電站鍋爐無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)的探討

李紅祥

（曲靖市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測(cè)中心 云南曲靖 655000）

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

無(wú)損檢測(cè)（Non-destructive Testing，NDT）是在保持被檢測(cè)物質(zhì)原貌的基礎(chǔ)上，獲取被檢測(cè)物相關(guān)特征和內(nèi)容的技術(shù)。鍋爐在電站的運(yùn)行中起著非常重要的作用，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和材料的質(zhì)量直接影響設(shè)備的運(yùn)行。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)電站鍋爐進(jìn)行缺陷檢測(cè)的效果比較理想，可及時(shí)對(duì)缺陷部位進(jìn)行檢查和修改，保證鍋爐安全穩(wěn)定地運(yùn)行[1]。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方法

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，鍋爐設(shè)備由板材、管材等材料構(gòu)成，這些材料都可以通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行控制，鍋爐檢測(cè)過(guò)程中用到的檢測(cè)方法如下。

2.1 超聲檢測(cè)

材料的超聲檢測(cè)是通過(guò)傳播來(lái)發(fā)現(xiàn)材料的性能和結(jié)構(gòu)的變化的，在接頭缺陷的檢測(cè)中起著重要的作用。鍋爐焊縫不熔接是鍋爐常見(jiàn)的問(wèn)題，可嚴(yán)重危及鍋爐的安全運(yùn)行。超聲波檢測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，并找到相應(yīng)的解決方案，同時(shí)，導(dǎo)波超聲波可以貫穿整個(gè)被檢測(cè)板狀。此技術(shù)有2 大特點(diǎn)：一是傳播距離比較長(zhǎng)；二是衰減緩慢?？蒲腥藛T可以利用此種檢測(cè)方式對(duì)鍋爐檢測(cè)進(jìn)行研究。探頭可以掃描整個(gè)表面，缺陷的位置和范圍可以通過(guò)圖像顯示。利用超聲波技術(shù)可以對(duì)鍋爐管道進(jìn)行檢測(cè)，且檢測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確。但是，這種檢測(cè)方法的靈敏度還有待提高。如果對(duì)電站鍋爐進(jìn)行檢測(cè)，可以先用導(dǎo)波超聲檢測(cè)缺陷和漏洞，然后用傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)[2]。

2.2 磁粉檢測(cè)

鐵磁材料主要用在測(cè)試的過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)不連續(xù)或缺陷，磁粉將直接繞過(guò)缺陷，通過(guò)漏磁場(chǎng)的形成演變成不同形式的磁痕，直接反映出不連續(xù)和缺陷處的位置、狀態(tài)、大小、嚴(yán)重程度等。此法也適用于磁性材料對(duì)接焊縫等。

2.3 射線檢測(cè)

射線檢測(cè)主要用于檢測(cè)物體吸收程度的缺陷。該法靈敏度較高，缺陷輪廓等可以直接反映在底片上，定位精度較高。對(duì)于局部厚度較差的缺陷，射線檢測(cè)更為準(zhǔn)確。其適用范圍為金屬材料對(duì)接焊接接頭，該檢測(cè)不適用于鋼管[3]。

2.4 滲透檢測(cè)

滲透劑檢測(cè)的原理是將滲透劑涂于被測(cè)工件表面，使其滲透到工件缺陷處，用工具將滲透劑從表面去除。人們可以看到缺陷狀態(tài)和分布范圍，滲透檢測(cè)可檢測(cè)非松孔材料或零件等表面缺陷。這種檢測(cè)不受工件結(jié)構(gòu)的限制，可以直接檢測(cè)焊接或鑄件等，但滲透檢測(cè)只能用于表面檢測(cè)，不適合外因造成的堵塞檢測(cè)。

3 電站鍋爐管道的無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)

電站管道用的是無(wú)縫管。無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)過(guò)程主要是通過(guò)熱處理和化學(xué)方法等復(fù)雜的工序來(lái)完成的。在無(wú)縫管的檢測(cè)和維護(hù)過(guò)程中，采用了渦流和超聲波檢測(cè)技術(shù)。渦流檢測(cè)中，需要詳細(xì)分析儀器和設(shè)備的數(shù)據(jù)，以獲得準(zhǔn)確的缺陷位置和程度，從而達(dá)到識(shí)別和檢測(cè)的目的；超聲波檢測(cè)方法主要是將超聲波發(fā)送到被測(cè)設(shè)備，然后從被測(cè)設(shè)備接收超聲波反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析和處理后，就可以得到缺陷的位置和程度。在此過(guò)程中，超聲波檢測(cè)將采用液體滲透法和接觸法[4]。二者在鍋爐檢測(cè)中都起著重要的作用。下面主要介紹無(wú)損檢測(cè)的一些新技術(shù)。

3.1 相控陣檢測(cè)技術(shù)

我國(guó)的檢測(cè)技術(shù)復(fù)雜多樣，相控陣檢測(cè)技術(shù)是其中的一種。該技術(shù)由一組芯片組成，每個(gè)芯片由運(yùn)行時(shí)計(jì)時(shí)。相控陣檢測(cè)允許超聲波在一個(gè)位置檢測(cè)不同的形狀，可以代替普通探頭在不同角度檢測(cè)。早期相控陣技術(shù)較為復(fù)雜，成本消耗較大，制約了其他檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。在生產(chǎn)過(guò)程中，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲波相控陣技術(shù)逐漸成熟，廣泛應(yīng)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。但是，這種技術(shù)多應(yīng)用于火車車輪、汽車車輪葉片的檢測(cè)，對(duì)鍋爐的檢測(cè)較少。

利用相控陣技術(shù)對(duì)鍋爐檢測(cè)，再通過(guò)熱氣引入超聲波撿查，可以正確判斷內(nèi)部的裂痕情況[5]。遇到特殊情況時(shí)，相控陣技術(shù)可以根據(jù)角度和焦距等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，滿足不同探頭需要。

3.2 低頻檢測(cè)技術(shù)

低頻檢測(cè)技術(shù)主要是對(duì)儀器探頭進(jìn)行調(diào)整，一般需要檢測(cè)時(shí)輸入一個(gè)低頻信號(hào)。如果鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)意外情況，如材料不合格、設(shè)備漏洞等，低頻探測(cè)探頭便可以接收到信號(hào)，及時(shí)進(jìn)行修改。在部分發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)中，低頻檢測(cè)技術(shù)的選擇已經(jīng)比較普遍。低頻檢測(cè)技術(shù)還可以對(duì)管道內(nèi)外表面進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提醒相關(guān)人員進(jìn)行處理，以保證鍋爐的正常運(yùn)行。低頻檢測(cè)技術(shù)選用“干式非接觸”的方法，如果管道表面有油漆，檢測(cè)就是無(wú)效的。與早期的檢測(cè)技術(shù)相比，低頻檢測(cè)技術(shù)不僅提高了檢測(cè)精度，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以修正。鑒于此，電站鍋爐可以根據(jù)電磁檢測(cè)結(jié)果定期對(duì)有缺陷的地方進(jìn)行復(fù)核，從而提高電站鍋爐的質(zhì)量，提高鍋爐檢測(cè)的效率。

3.3 內(nèi)置旋轉(zhuǎn)式超聲波定量檢測(cè)技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)選擇內(nèi)置式水侵超聲檢測(cè)技術(shù)，即先將水填充到被檢測(cè)工件的管子內(nèi)部，再把探頭分布放在管子里，然后從探頭激發(fā)的超聲波利用水傳輸?shù)椒瓷溏R，在反射鏡中反射之后進(jìn)入管子的內(nèi)壁，回波原路返回，最后被晶片接收。除此之外，還有一部分超聲波會(huì)傳輸?shù)奖粰z測(cè)工件的內(nèi)管中，且在外管出現(xiàn)超聲波反射會(huì)沿路返回又被晶片所接收，經(jīng)過(guò)這樣的流程，就獲得了2 個(gè)反射信號(hào)。內(nèi)置旋轉(zhuǎn)超聲波測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用可以及時(shí)處理電站鍋爐遇到的障礙，不僅可繞開(kāi)以往超聲波技術(shù)的檢測(cè)盲區(qū)，也可提高檢測(cè)的效率。此外，自動(dòng)超聲檢測(cè)技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的人工超聲和X射線檢測(cè)相比，自動(dòng)超聲檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。例如，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)速度遠(yuǎn)高于手動(dòng)超聲波檢測(cè)技術(shù)，對(duì)問(wèn)題的分析較為準(zhǔn)確，不僅可以減少環(huán)境污染，還可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)這種方式，可以對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)和掃描，最后從各個(gè)角度進(jìn)行數(shù)字化合成，得到精準(zhǔn)的掃描數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，保證電站鍋爐的正常運(yùn)行具有重要意義。在電站鍋爐檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同程度、不同標(biāo)準(zhǔn)的要求，合理使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。在保證鍋爐常規(guī)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地豐富和完善無(wú)損檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法，促進(jìn)我國(guó)電站鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。