鍋爐檢測(cè)新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

蔡艷龍

【摘 要】鍋爐始終是電廠發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)也是電站的重要主機(jī)之一。一般來說，電站鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)與運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，很容易出現(xiàn)運(yùn)行隱患。為進(jìn)一步確保電站鍋爐運(yùn)行安全，相關(guān)人員在實(shí)際制造與生產(chǎn)過程中，必須嚴(yán)格明確電站鍋爐各種構(gòu)件的運(yùn)行要點(diǎn)與質(zhì)量控制點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，實(shí)行無損檢測(cè)技術(shù)以確保電站鍋爐運(yùn)行安全。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來看，通過應(yīng)用無損檢測(cè)方法試驗(yàn)電站鍋爐運(yùn)行性能，能夠最大限度地強(qiáng)化電站鍋爐的運(yùn)行安全性，提升電站的生產(chǎn)效能。

【關(guān)鍵詞】鍋爐檢測(cè)；新技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號(hào)：X701；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，作為關(guān)鍵的承壓容器，危險(xiǎn)度非常高，但是它的功能強(qiáng)大，能夠確保生產(chǎn)順利完成。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代化建設(shè)過程中，鍋爐的應(yīng)用越來越廣泛，其數(shù)量增加速度非?？?，所以，在使用鍋爐過程中，人們高度關(guān)注它的安全性，因此，現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需提高檢驗(yàn)檢測(cè)鍋爐的技術(shù)水平，并能夠促進(jìn)國(guó)家綜合國(guó)力的提升和社會(huì)的進(jìn)步。

1鍋爐制造過程中實(shí)行無損檢測(cè)的必要性分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，以電站鍋爐無損檢測(cè)技術(shù)為主的科技手段得到了較大的突破與完善，目前已經(jīng)形成一套比較先進(jìn)、科學(xué)的無損檢測(cè)技術(shù)體系和相應(yīng)的質(zhì)量保障體系。相關(guān)人員可以利用科學(xué)的檢測(cè)方法與質(zhì)量保障體系，進(jìn)一步夯實(shí)鍋爐的應(yīng)用性能，以確保鍋爐運(yùn)行的安全程度。結(jié)合實(shí)踐應(yīng)用效果來看，目前所應(yīng)用的電站鍋爐無損檢測(cè)主要以聲波探測(cè)、電磁測(cè)量以及輻射試驗(yàn)等技術(shù)為主，對(duì)電站鍋爐的運(yùn)行性能與運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行合理測(cè)試。在此基礎(chǔ)上，輔以計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如建模分析等。進(jìn)一步明確鍋爐內(nèi)部構(gòu)件的損壞程度以及缺陷問題等，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，必須及時(shí)采取必要的解決對(duì)策，確保電站鍋爐的應(yīng)用效率與使用壽命不受損。因此可以說，電站鍋爐無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果與鍋爐運(yùn)行的安全性能有著緊密聯(lián)系，檢測(cè)手段的應(yīng)用效果會(huì)對(duì)電站鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效果產(chǎn)生直接影響。針對(duì)于此，相關(guān)人員必須加以重視，確保無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果。

2鍋爐檢測(cè)新技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1低頻率電磁波檢測(cè)技術(shù)

低頻電磁檢測(cè)的媒介是電磁波，也即在待檢測(cè)的管壁處輸入一個(gè)低頻電磁信號(hào)。當(dāng)遭遇缺陷時(shí)，信號(hào)的波段和頻率都會(huì)改變，從而探知缺陷，并通過解析信號(hào)特性來定量分析缺陷。低頻電磁波可以滲透到常規(guī)技術(shù)無法覆蓋的地方，它能從鍋爐“四管”的外表面探測(cè)管子內(nèi)表面、外表面和管子內(nèi)表面缺陷，并確定缺陷的具體形式。在鍋爐管內(nèi)壁的檢測(cè)方面，電磁檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)顯而易見。而且，該技術(shù)屬于非接觸法，管子表面的污垢、油漆層不會(huì)降低測(cè)量精度。低頻電磁技術(shù)可以迅速發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷，且定位定量較準(zhǔn)確，可以很方便的檢測(cè)鍋爐“四管”。雖然電磁檢測(cè)技術(shù)與超聲波測(cè)厚相比，定量精度稍差，但鑒于其較快的檢測(cè)速度，還是能實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐管的完整檢測(cè)。實(shí)際工作中，先利用電磁波發(fā)現(xiàn)缺陷，再結(jié)合超聲波測(cè)厚定量復(fù)查，可以大幅提高檢測(cè)速度和精度。

2.2相控陣檢測(cè)技術(shù)

相控陣檢測(cè)也是超聲波檢測(cè)的一種，它的探頭由一系列晶片構(gòu)成，每個(gè)晶片都可以獨(dú)立調(diào)節(jié)激發(fā)時(shí)間，控制聲束軸線和定位焦點(diǎn)。相控陣波束可以對(duì)某一位置的復(fù)雜幾何形狀進(jìn)行檢測(cè)，或用一個(gè)相控陣攝像頭代替多個(gè)普通探頭。在過去，相控陣系統(tǒng)的成本較高，在工業(yè)無損檢測(cè)方面應(yīng)用不多。近年來，由于相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)逐步推廣，在多集渦輪風(fēng)機(jī)渦輪圓盤檢測(cè)、機(jī)車軸彎曲度檢測(cè)和核電站反應(yīng)堆檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。當(dāng)然，在鍋爐檢測(cè)中，相控陣技術(shù)尚未普及，但對(duì)于一些關(guān)鍵部位卻很有幫助，比如四大管和集箱連接的孔橋探測(cè)。相比超聲波技術(shù)，相控陣可通過軟件實(shí)時(shí)改變換能器陣列產(chǎn)生的波束角、焦距和對(duì)中點(diǎn)等參數(shù)，從而可以在不移動(dòng)探頭的情況下全面掃描焊縫。這可以大大提高鍋爐集箱孔橋部位的檢測(cè)精度，實(shí)踐證明相控陣技術(shù)具有很好的效果。

2.3無線網(wǎng)鍋爐檢測(cè)與控制

無線網(wǎng)通過無線多址信道方式，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通信。也就是說無線網(wǎng)絡(luò)是無線通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合體，該技術(shù)在鍋爐檢測(cè)與控制中的應(yīng)用可以大幅提高鍋爐檢測(cè)與控制效率，在降低成本的同時(shí)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)暢通性、靈活性。無線網(wǎng)絡(luò)不依賴傳統(tǒng)光纜或電纜。因?yàn)檫@些設(shè)施的安裝會(huì)消耗大量人力與物力，增加物質(zhì)成本。此外電纜、光纜的安裝還需要增加節(jié)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)空間中面臨受限、受控制問題，十分不便。

國(guó)內(nèi)當(dāng)前鍋爐檢測(cè)儀表利用的變送器就是兩線制，這種形式的儀表很容易受到外界帶來的干擾影響，此外該類型的儀表還無法實(shí)現(xiàn)一次表至二次表數(shù)據(jù)的控制與傳輸。只能先將變送器轉(zhuǎn)化成無源形式，才能夠防止外界因素對(duì)于本身的干擾，是提高儀器穩(wěn)定性的唯一方式。而無線網(wǎng)卻不需要承擔(dān)這些問題和風(fēng)險(xiǎn)，無線網(wǎng)本身的技術(shù)與能力決定了無線網(wǎng)有著很強(qiáng)的抗干擾能力，且可以直接做到一次表至二次表的有效控制與傳輸。我們必須要積極利用無線網(wǎng)技術(shù)，這樣不僅可以有效掌握過路的運(yùn)行情況與實(shí)際數(shù)據(jù)，同時(shí)還能夠利用手機(jī)登方式實(shí)時(shí)查詢鍋爐運(yùn)行狀態(tài)和信息。相較于有線技術(shù)來說，無線技術(shù)成本更低。且遠(yuǎn)程可控能力和鍋爐檢測(cè)精確度都要超出有線網(wǎng)絡(luò)。我們必須不斷創(chuàng)新無線技術(shù)，擴(kuò)大其在鍋爐檢測(cè)與控制的運(yùn)用，在提高檢測(cè)能力的同時(shí)，降低檢測(cè)壓力。

2.4超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)

鍋爐管道由于長(zhǎng)度大，分布較為復(fù)雜，較難在定期檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)百分之百檢測(cè)，尤其對(duì)于四大管道等基材的檢測(cè)，目前也只能對(duì)關(guān)鍵焊縫進(jìn)行抽查檢驗(yàn)。同時(shí)，鍋爐的布管較為復(fù)雜，不少位置的管子用常規(guī)檢測(cè)儀器無法觸及，比如穿墻管。超聲波則能很好的解決這個(gè)問題。導(dǎo)波是一種特殊的電磁波，在板狀介質(zhì)中傳播時(shí)，聲場(chǎng)可以遍及整個(gè)厚度方向，可以在長(zhǎng)距離內(nèi)以極小的衰減幅度傳播，不需要檢測(cè)掃描整個(gè)板狀介質(zhì)表面。

現(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6×6mm；頻率宜采用較高的探測(cè)頻率，常用5MHz；前沿長(zhǎng)度要求采用短前沿，一般不大于5mm；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4～8mm，探頭折射角選用70°～75°；管壁厚度8～14mm，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。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鍋爐是工業(yè)發(fā)展所需要的基礎(chǔ)設(shè)施，十分有必要確保它更安全有效地發(fā)揮作用，因此采取科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)能夠做到很好的保障，從業(yè)者必須根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鍋爐檢測(cè)的操作，在應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，必須開發(fā)或引進(jìn)新的檢測(cè)儀器及技術(shù)，并通過不斷的完善檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，提高檢測(cè)人員的檢測(cè)技術(shù)。

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[3]張忠.關(guān)于電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測(cè)的分析[J].低碳世界，2016，（29）：46-47.

（作者單位：國(guó)家電投集團(tuán)河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司）