淺析火力發(fā)電廠鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀和展望

姚宇峰

（陜西清水川能源股份有限公司，陜西榆林 719400）

淺析火力發(fā)電廠鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀和展望

姚宇峰

（陜西清水川能源股份有限公司，陜西榆林 719400）

我國(guó)目前的電力絕大部分還是來(lái)自于火力發(fā)電廠，鍋爐是火電廠的三大主機(jī)之一，由于其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所處環(huán)境和工況十分惡劣，因而運(yùn)行過(guò)程中具有潛在的泄漏甚至爆炸的危險(xiǎn)性。對(duì)于火力發(fā)電廠鍋爐管道無(wú)損檢修，不僅對(duì)于保證火力發(fā)電廠鍋爐管道質(zhì)量有著積極的作用，還對(duì)于保障火力發(fā)電廠鍋爐管道工作運(yùn)行的穩(wěn)定性也有很大積極性。本文對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及新技術(shù)進(jìn)行了分析。

火力發(fā)電廠 鍋爐 無(wú)損檢測(cè) 現(xiàn)狀展望

火力發(fā)電廠在基礎(chǔ)設(shè)施安建安裝的過(guò)程中，幾乎都需要用射線或者超聲檢測(cè)來(lái)進(jìn)行所有管道接頭的焊接。伴隨著老機(jī)組逐漸增長(zhǎng)的服役時(shí)間，以及新裝機(jī)組不斷增高的參數(shù)等原因，使熱力設(shè)備的完全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與維護(hù)面臨越來(lái)越多的新題目。據(jù)近期統(tǒng)計(jì)，熱力設(shè)備事故中鍋爐占60%，其中管道破損事故占鍋爐事故的65%。對(duì)確?；鹆Πl(fā)電設(shè)備尤其是鍋爐的運(yùn)行安全性與可靠性具有十分重要的意義。

1 火力發(fā)電廠鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅在機(jī)械、冶金、電子、化工、鐵道、船舶、核能、航空、航天等各種產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在電力產(chǎn)業(yè)中也得到較快發(fā)展，已成為保障安全發(fā)、供電不可缺少的重要手段。

1.1 超聲檢測(cè)技術(shù)

利用金屬中有氣孔、裂紋、分層等缺陷（缺陷中有氣體）或夾雜，超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處時(shí)，就會(huì)全部或部分反射，反射回來(lái)的超聲波被探頭接收，通過(guò)儀器內(nèi)部的電路處理，在儀器的熒光屏上就會(huì)顯示出不同高度和有一定間距的波形?？梢愿鶕?jù)波形的變化特征判斷缺陷在工件重的深度、位置和形狀，鍋爐集箱，汽包下降管等管道的檢測(cè)。對(duì)于存在于與管材軸線平行的缺陷，利用超聲檢測(cè)沿管材外圓作周向掃查的橫波檢測(cè)為主，在無(wú)縫鋼管中也可能存在與管材軸線垂直的缺陷，因此必要時(shí)還應(yīng)沿軸線方向進(jìn)行斜入射檢測(cè)。

1.2 射線檢測(cè)技術(shù)

射線穿過(guò)被照射物體后會(huì)有損耗，不同厚度不同物質(zhì)對(duì)它們的吸收率不同，把底片放在被照射物體的另一側(cè)，會(huì)因?yàn)樯渚€強(qiáng)度不同而產(chǎn)生相應(yīng)的圖形，評(píng)片人員就可以根據(jù)影像來(lái)判斷物體內(nèi)部的是否有缺陷以及缺陷的性質(zhì)。鍋爐主要由受熱面管道組成，而受熱面管道由許多不同的管排焊接而成。對(duì)于1000MW的機(jī)組來(lái)說(shuō)，鍋爐管道焊口近7萬(wàn)個(gè)，根據(jù)電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，小徑管100%進(jìn)行射線檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷及時(shí)處理，防止運(yùn)行期間出現(xiàn)各種因鍋爐受熱面管道引起的非計(jì)劃停機(jī)。

1.3 內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)

電子工業(yè)內(nèi)窺鏡主要是針對(duì)工業(yè)的檢測(cè)、維修推出的無(wú)損檢測(cè)工具，通過(guò)視頻攝像頭電子顯示的方式檢測(cè)肉眼無(wú)法直接觀測(cè)的地方，可對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部缺陷進(jìn)行視覺(jué)定性檢查和定量測(cè)量等檢測(cè)工作。捕捉到清晰明亮的圖像，超強(qiáng)的性能與絕對(duì)的便攜性達(dá)到完美的統(tǒng)一，并融合了最新的計(jì)算機(jī)數(shù)字存儲(chǔ)處理技術(shù)，成為檢測(cè)領(lǐng)域解決質(zhì)量及安全問(wèn)題不可缺少的重要工具。內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)在電力生產(chǎn)建設(shè)中幫助檢查人員快速、有效的找到問(wèn)題核心，對(duì)檢查部件內(nèi)的腐蝕、銹斑、裂紋、鐵屑異物的問(wèn)題有重要作用。儀器本身小巧、便攜性移動(dòng)性強(qiáng)，可以很好地提高工作效率減少工作強(qiáng)度，很方便在空間狹小、高度較高的惡劣環(huán)境中攀爬。

2 火力發(fā)電廠鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)

2.1 超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)

超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)利用低頻扭曲波或縱波可對(duì)管路、管道進(jìn)行長(zhǎng)距離檢測(cè)?？捎行z測(cè)出深度1.5mm、寬度0.2mm的內(nèi)、外表面直槽且檢測(cè)速度大大高于傳統(tǒng)的逐點(diǎn)檢測(cè)方法。檢測(cè)鍋爐受熱面管道，可以從集箱處直接檢測(cè)，減少更多工藝獲取更多的數(shù)據(jù)，更快捷的獲取缺陷的類型、大小和位置，對(duì)于處理缺陷問(wèn)題更加方便。

2.2 聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

在今天無(wú)損檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，在蒸氣管道爆管前采取及時(shí)的措施，消除爆管引起的潛伏威脅，已經(jīng)成為事實(shí)。在蒸汽管損壞前的一段時(shí)間里，會(huì)出現(xiàn)一些我們很難才能聽(tīng)得到的非常微小的泄漏聲。在時(shí)間的延續(xù)過(guò)程中，這種泄露聲音會(huì)出現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象，如果我們能聽(tīng)到泄漏的聲音，說(shuō)明泄漏的速度已經(jīng)非常快，而在這種非常緊急的情況下，對(duì)于采取任何補(bǔ)救措施都顯然來(lái)不及了。但是如果我們采用超聲波的接收裝置，我們就可以在爆管前的8～10h接收微小泄漏聲波中的超聲波分量。在24次鍋爐管道泄漏事故中，有50%的案例，聲學(xué)檢漏系統(tǒng)對(duì)此作出了早期警報(bào)；根據(jù)分析，探測(cè)率低的主要原因是，在事故發(fā)生時(shí)，有些聲檢漏探測(cè)系統(tǒng)還沒(méi)有全部投進(jìn)運(yùn)行。

2.3 射線透照的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

在射線的無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中，不同的材料對(duì)不同的射線有不同的反應(yīng)，我們可以分析和對(duì)比其所產(chǎn)生的結(jié)果，進(jìn)而來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)物質(zhì)射線透照系統(tǒng)主要是由圖像的處置、缺陷的識(shí)別以及評(píng)片三個(gè)系統(tǒng)組成的，雖然目前我們對(duì)圖像的數(shù)字化處置技術(shù)已經(jīng)有所提高，但是對(duì)于底片的處置技術(shù)還只是停留在爬坡的階段，所以針對(duì)圖像處置這一問(wèn)題我們還需要加大研究力度。另外，由于圖像處置技術(shù)的提高，無(wú)損檢測(cè)的活絡(luò)度相對(duì)于之前已經(jīng)有了很大的提高，而且我們對(duì)于缺陷的識(shí)別技術(shù)的研究也有了很大的進(jìn)步，射線透照技術(shù)在我們對(duì)鍋爐管道進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。

2.4 TOFD檢測(cè)技術(shù)

超聲衍射時(shí)差檢測(cè)技術(shù)，是一種依靠超聲波與缺陷部相互作用發(fā)出的衍射信號(hào)來(lái)檢出缺陷并對(duì)其進(jìn)行精確定量的檢測(cè)技術(shù)。超聲TOFD（衍射時(shí)差）法檢測(cè)在用電站鍋爐低合金鋼爐壁管中的腐蝕疲勞裂紋、主蒸汽管和再熱蒸汽管等高溫管道中的蠕變損傷裂紋以及節(jié)流閥熱疲勞裂紋的效果最佳。該法能快速、有效地對(duì)材料、焊縫和熱影響區(qū)的表面開(kāi)口裂紋和內(nèi)部裂紋進(jìn)行測(cè)深定高，從而對(duì)鍋爐受壓元件及本體進(jìn)行剩余壽命診斷和安全評(píng)價(jià)。

3 火力發(fā)電廠鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的展望

無(wú)損檢測(cè)鍋爐管道的常規(guī)方法及超聲波法、射線透照法，無(wú)疑在目前及將來(lái)都是主要的檢測(cè)手段。然而，從安全性、經(jīng)濟(jì)性觀點(diǎn)看，還應(yīng)向具有下述特征的先進(jìn)無(wú)損檢測(cè)手段的方向發(fā)展：盡可能減少人為因素，朝著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展；能夠正確迅速地檢測(cè)鍋爐管壁厚度，管內(nèi)結(jié)垢厚度，氧化皮厚度以及腐蝕磨損、疲憊和高溫引起的材質(zhì)損傷情況；盡可能減少輔助性工作，不妨礙正常的檢驗(yàn)工作；實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的在線檢測(cè)和評(píng)價(jià)等。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著火力發(fā)電廠機(jī)組延長(zhǎng)壽命工作的開(kāi)展，鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)（包括在線監(jiān)測(cè)）在確保熱力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面將起著越來(lái)越重要的作用。面對(duì)廣大電力系統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)工作者，除了開(kāi)展常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)工作之外，還應(yīng)積極研究、開(kāi)發(fā)和推廣無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)，朝著擴(kuò)大檢測(cè)范圍的方面努力。

［1］李家偉主編.無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［2］生利英主編.超聲波檢測(cè)技術(shù)［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

［3］鄭輝，林樹(shù)青主編.超聲檢測(cè)［M］.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.