電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)分析

摘要：在鋼架承載后，鍋爐運(yùn)行中所產(chǎn)生的動(dòng)荷載及靜荷載將施加于鋼結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量直接影響著電站鍋爐運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性，影響著后續(xù)設(shè)施安裝進(jìn)度及效率。為保證鋼結(jié)構(gòu)焊縫的制造質(zhì)量，在完成鋼結(jié)構(gòu)焊接后，應(yīng)采取無(wú)損檢測(cè)措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊縫中存在的缺陷問題，保證鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量，保障電站鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；鋼結(jié)構(gòu)；焊縫制造；質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0033-02

在電站中，鍋爐多采取的是懸吊式全鋼結(jié)構(gòu)，鍋爐全部重量主要由主梁來承擔(dān)，通過立柱，主梁將鍋爐全部重量傳遞給基礎(chǔ)。在鍋爐安裝之前，首先應(yīng)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝工作，鋼結(jié)構(gòu)安裝是其他設(shè)備安裝及找正的重要依據(jù)。采取自下而上逐層安裝的形式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)是通過焊接型鋼或鋼板而成，鋼結(jié)構(gòu)焊縫承擔(dān)著鍋爐運(yùn)行的靜荷載及動(dòng)荷載所引起的拉力、剪力，其鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量直接影響著鍋爐運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性。為此，要求在完成鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)后，應(yīng)高度重視鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量檢測(cè)。本文在明確鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)外觀檢查、磁粉探傷、超聲波探傷三種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究與分析。

1 鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢驗(yàn)的基本要求

在進(jìn)行鍋爐產(chǎn)品制造質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，需要依據(jù)《電站鍋爐壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》（DL647-2004）的規(guī)定，在電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行抽檢作業(yè)，要求對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面及大板梁進(jìn)行徹底的外觀檢查，保證鋼結(jié)構(gòu)尺寸符合焊接要求，外觀質(zhì)量滿足焊接條件；要求采取表面探傷及超聲波探傷進(jìn)行大板梁焊縫檢驗(yàn)，抽查比例設(shè)計(jì)為10%；要求采取表面探傷進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢驗(yàn)，抽查比例設(shè)計(jì)為1%～10%。一般鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)方法，主要包括外觀檢查、磁粉探傷、超聲波探傷三種。

2 電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)

2.1 外觀檢查

外觀檢查屬于電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢驗(yàn)的最基礎(chǔ)、最直接的檢驗(yàn)方法，其檢驗(yàn)是通過肉眼進(jìn)行觀察，以發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊縫中存在的表面質(zhì)量問題。外觀檢查工作的重點(diǎn)，在于找出鋼結(jié)構(gòu)焊縫中存在的表面質(zhì)量問題，保證焊縫表面質(zhì)量滿足鍋爐鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。采取外觀檢驗(yàn)方式，可以直接快速地發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面中肉眼可見的缺陷問題，如裂紋、夾渣、咬邊、氣孔等缺陷。在獲得鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面質(zhì)量問題的基礎(chǔ)上，檢驗(yàn)人員可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來判斷鋼結(jié)構(gòu)中是否存在著重大缺陷問題，通過應(yīng)用檢測(cè)儀器，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫中的某些部位進(jìn)行仔細(xì)檢驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)缺陷問題，保證鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量。

如某電廠中鍋爐主梁是由H型鋼通過焊接形成，鋼腹板對(duì)接焊縫除兩端部位，均采取了加強(qiáng)板覆蓋措施。為檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量，采取外觀檢查方式進(jìn)行檢驗(yàn)，在腹板對(duì)接焊縫位置，發(fā)現(xiàn)存在著大量密集氣孔，屬于超標(biāo)缺陷。密集氣孔為普通常見缺陷問題，其缺陷問題的存在，說明該鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量偏低。為進(jìn)一步判斷鋼結(jié)構(gòu)焊縫中是否存在表面裂紋等缺陷問題，應(yīng)用磁粉探傷進(jìn)行深入檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該部位存在著裂紋缺陷，屬于嚴(yán)重缺陷問題。去除裂紋焊縫部位加強(qiáng)板，發(fā)現(xiàn)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面質(zhì)量較差，且出現(xiàn)了貫穿性裂紋。存在嚴(yán)重缺陷問題的鋼結(jié)構(gòu)，在鍋爐運(yùn)行承載過程中，存在著鋼梁斷裂等安全隱患。通過無(wú)損檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷問題并采取處理措施，保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。

在進(jìn)行外觀檢查時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面是否存在裂紋、咬邊、氣孔等嚴(yán)重缺陷問題進(jìn)行檢查。在檢驗(yàn)大綱要求下，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)部件檢驗(yàn)，在分析缺陷問題的基礎(chǔ)上判斷焊縫缺陷問題成因，如因焊接不當(dāng)引起等，必要時(shí)應(yīng)采取其他檢測(cè)措施輔助檢測(cè)。

2.2 磁粉探傷檢查

應(yīng)用外觀檢查方法，無(wú)法判斷出鋼結(jié)構(gòu)焊縫中是否存在肉眼無(wú)法看到的缺陷問題，由此，可以應(yīng)用磁粉探傷方法。磁粉探傷方法具備較高靈敏性，操作方便簡(jiǎn)單，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性較好，成本較低，在檢驗(yàn)鐵磁性材料表面及近表面缺陷作業(yè)中十分適用。在電站中，磁粉探傷技術(shù)在鍋爐、鋼結(jié)構(gòu)、壓力容器等設(shè)備檢驗(yàn)中應(yīng)用十分廣泛。在電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)大板梁及主立焊縫制造質(zhì)量最為關(guān)鍵。一般鍋爐中受壓件多是以懸掛方式，掛于鋼結(jié)構(gòu)大板梁之間的次梁之上，主立柱則為大板梁支撐。為此，在進(jìn)行電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安全性能檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將大板梁及主立柱焊縫制造質(zhì)量作為磁粉探傷的重點(diǎn)。大板梁及主立柱屬于鋼結(jié)構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)焊縫主要是由對(duì)接焊縫及角焊縫構(gòu)成，鋼結(jié)構(gòu)腹板角焊縫及翼板角焊縫多屬于未焊透結(jié)構(gòu)。應(yīng)用磁粉探傷技術(shù)，可以有效發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)表面及近表面缺陷問題，典型缺陷如腹板與翼板角焊縫端裂紋，裂紋缺陷問題多是因引弧速長(zhǎng)度不足等引起。

按照電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)檢查規(guī)定，磁粉探傷檢查屬于鋼結(jié)構(gòu)磁粉探索的抽檢項(xiàng)目，為此，在應(yīng)用磁粉探傷時(shí)應(yīng)具體一定針對(duì)性，在實(shí)際操作中，應(yīng)重點(diǎn)檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)腹板及翼板角焊縫，進(jìn)行徹底檢查，如發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷問題，應(yīng)擴(kuò)大檢查比例，保證鋼結(jié)構(gòu)整體性能質(zhì)量。

2.3 超聲波探傷檢測(cè)

超聲波探傷檢測(cè)的重點(diǎn)在于鋼結(jié)構(gòu)大板梁及主立柱對(duì)接焊縫，可以有效發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊縫中存在的內(nèi)部缺陷問題。在應(yīng)用超聲波探傷檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其檢測(cè)技術(shù)無(wú)法有效檢出垂直于板厚方向?qū)娱g微裂紋等缺陷問題，這就要求在應(yīng)用超聲波探索檢測(cè)時(shí)給予重視。如對(duì)大板梁對(duì)接焊縫采取超聲波探傷檢測(cè)，其板厚厚度約為110mm，其檢測(cè)結(jié)果為合格，但采取磁粉探傷檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)焊縫中存在裂紋缺陷。由此可見，采取常規(guī)超聲波探傷單頭方法難以保證鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量，可以采取TOFD等更為先進(jìn)的檢測(cè)方式，保證鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊縫的制造質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

在電站鍋爐中多應(yīng)用全鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)則是由型鋼或鋼板通過焊縫方式形成，承載著鍋爐運(yùn)行中所產(chǎn)生的靜荷載及動(dòng)荷載，鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量問題直接影響著電站鍋爐運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。這就要求在完成鋼結(jié)構(gòu)焊縫施工后，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊縫中所存在的缺陷問題，及時(shí)采取措施，保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)主要包括外觀檢查、磁粉探傷、超聲波探傷三種方法，本文重點(diǎn)對(duì)無(wú)損探傷方法進(jìn)行了研究與分析。實(shí)踐證明，通過無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以有效保證鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊縫的制造質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：魏洪杰（1985—），男，山東濱州人，山東海陽(yáng)豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司助工，研究方向：金屬

材料。