[发明专利]一种密集管束焊缝检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊缝检测领域，具体是一种密集管束焊缝检测装置及检测方法，尤其适用于蒸汽发生器或换热器的传热管的焊缝检测。

背景技术

蒸汽发生器或换热器的传热管束的焊接及焊缝质量检测是蒸汽发生器生产过程中的重要组成部分，由于传热管束分布密集，常规的无损检测方法难于对焊缝的流体泄漏率及流道堵塞做出精确的判断。尤其是新型蒸汽发生器的传热管采用了双面加热的套管结构，传热效率大大提高；然而这种蒸汽发生器可能会发生热工和水动力等两相流动不稳定性问题。流动不稳定性的发生不仅会降低系统效能，而且持续的不稳定性最终将导致传热管的疲劳破损。为了避免蒸汽发生器出现流动不稳定的问题，需要采取一系列措施，在传热管入口设置节流件就是其中的一种方法。为得到阻力特性相同的节流件，焊接前需进行阻力特性标定，焊接后进行焊缝检测。

将节流件焊接在传热管内及传热管焊接在管板上是一项复杂的工作，焊接后焊缝的质量检测是一项重要的工作。常规的焊缝检测方法如：射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）、涡流检测（ET），难于对此密集管束焊缝的泄漏率做出精确判断。

因此，对于蒸汽发生器的制造生产而言，需要提供一种能够对蒸汽发生器传热管、内焊节流件的新型蒸汽发生器的传热管进行焊缝检测、对焊缝泄漏率提供精确判断的检测装置和方法。

发明内容

本发明提供了一种密集管束焊缝检测装置及检测方法，解决了常规的检测方法难于对密集管束焊缝的泄漏率做出精确判断的问题。

本发明为解决技术问题主要通过以下技术方案实现：一种密集管束焊缝检测装置，包括水流喷射装置和喷射高度测量工具，所述水流喷射装置包括通过水管依次连通的水箱、水泵、稳压器及模拟传热管，水管上还设有若干阀门，所述稳压器自带有压力表，稳压器与模拟传热管之间的水管上设有流量计，所述模拟传热管的出水端设有带孔的堵塞件。

水泵用于提供水流循环及喷射水流所需的动力；水管上的阀门可以根据需要调节水流流量及喷射水流的大小；稳压器用于稳定水流的压力，同时通过稳压器上的压力表可以得知水流的压力，便于检测；而流量计用于测量水流的流量，进而可以得知水流的速度；堵塞件用于密封传热管的一端，使传热管内外产生一定的压力差，使水流产生向上的喷射。

所述水泵和稳压器之间的水管上设有温度计。温度计用于测量水流的温度，由于不同温度的水流产生的压力会有所不同，通过温度计能进一步统一变量参数，减小误差。

所述稳压器与模拟传热管之间的水管上设有过滤器，所述过滤器位于稳压器与流量计之间或流量计与模拟传热管之间。水流中可能会含有一些杂质，而这些杂质有可能会堵塞缝隙，对检测造成干扰，滤除杂质后能进一步减小误差。

所述喷射高度测量工具为卡尺。卡尺用于测量水流喷射的高度。

所述堵塞件为橡皮塞。

一种采用上述密集管束焊缝检测装置实现检测的方法，包括以下步骤：

a、选取模拟传热管：模拟传热管的直径、壁厚、长度与待测传热管的内管相同；

b、焊缝泄漏的工况，确定模拟传热管的开孔大小，给模拟传热管侧面开孔：根据待测传热管的工艺流量、入口压力、尺寸、允许焊缝泄漏流量，计算出待测传热管焊缝允许缝隙面积尺寸，进而得出模拟传热管侧面开孔尺寸，计算公式如下：

，

其中，P₁为管内缝隙前压力，P₂为管外缝隙后压力，ρ为水的密度，

v₁为缝隙水流速度，Q为焊缝泄漏流量，A₁为允许焊缝缝隙面积；

c、焊缝造成流道堵塞的工况，模拟传热管的堵管尺寸由原型传热管允许堵管尺寸确定；

d、确定喷射水流检测工具的堵塞件开孔大小，给堵塞件开孔：根据待测传热管的工艺流量、入口压力、尺寸、允许焊缝泄漏流量、沿程阻力系数，计算出堵塞件的开孔尺寸，并用模拟试验验证，从而确定最终开孔尺寸，其计算公式如下：

  

 

其中，P₃为传热管入口压力，P₄为传热管出口压力，P₅为堵塞件出口压力，

v₂为传热管内流速，v₃为堵塞件出口水流速度，A₂为传热管截面积，A₃为堵塞件出口截面积，L为传热管长度，D为传热管内径，ζ为沿程阻力系数，h为喷射水流高度，g为重力加速度；