便攜式X射線數(shù)字成像技術(shù)在鍋爐管道氧化物堆積檢查中的應(yīng)用

朱春旺，劉森玉，柏振峰，陳曉敏，王航利

（1.GE檢測(cè)控制技術(shù)，上海 201203；2.上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司，上海 200241）

鍋爐管道由于氧化物剝落堵塞、引起爆管的事故不時(shí)見(jiàn)諸報(bào)道，一直以來(lái)都是一個(gè)在世界范圍內(nèi)普遍關(guān)注的問(wèn)題。在我國(guó)，隨著機(jī)組服役期的延長(zhǎng)和承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)的增多，以及機(jī)組參數(shù)向超臨界甚至超超臨界參數(shù)發(fā)展，此類問(wèn)題更為突出［1］。資料顯示，超臨界機(jī)組π型鍋爐一般運(yùn)行30 000h以后，就容易出現(xiàn)氧化物脫落、堆積、堵塞、爆管現(xiàn)象（國(guó)內(nèi)，爆管之前，鍋爐運(yùn)行的最短時(shí)間是3 000h）。

目前，主要有兩種方法檢查氧化物的堆積情況，預(yù)防爆管的發(fā)生，它們是：

（1）傳統(tǒng)膠片射線檢查法 該方法最大的優(yōu)勢(shì)是直觀，但實(shí)施起來(lái)耗時(shí)費(fèi)力。主要原因是現(xiàn)場(chǎng)拍片參數(shù)選擇復(fù)雜，不能實(shí)時(shí)顯像，為取得理想的圖像，往往需要多次拍攝。底片需暗室處理，得到最終結(jié)果的時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）電磁感應(yīng)法 通過(guò)氧化物（含磁性）和奧氏體不銹鋼（不含磁性，如TP304H、TP347H、Super 304H等）的磁性不同，用電磁感應(yīng)的方法，方便快捷地判斷是否有氧化物堆積。但該法由于奧氏體基體自身可能帶有磁性這一現(xiàn)象的存在，對(duì)電磁法檢測(cè)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定干擾，不易準(zhǔn)確判定氧化物的管內(nèi)堆積量，時(shí)有誤判或檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況相差較大的記錄。同時(shí)不適合鐵素體鋼（含磁性，如T91，P91，T23等）的檢查。

便攜式X射線數(shù)字成像技術(shù)能成功地克服上述兩種方法的局限性，既能檢查奧氏體不銹鋼，又能檢查鐵素體鋼；同時(shí)操作簡(jiǎn)單，經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)字采集和處理，無(wú)需暗室處理過(guò)程，只要20～30s就能獲得清晰、理想的圖像。

1 檢測(cè)原理及設(shè)備

工業(yè)用X射線成像和通常在醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、地鐵等見(jiàn)到的拍片、CT、安檢系統(tǒng)工作原理一樣。X射線在穿透不同的物體時(shí)與物質(zhì)發(fā)生相互作用，因吸收和散射引起強(qiáng)度變化，感光材料DR板接受到該強(qiáng)度變化信號(hào)后，經(jīng)信號(hào)處理形成常見(jiàn)的影像，其原理如圖1所示。通常，用于氧化物堆積檢查的一套完整的X射線數(shù)字檢測(cè)系統(tǒng)包括：射線源（微型脈沖射線源或X光機(jī)）、DR板（DXR250V）、Rhythm工作站（圖像顯示系統(tǒng)，含圖像處理分析軟件）等。

圖1 X射線數(shù)字成像原理示意圖

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢查

上海某發(fā)電廠2臺(tái)600MW鍋爐自2009年11～2011年2月間，因爐管彎頭處氧化皮堆積，接連發(fā)生了5次爆管泄漏和2次超溫事件。其中后屏過(guò)熱器爆管泄漏3次、末級(jí)過(guò)熱器氧化皮堵塞超溫2次、末級(jí)過(guò)熱器爆管泄漏2次。為了監(jiān)督氧化皮堆積情況，該廠于2011年5月邀請(qǐng)GE檢測(cè)控制技術(shù)工程師對(duì)其過(guò)熱器、再熱器管進(jìn)行氧化物堆積情況DR檢查。首先，技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量模擬試驗(yàn)，獲取得到清晰、理想圖片的最佳試驗(yàn)參數(shù)范圍，如焦距、射線源能量等。圖2是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬檢查時(shí)的設(shè)備布置圖，圖3是模擬檢查獲得的圖片，可見(jiàn)管內(nèi)積水面和氧化物堆積的情況非常清楚。然后，在現(xiàn)場(chǎng)可能發(fā)生氧化物堆積的區(qū)域進(jìn)行了DR檢查，最終，發(fā)現(xiàn)了部分管道有氧化物堆積的情況，圖4是在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)存在氧化物堆積的彎頭處的圖像，為電廠制定檢修方案提供了可靠的依據(jù)。

3 結(jié)論

試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢查證明，便攜式X射線數(shù)字成像技術(shù)DR是一種理想的氧化物堆積檢查手段：① 操作快捷，拍攝時(shí)間短（20～30s），無(wú)需暗室處理，可快速獲得爐管內(nèi)部透視圖像，檢測(cè)效率大幅提高。② 圖像清晰，能直觀反映氧化物的堆積量。③ 可適應(yīng)各類鋼種及部位的受熱面管內(nèi)部檢驗(yàn)，不受鋼種牌號(hào)限制。

［1］朱建臣，李云飛，王玉興.奧氏體不銹鋼管內(nèi)壁氧化物脫落原因分析及檢測(cè)方法探討［J］.電力設(shè)備，2008（2）：58－60.