动检测。这种高精度漏磁检测仪,可以分辨出1mm直径,壁厚腐蚀量20%的微型孔状缺陷。

不管衬胶是否脱胶,只要存在丝毫的碳钢母材坑蚀,马上就能被轻松发现,这是目前灵敏度最高、检测效率最高的先进技术。但其不足之处在于只能检测直管段,不能对弯头、穿墙、穿支吊架、焊缝、法兰盘进行检测。

2、利用美国innerspec高频导波技术针对弯头、穿墙、穿支吊架等高精度漏磁无法检测的位置来进行覆盖检测。

高频导波的优势在于首先可以在探头两端各检测3米的距离进行全覆盖检测,特别适合弯头、穿墙管道等工况;其次,相对其它导波技术高频导波的检测灵敏度更高,便于发现一些微小缺陷;第三高频导波的定位精度较高,便于发现缺陷后用其他检测技术进行复验。

高频导波检测技术的不足之处:a、检测灵敏度不如高精度漏磁,一些特别微小的缺陷难以发现;2、现场需要在管道上缠绕磁致伸缩鉄钴带(无需打磨去漆);3、无法对焊缝缺陷、法兰盘端部缺陷进行检测。

3、利用以色列ISONIC相控阵技术对焊缝、法兰盘位置进行缺陷扫描以及利用相控阵垂直入射技术对缺陷进行精准测量。

 

SEC管道中焊缝、法兰盘等工况非常多,在大修期间目视检测中发现这部分衬胶出问题的情况也非常多,有些法兰盘端部由于衬胶开裂腐蚀非常严重,但缺少有效的检测手段来及时发现并进行寿命评估。

利用相控阵多通道斜入射技术,可以非常轻松的发现这些区域是否存在腐蚀,并且进行定量分析甚至建立缺陷的3D模型。

相控阵技术在SEC管道的检测中还有一个非常重要的作用,就是来对缺陷进行三维测量。利用相控阵C扫64通道线阵探头,一次性可以覆盖64mm的宽度,一次来扫描通过高精度漏磁或者高频导波发现的疑似缺陷,对其进行三维测量
 

总结

通过上述三种技术可以有效的针对核电重要冷却循环系统的SEC管道做全覆盖检测,最大限度的壁面防腐措施失效后造成海水蚀穿的事故。