注汽鍋爐檢測段的焊接與電磁檢測方法

(洛陽欣隆工程檢測有限公司 ， 河南 洛陽 471012)

0 前言

現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，讓世界各國紛紛重視開發(fā)稠油資源。注蒸汽鍋爐也叫濕蒸汽發(fā)生器，是大多數(shù)油田生產(chǎn)稠油的主要造汽設(shè)備[1]。注汽鍋爐的焊接工藝，是鍋爐生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為重要的。鍋爐是一種特殊的壓力設(shè)備，帶給人們?nèi)粘Ｉ畋憷耐瑫r也隱藏著危險。隨著中國鍋爐行業(yè)日益增長,生產(chǎn)工藝趨于現(xiàn)代化，產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)格逐漸增加和改進。鍋爐金屬焊接技藝精湛，技術(shù)含量高，操作時不小心可能會引發(fā)惡性事件發(fā)生，必須符合焊接質(zhì)量要求。

工業(yè)的快速發(fā)展應(yīng)用，促進磁粉探傷工藝發(fā)展，并已得到全面使用，在造船、航天、兵器、鐵路、鍋爐及壓力器械、石油化工、壓力管道及科技特種設(shè)備均有應(yīng)用[2]。

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，采取預(yù)防措施，本文采用磁粉檢測對注汽鍋爐蒸汽干度測控裝置檢測段焊縫進行無損探傷，來對焊接工藝進行驗證。

1 實驗準(zhǔn)備

磁粉檢測采用CDX-Ⅱ型多用磁粉探傷儀。

檢測段測量管線選材與蒸汽注汽鍋爐管線材料(20G)相同，節(jié)流元件材料選用耐熱不銹鋼材料，引壓加強管材料選用優(yōu)質(zhì)鋼(20G)，見圖1。

檢測段件材質(zhì)要求：檢測段承壓能力≥32MPa，承溫能力≥370 ℃，材質(zhì)20G 15GrMo，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14976—2012。

圖1 注汽鍋爐檢測段宏觀圖片

材料型號選擇結(jié)束后，進行焊接工作，進行焊條電弧焊。焊接之后，焊接探傷檢驗和驗收按GB/T16507—2013《水管鍋爐》相關(guān)部分執(zhí)行。焊后整體要進行退火熱處理，設(shè)備水壓試驗完畢應(yīng)除銹，并涂刷高溫防銹漆兩遍。

2 實驗過程

對采用手工電弧焊的注汽鍋爐檢測段進行磁粉檢測，按圖2流程進行磁粉探傷。

圖2 磁粉探傷流程

2.1 預(yù)處理

磁粉探傷是一種表面探傷，所以構(gòu)件表面的磁粉探傷狀態(tài)和敏感度對其有很大作用，為了提高檢測的靈敏度，下面進行前處理要求的工作：①清除工件表面雜物；②清除通電部位的非導(dǎo)電層；③分解裝配件；④封堵。

2.2 實驗過程

實驗采用連續(xù)法，液流要微弱，操作過程如下。

2.2.1磁懸液的配制

實驗采用水磁懸液，把100 g濃乳添加到1 L50 ℃的溫水中，不停攪拌使其溶解完全，再加入亞硝酸鈉、乙醇胺和消泡劑，成分如表1所示。

表1 磁懸液成分

磁粉添加時，先取少量分散劑，讓其和磁粉混合，充分?jǐn)嚢鑱碜尨欧弁耆珴櫇?，變成均勻的糊狀，然后，加入其余的分散劑。一般采用的濃度?0～25 g/L。因工件表面粗糙不平、顏色深等因素，導(dǎo)致磁痕與構(gòu)件顏色的對比清晰度很低，為增加對比度，探傷前涂一層白色薄膜使其覆蓋在工件上，使磁痕清晰可見。

2.2.2測定靈敏度標(biāo)準(zhǔn)試片

以A1型標(biāo)準(zhǔn)試片進行校準(zhǔn)，試片在實驗時，先把刻槽的一側(cè)緊貼在被檢工件表面，并用黏膠紙固定，注意人工缺陷部位不可被黏膠紙覆蓋，當(dāng)設(shè)備接通電流后，調(diào)整探傷機兩端的寬度，打開開關(guān)，這時對試片用連續(xù)法噴灑磁懸液，就可在試片上發(fā)現(xiàn)與人工缺陷相同的磁痕，則可確定所配制的磁懸液可用于磁粉檢測。

2.2.3檢測段磁粉檢測

將檢測段焊接部位清理干凈，當(dāng)調(diào)整磁極位置與試驗段的焊接部分，確保兩極之間的距離在75～200 mm，在這兩個方向相互垂直，使磁極與檢測面充分接觸，磁化區(qū)間疊加每次至少要在25 mm左右。把兩極跨在電弧焊接區(qū)之間，打開開關(guān)，觀察發(fā)現(xiàn)磁化現(xiàn)象，立刻噴灑磁懸液，采用噴的方法。為了避免漏檢，工件同一位置要進行兩次磁化，但必須保證相互垂直。如檢查橫向缺陷，可以把焊縫細(xì)分許多檢測段，各個檢測段的尺寸應(yīng)小于兩磁極間距10～20 mm，檢測時，交替重疊改變磁軛位置?？v向缺陷的檢測，可在焊縫上橫跨電磁軛，兩極連線垂直于焊縫相，逐次使磁極變換位置，然后對各個檢測段逐次檢查。檢查工件表面應(yīng)繪制網(wǎng)格，以便檢查區(qū)域進行適當(dāng)檢查，保證電極間距均勻, 每次通過1～3 s的磁化持續(xù)時間，整個區(qū)域被磁懸液覆蓋以停止磁化。

2.3 清理退磁

在試驗結(jié)束后，用適當(dāng)?shù)脑噭┝⒓辞宄龤埩舻拇欧郏詸z測工件的退磁要求，如需要的話要去磁，去除后剩磁應(yīng)<3 Gs。

2.4 后處理

工件退磁后，為了消去殘余的磁類物質(zhì)，要對工件進行適當(dāng)?shù)奶幚?，并進行防銹處理。當(dāng)檢測到以下情況之一時，要重新檢查：①在現(xiàn)場返工后重新檢查；②檢查試件的靈敏度結(jié)果不符合要求或發(fā)現(xiàn)技術(shù)條件變化，操作方法錯誤重新檢查；③合同各方有爭議，有必要重新檢查；④磁粉檢測質(zhì)量評級，工件不允許檢測出缺陷，不可以有白點或裂紋，不允許存在橫向裂紋于緊固件或者軸中。探傷人員要進行必要的培訓(xùn)和資格鑒定，在取得資格證書后才能進行探傷工作。這些都可以為探傷進行把關(guān)，控制焊接質(zhì)量。

3 實驗結(jié)果及分析

本實驗對用手工電弧焊進行焊接的檢測段進行磁粉檢測，經(jīng)反復(fù)檢驗，并沒有發(fā)現(xiàn)缺陷。經(jīng)靈敏度測試，磁粉檢測適用于焊縫表面檢測，能夠發(fā)現(xiàn)缺陷。注汽鍋爐的焊接質(zhì)量與檢測是密不可分的，優(yōu)良的檢測方法可以及時發(fā)現(xiàn)缺陷問題，并及時改正，可以有效避免鍋爐運行時發(fā)生安全事故，減少經(jīng)濟損失，提高生產(chǎn)效益。

4 結(jié)論

根據(jù)對手工電弧焊檢測段的檢測，沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，這是對焊接人員操作技術(shù)的肯定。通過檢測得出，對于在高溫高壓下運行的注汽鍋爐而言，焊接和檢測是非常重要的，好的焊接技師和焊接方法會大大降低鍋爐發(fā)生安全事故的幾率。經(jīng)靈敏度測試，磁粉檢測技術(shù)適用于鍋爐表面或近表面焊縫檢測，有著較高的準(zhǔn)確性，操作較為簡單方便，通過對磁粉檢測方法和步驟的研究，可以得出結(jié)論，操作人員在檢測時要嚴(yán)格留意國標(biāo)規(guī)范、操作工藝的相關(guān)要求，并且要用不同的檢測方法來檢驗不同的對象，這樣才可以發(fā)揮磁粉檢測在壓力容器檢測方面中的優(yōu)勢，使鍋爐的運轉(zhuǎn)更加安全。