論無損檢測在A級鍋筒中的應(yīng)用

代孟昌

（自貢川瑞鍋爐制造有限公司，四川 自貢 643100）

0 引言

鍋筒是火力發(fā)電鍋爐中的關(guān)鍵部件，不但承受著高溫高壓，而且工作條件惡劣，一旦出現(xiàn)事故，它的后果很嚴(yán)重；所以必須嚴(yán)格控制鍋筒的結(jié)構(gòu)和材料，保證所用材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能、焊接、加工工藝質(zhì)量。而鍋筒是由大量的焊接工作把卷制筒節(jié)，封頭，鋼管焊接組合成一個整體的，就必須要有一整套的檢驗(yàn)手段來保證焊縫質(zhì)量，因而無損探傷方法的選用就特別重要。

1 無損檢驗(yàn)要求

1.1 無損檢測方法的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測》

1.2 探傷時機(jī)

焊接接頭的無損檢測應(yīng)當(dāng)在形狀尺寸和外觀質(zhì)量檢驗(yàn)合格后進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)遵循：

1.2.1 有延遲裂紋傾向的材料應(yīng)當(dāng)在焊接完成24h后進(jìn)行無損檢測；

1.2.2 有再熱裂紋傾向材料的焊接接頭，應(yīng)當(dāng)在最終熱處理后進(jìn)行表面無損檢測復(fù)驗(yàn)；

1.2.3 封頭（管板）、波形爐膽、下腳圈的拼接接頭的無損檢測應(yīng)當(dāng)在成型后進(jìn)行；

1.2.4 電渣焊焊接接頭應(yīng)當(dāng)在正火后進(jìn)行超聲檢測。

1.3 探傷方法的選擇和比例

針對不同焊縫的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)行相應(yīng)的探傷方法和比例(如：圖1)，采用多種無損檢測方法進(jìn)行檢測的，則應(yīng)當(dāng)按照各自的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定，均合格后，方可認(rèn)為無損檢測合格。

圖1 探傷方法及比例圖

2 超聲波探測法

超聲波探傷主要用于射線不易操作的角焊縫，又因其在探傷時易于發(fā)現(xiàn)焊接中產(chǎn)生的裂紋、未熔合和未焊透類面狀缺陷，而射線檢測對氣孔、夾渣、夾雜類體型缺陷的靈敏度高，由于兩者的互補(bǔ)性特點(diǎn)，因此在鍋筒的縱、環(huán)縫檢測中，都要用到這兩種檢測方法；又因?yàn)槿毕菰诤缚p中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用橫波斜探頭對縱、環(huán)縫進(jìn)行檢測，焊縫余高必須打磨到與母材平齊，利于斜探頭在焊縫上掃查。

A級鍋筒的壁厚δ≥20mm以上的鋼板，在焊縫的檢測中，主要采用深度法雙面雙側(cè)檢測。

2.1 缺陷的定位

儀器按深度1：η調(diào)節(jié)橫波掃查速度，缺陷波的水平刻度值為τ，采用K值斜探頭檢測；

2.1.1 一次波檢測，缺陷在工件中的水平距離ι1和深度d1：

2.1.2 二次波檢測，缺陷在工件中的水平距離ι2和深度d2：

應(yīng)當(dāng)注意：K值常因探頭藕合面的磨損而發(fā)生變化，所以在每次使用前應(yīng)用CSK-IA和CSK-III A試塊校驗(yàn)K值。

3 射線照像法

射線探傷是最普遍使用的無損探傷方法，下面對焊縫的射線照像工藝進(jìn)行重點(diǎn)說明。

3.1 平板對接焊縫

平板對接焊縫是鍋筒上最常見的焊縫形式，鍋筒的筒體縱向焊縫以及封頭板拼縫都屬于此類形式，對其進(jìn)行射線檢測時主要是采用單壁透照方式如：圖2

圖2 單壁透照

計(jì)算公式：

式中：θ：影像最大失真角；K：透照厚度比；T：工件厚度；L3：一次透照長度；L1：焦點(diǎn)到工件的距離；T′：透照厚度；L2：工件到探傷底片的距離。

3.2 環(huán)焊縫

圖3 中心暴光示意圖

對于環(huán)焊縫檢測也是采用單壁透照方式，在條件允許的情況下盡量采用射線源在鍋筒中心的周向暴光透照方法（如圖3），這樣做的結(jié)果是透照厚度小，橫裂檢出角小，一次透照長度為整條環(huán)焊縫長度。如果受到工件及設(shè)備的限制無法采用源在內(nèi)的透照方式，可采用源在外的透照方式，其透照工藝參數(shù)的選擇同平板對接焊縫的透照工藝。

計(jì)算公式：

AB 級：K=1，θ≈0

一次透照長度L3=πd

焦距：F．=L2．+L1

式中：θ：影像最大失真角；K：透照厚度比；T：工件厚度；L1：焦點(diǎn)到工件的距離；L2：工件到探傷底片的距離；L3：一次透照長度；d：鍋筒的直徑。

4 磁粉檢測

磁粉檢測對鐵磁性材料的表面及近表面缺陷（如裂紋，夾渣，氣孔等）的檢測靈敏度比超聲波和射線檢測的靈敏度高，彌補(bǔ)了后兩種檢測方法的不足，所以常用于工件的表面檢測，確因結(jié)構(gòu)或者現(xiàn)場條件限制，采用滲透檢測。

5 結(jié)語

無損檢測是在不損壞材料的機(jī)械性能的情況下進(jìn)行檢測的一種方法。無損探傷技術(shù)的應(yīng)用，將焊縫中的缺陷檢測出來，并分析缺陷產(chǎn)生的原因及改進(jìn)焊接工藝，提高焊接質(zhì)量，進(jìn)一步確保了鍋爐的安全性能。

［1］JB/T4730-2005 承壓設(shè)備無損檢測[S]．北京：新華出版社,2005．

［2］鄭暉,林樹青．超聲檢測[M]．北京：中國勞動社會保障出版社,2010．

［3］張?zhí)禊i．射線檢測[M]．北京：中國勞動社會保障出版社,2005．