無損檢測技術(shù)在火力發(fā)電廠鍋爐“四管”檢驗(yàn)中的應(yīng)用

羅芬娣　李樹春

摘 要：火力發(fā)電廠鍋爐“四管”工作壓力高，溫度高，以及所處環(huán)境惡劣，是金屬監(jiān)督檢驗(yàn)的重點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，由焊接原因引發(fā)的鍋爐“四管”爆管泄漏是火力發(fā)電廠最頻發(fā)的事故，嚴(yán)重影響電廠運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。該文通過分析現(xiàn)場“四管”檢測中的常見問題，提出合理的解決方案。

關(guān)鍵詞：鍋爐“四管” 無損檢測 焊接缺陷

中圖分類號(hào)：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（b）-0041-01

火力發(fā)電廠鍋爐“四管”分別是水冷壁管、過熱器管、再熱器管和省煤器管（有些高壓鍋爐是“三管”，無再熱器），是鍋爐設(shè)備中重要的承壓組成部件。

“四管”檢驗(yàn)常用的無損檢測技術(shù)為超聲波檢測和射線檢測，部分難檢測到的部位還要用到磁粉檢測和滲透檢測技術(shù)。超聲波檢測是焊縫檢驗(yàn)的一種主要探傷方法。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：（1）數(shù)字檢測儀小巧靈活，現(xiàn)場攜帶工作方便，檢測速度快，成本低；（2）超聲波探傷對(duì)于面積性缺陷如未焊透、未熔合、裂紋等的檢測靈敏度高。但對(duì)于體積性缺陷如氣孔的檢測靈敏度不如射線探傷，若缺陷不是相當(dāng)大或密集的，就不能有足夠的缺陷反射波而被漏檢；（3）檢測過程不能自動(dòng)記錄，檢測結(jié)果的判斷在很大程度上取決于檢測人員的水平、工作責(zé)任感及檢測儀器的靈敏度，不如射線檢測底片直接可靠。而采用射線檢測，一般是雙壁雙影橢圓成像，為提高透照的寬容度，往往采用較高的射線能量，導(dǎo)致缺陷檢出率低，特別是危害嚴(yán)重的裂紋常常漏檢。

1 無損檢測技術(shù)在現(xiàn)場的應(yīng)用

1.1 現(xiàn)場檢測存在的問題

對(duì)于鍋爐小徑管對(duì)接焊縫（包括過熱器∮42×5 mm、省煤器∮32×4 mm等直徑小于89 mm的管子焊縫），超聲波檢測中存在著管子直徑小、曲率大、管壁薄，耦合差等特點(diǎn)，并且管壁厚度范圍處在一般探頭的近場區(qū)內(nèi)，對(duì)缺陷的準(zhǔn)確判斷有一定的困難，易發(fā)生誤判或漏檢。

對(duì)于鍋爐小徑管（過熱器管、省煤器管、水冷壁管等）與聯(lián)箱的管座角焊縫，一個(gè)聯(lián)箱上要焊接多排支管，結(jié)構(gòu)緊湊，一般采用手工焊接，統(tǒng)計(jì)表明70%的缺陷結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在支管側(cè)焊縫熔合區(qū)，且大多出現(xiàn)在焊縫根部和中部，檢測中由于管子排列緊密，有些焊縫位置用超聲波或射線探傷較難檢測。

綜上所述，對(duì)“四管”檢驗(yàn)要采用多種檢測手段相結(jié)合，并選取專用的探傷工藝，探傷儀器，以求得最優(yōu)的檢測效果。

1.2 超聲波探傷方法的應(yīng)用

1.2.1 檢測設(shè)備的選擇

采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀。

所用儀器必須滿足JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)中3.2條關(guān)于檢測設(shè)備的要求。要求儀器具有較高的分辨力和較窄的始脈沖寬度?，F(xiàn)在一般采用數(shù)字式超聲波探傷儀。

所用探頭必須滿足JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)中3.2條關(guān)于探頭的要求。探頭楔塊宜加工成與管外壁吻合良好的曲面；晶片尺寸宜用小尺寸，一般不大于6×6 mm；頻率宜采用較高的探測頻率，常用5 MHz；前沿長度要求采用短前沿，一般不大于5 mm；K值宜采用大K值，一般根據(jù)管壁厚度來選擇探頭的折射角，推薦的探頭角度為70°±5°（管壁厚度4～8 mm，探頭折射角選用70°～75°；管壁厚度8～14 mm，探頭折射角選用65～70°）。

試塊采用DL/T820-2002《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》推薦的DL-1小徑管專用試塊，用于儀器探頭的系統(tǒng)性能校準(zhǔn)以及掃差靈敏度的調(diào)整。另外，對(duì)于小徑管超聲波檢測，由于其直徑小，曲率大，管壁薄，檢測精度要求較高，按常規(guī)檢測設(shè)定靈敏度補(bǔ)償會(huì)導(dǎo)致缺陷定量誤差過大。如果靈敏度補(bǔ)償高了，就可能造成誤判，反之有可能造成漏檢。為了準(zhǔn)確定量缺陷，提高檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，還需從被檢管件切去一段管段制作靈敏度補(bǔ)償試塊。

1.2.2 檢測前準(zhǔn)備工作

利用DL-1專用試塊測定儀器探頭系統(tǒng)性能，做出距離-波幅曲線。并對(duì)檢測靈敏度進(jìn)行修正。要求檢測面應(yīng)打磨平整，便于探頭的掃查，其表面粗糙度應(yīng)≤6.3 um。

1.2.3 實(shí)際操作

對(duì)于小徑管對(duì)接焊縫檢測，一般采用直射波法和一次反射波法在小徑管外壁焊縫的雙側(cè)進(jìn)行檢測；對(duì)于管座角焊縫，由于無法在接管內(nèi)壁進(jìn)行檢測，所以在聯(lián)箱外壁采用直射波法和一次反射波法進(jìn)行檢測。

1.3 射線探傷、滲透探傷等其他方法的應(yīng)用

射線探傷主要用于對(duì)檢測中發(fā)現(xiàn)的帶有缺陷的焊接接頭進(jìn)行照相驗(yàn)證。由于檢修現(xiàn)場拍片位置受到限制，排列緊密的排管無法變換角度，所以只能透照一次。對(duì)此，DL/T821-2002《鋼制承壓管道對(duì)接焊接接頭射線檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)中第4.10.3條規(guī)定，對(duì)外徑小于或等于76 mm的管子，其焊縫采用雙壁雙影法透照時(shí)，允許一次透照，并應(yīng)選擇較高的管電壓，曝光量宜≤7.5 mA·min，管子內(nèi)壁輪廓應(yīng)清晰地顯現(xiàn)在底片上。

滲透探傷主要用于超聲波及射線探傷無法檢測的焊縫部位，譬如：三面緊挨墻壁或障礙物，或僅能通過手掌，無法帶動(dòng)探頭移動(dòng)的焊縫部位。在現(xiàn)場檢測管座角焊縫時(shí)，由于聯(lián)箱上有許多緊挨著的間距很窄的排管，有些焊縫部位就需要采用滲透探傷來檢測。

1.4 現(xiàn)場檢測實(shí)例

某自備熱電廠鍋爐大修期間，更換4段鼓包變形的屏式過熱器管（規(guī)格∮42×5 mm，材質(zhì)12Cr1MoV），更換16段磨損嚴(yán)重的低溫省煤器管（規(guī)格∮32×4 mm，材質(zhì)20 g），1個(gè)過熱器聯(lián)箱上角焊縫輕微泄露補(bǔ)焊，1個(gè)低省聯(lián)箱邊緣位置角焊縫補(bǔ)焊位置泄露挖掉重新焊。檢修完畢，共計(jì)43道新焊縫，要求100%無損探傷。其中41道對(duì)接焊縫全部超聲波探傷，角焊縫2個(gè)，過熱器聯(lián)箱上的1個(gè)超聲波探傷，低省聯(lián)箱上的1個(gè)做著色滲透探傷。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低溫省煤器聯(lián)箱上的角焊縫局部表面有1處裂紋（長度1～2 mm），經(jīng)打磨后再檢驗(yàn)，沒有發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。其他對(duì)接焊縫和角焊縫檢驗(yàn)沒有發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。

2 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種專用探傷儀器技術(shù)性能越來越先進(jìn)，數(shù)字式超聲波探傷儀應(yīng)用越來越普遍，射線探傷機(jī)小型化，各種無損檢測技術(shù)越來越普遍的應(yīng)用于電廠鍋爐“四管”檢驗(yàn)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，而且缺陷的定位和定量的準(zhǔn)確性和可靠性也有很大提高，提前著手消除事故隱患，為鍋爐安全穩(wěn)定的長期運(yùn)行發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

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