953.淺析電力工程焊接質(zhì)量及其無損檢測技術(shù)

董鵬

摘 要：本文以無損檢測技術(shù)為視角，深入分析電力工程焊接管理中存在的問題，并依托某工程實例介紹無損檢測應(yīng)用現(xiàn)狀，提出一系列做好焊接管理和無損檢測工作的建議。

關(guān)鍵詞：電力工程；射線檢測技術(shù)；超聲檢測技術(shù)；焊接質(zhì)量

隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和新興材料的使用，我國電力事業(yè)得到迅猛發(fā)展，電廠管理者對焊接質(zhì)量提出更高的要求。尤其在電力工程焊接過程中，現(xiàn)場焊接作業(yè)易受材料種類、焊工技能等因素的影響，此時，做好焊接質(zhì)量管理工作對保障設(shè)備焊接質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。無損檢測是一門綜合性技術(shù)，在電子、機械生產(chǎn)等方面得到廣泛使用，也成為保障電力工業(yè)用電安全的重要手段。電廠工程中無損檢測工作具有流動性強、作業(yè)難度高等特點，要保障無損檢測和焊接質(zhì)量，關(guān)鍵在于合理監(jiān)控?zé)o損檢測活動。

一、電力工程焊接質(zhì)量管理現(xiàn)狀分析

目前，多數(shù)電力工程焊接管理中依然存在忽視焊接技術(shù)、單憑經(jīng)驗工作的情況。具體表現(xiàn)為：

（1）多數(shù)電力公司忽視焊接工作的管理，對焊工操作項目管控不嚴，甚至出現(xiàn)無證操作的情況。部分單位焊前培訓(xùn)制度早已名存實亡，遇到作業(yè)高峰期，因人手不足，往往執(zhí)行以練代訓(xùn)的模式，焊接產(chǎn)品質(zhì)量堪憂。尤其在新型耐熱鋼被廣泛使用以后，電建單位缺少這類人才的儲備。

（2）部分電力工程進行焊接工藝評定過程中，工藝評定一般被焊前考試取代，只有重視焊接工人的工藝評定工作，才能全面提升電力工程焊接質(zhì)量。

二、無損檢測的定義及方法

無損檢測是指基于不影響或危害被檢測對象具體功能條件下，通過射線、紅外線等技術(shù)對設(shè)備、零件、材料等實施物理、化學(xué)、缺陷的檢測技術(shù)。其中，超聲、聲發(fā)射檢測和射線照相檢測技術(shù)是電力工程中常用的檢測方法，下文主要對這三種技術(shù)進行深入探討。

2.1射線檢測技術(shù)

射線檢測是根據(jù)電磁波的特性對電力設(shè)備金屬零部件進行檢測，雖然該檢測方法缺乏對裂紋等面積型缺陷的感知，但敏感度較高，能實現(xiàn)對被檢對象內(nèi)部缺陷的檢測。射線檢測技術(shù)包含了中子射線、X射線等多種技術(shù)，在電力設(shè)備檢測中，X射線應(yīng)用的較為頻繁和廣泛，特別是基于數(shù)字成像的X射線技術(shù)更具備了深遠的應(yīng)用前景。直接數(shù)字化射線成像（DR）彌補了以上缺陷，成像質(zhì)量高，傳輸速度快，儲存方便，實時成像顯示能實現(xiàn)在線檢測。

2.2超聲檢測技術(shù)

超聲檢測技術(shù)是利用聲波震動原理，通過頻段檢測零部件內(nèi)外可能存在的缺陷。超聲波較高的頻率，使其直線性高速傳播，并極易在界面中發(fā)生反射，從而更好地進行缺陷檢測。而對超聲波在介質(zhì)中傳播時間及速度的分析，可有效地判斷出缺陷的具體位置，對反射能量大小的確定，可準確判定出缺陷的基本情況。因此，超聲檢測與其他的無損檢測技術(shù)相比較，靈敏度更高，能精細化檢測尺寸較小的缺陷，且使用設(shè)備并不復(fù)雜，檢測成本不高，速度快，限制條件少，在電力設(shè)備檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。如汽輪機轉(zhuǎn)子葉根、輪槽和鍵槽等，難以用普通單一的探頭進行檢測，而超聲相控陣技術(shù)的應(yīng)用正好解決這一難題。

2.3聲發(fā)射檢測技術(shù)

聲發(fā)射檢測技術(shù)是最近幾年興起的一種利用接收聲發(fā)射信號進行檢測的技術(shù)，其與其他無損檢測技術(shù)最大的區(qū)別就是動態(tài)性，這就奠定了該技術(shù)諸多的優(yōu)點：能檢測出活動性缺陷；提供整體性、大范圍快速檢測；可根據(jù)載荷、時間、溫度等變化信息開展在線監(jiān)控和檢測；適用于其他方法無法開展環(huán)境下的檢測和受限復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的檢測。聲發(fā)射技術(shù)目前在諸多電力設(shè)備無損檢測中得到了廣泛的應(yīng)用，其中一個重要方向就是對變壓器、GIS、絕緣子等設(shè)備局部放電進行檢測。

三、無損檢測技術(shù)在電力焊接質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

3.1 實際案例分析

某電廠一期工程的設(shè)計容量為6*600MW，1～4號鍋爐使用雙火焰、一次再熱、超臨界、露天直流鍋爐。鍋爐最大連續(xù)出力為1950t/h，其中，過熱器出口壓力和溫度分別為2534MPa、542°C，再熱器出口溫度、壓力依次為569°C、425MPa，鍋爐效率高達9384%。

根據(jù)工程管理模式，管道焊接與檢查工作由不同的承包商完成。鍋爐本體監(jiān)測的大徑管、小徑管分別為672個、34212個，鍋爐本體合金鋼焊口為31104個，小徑管高合金焊口、異種鋼焊口分別為1948個、8222個。鍋爐本體小徑管使用全氬弧焊接法，1～4號機組主蒸汽、再熱熱段、冷段等動力管道共有376個焊口。

3.2無損檢測的實施注意事項

（1） 超聲波方法既可以檢測焊縫表面裂紋也可以檢測內(nèi)部裂紋。對表面裂紋的檢測靈敏度比滲透檢測要低，對內(nèi)部裂紋的檢測靈敏度比射線檢測高。超聲波檢測時，通過缺陷處的反射聲波顯示有無裂紋。裂紋的深度可用超聲衍射時差法進行測量，通過測量缺陷上下端點衍射波的時間差計算缺陷的高度。焊縫表面余高的形狀、高度和寬度、焊接接頭的錯口、對接焊縫板材厚度以及焊接接頭外接結(jié)構(gòu)等都會影響超聲波檢測的有效應(yīng)用。同時超聲波檢測的適應(yīng)性強、對人體無害、適合于戶內(nèi)外環(huán)境作業(yè)。但因為超聲波在材料中傳播時受金屬組織體積的影響很大，不適用于檢測焊縫存在各向異性、組織粗大的奧氏體不銹鋼焊接件。

（2）國內(nèi)鍋爐本體小徑管一般只進行1次射線檢查，本案例中鍋爐本體小徑管實施2次射線檢查，以提升缺陷檢出率。結(jié)合管排布置情況，進行2次90°C射線檢查，主要包含一級過熱器、再熱器等。由于超聲波檢測無法準確檢出返修焊口的缺陷，此刻需要借助射線檢測進行驗證，從而得到合格的商品。各項工程結(jié)束后，再對各設(shè)備內(nèi)部清洗程度進行檢查。

（3）為保證焊接后各管道接口的穩(wěn)定性，在焊口熱處理前后均進行一次檢查。實際進行焊接操作時，因某些部件需將母材固定起來，待其外表潤滑無棱后，方可進行全面的滲透檢查，以保障焊縫的完整性。必須注意，有裂痕的部件批改或返修時，需通過滲透檢查明確

四、經(jīng)驗總結(jié)

現(xiàn)代電力工程中，焊接管理和無損檢測相互促進，相互協(xié)調(diào)，在保障電力工程質(zhì)量中均占據(jù)重要地位。加強對焊接工作管理和無損檢測的重視，制定合理的執(zhí)行標準，方可保障電力工程焊接質(zhì)量和無損檢測規(guī)范化。同時，各企業(yè)和管理部門要做好焊工培訓(xùn)工作，提升他們的技能水平和工作效率。在培訓(xùn)過程中，以實踐操作技術(shù)為主、理論為輔，在理論的指導(dǎo)下，展開相應(yīng)的培訓(xùn)工作。培訓(xùn)老師要求每位新來的焊工焊接一塊試板，便于了解其的水平，從而有的放矢、有所側(cè)重的開展培訓(xùn)和指導(dǎo)工作。如此一來，焊工能在以后的培訓(xùn)過程中服從教師的安排，虛心向他們學(xué)習(xí)。在老師講解完操作技能后，要求焊工老師不斷巡回檢查，不斷提醒、糾正焊工的錯誤從而提升焊工的技能水平。

綜上所述，在電力事業(yè)快速發(fā)展的背景下，電力工程對焊接質(zhì)量和無損檢測提出更高的要求。本次研究從無損檢測技術(shù)入手，以某工程實例為依據(jù)，全面分析電力工程焊接質(zhì)量與無損檢測的應(yīng)用，提出改善工程焊接質(zhì)量的對策。

參考文獻：

[1]孫言蓓.電力設(shè)備無損檢測技術(shù)研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，25（18）.

[2]崔百濤.淺析電力電纜X射線無損檢測技術(shù)[J].江西建材，2016，23（15）.

[3]師俊杰，邵季飛，石家銘等.電磁無損檢測技術(shù)在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2015，13（20）.

[4]姚勇琦.探究電力工程焊接質(zhì)量與無損檢測的管理與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，13（1）：206.

[5]蔣弘波.電廠建設(shè)焊接管理及無損檢測探析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016，6（8）.