鍋爐壓力容器檢驗(yàn)方法與通用措施

【摘要】 本文中作者研究了鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)方法，分析了不同方法的基本原理、適用條件，為用戶的選擇提供了依據(jù);在此基礎(chǔ)上針對(duì)提升鍋爐壓力容器安全檢驗(yàn)水平提出了具體的通用措施，可以為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員借鑒。

【關(guān)鍵詞】 鍋爐壓力容器;安全檢驗(yàn);措施方法

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.04.042

Boiler and Pressure Vessel Inspection Methods and General Measures

MA Cui-xia

（Ordos Branch of Inner Mongolia Special Equipment Inspection Institute，Ordos 017000 China）

Abstract： In this paper，the author studies the safety inspection methods of boilers and pressure vessels，analyzes the basic principles and applicable conditions of different methods，and provides the basis for users to choose. On this basis，specific measures are proposed to improve the safety inspection level of boiler and pressure vessel，which can be used for reference by relevant professional and technical personnel.

Key words： boiler and pressure vessel;safety inspection;measures and methods

鍋爐是傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)現(xiàn)了化石燃料的化學(xué)能向多種應(yīng)用型能量形式的轉(zhuǎn)換，為人們源源不斷提供著蒸汽、高溫水或者有機(jī)熱載體[1]。鍋爐伴隨著工業(yè)革命的興起而產(chǎn)生，現(xiàn)如今已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)和生活的重要組成部分。作為最常見的一類特種設(shè)備，壓力容器獲得了廣泛應(yīng)用，一方面可以實(shí)現(xiàn)壓力數(shù)值的監(jiān)測，另一方面可以發(fā)揮壓力超調(diào)控制作用，有效確保了鍋爐安全穩(wěn)定地運(yùn)行。壓力容器需要定期進(jìn)行檢驗(yàn)，確保各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)都在額定范圍之內(nèi)，這樣才能消除安全隱患、避免意外事故，同時(shí)有效延長鍋爐設(shè)備的使用壽命。做好鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)和質(zhì)量監(jiān)督工作，既需要建設(shè)單位在設(shè)備選型和安裝過程中把好關(guān)、從源頭做好控制工作，也需要使用單位在日常使用過程中做好巡檢巡查和狀態(tài)監(jiān)測、一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)進(jìn)行處理[2]?？傊?，只有重視鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)和質(zhì)量監(jiān)督，多方協(xié)作、多措并舉，杜絕任何安全事故苗頭，才能保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而持續(xù)為人類生產(chǎn)和生活供給能量，促進(jìn)社會(huì)的快速發(fā)展。

1 鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)方法

1.1 射線檢驗(yàn)法

各類放射性射線的發(fā)現(xiàn)是18世紀(jì)物理學(xué)的重要進(jìn)步[3]，這些微小粒子改變了人們對(duì)微觀世界的看法。隨后，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些粒子在穿透不同類型材料（包括空氣）時(shí)，會(huì)在交界面發(fā)生不同程度的衰減和折射。于是，人們開始采用x射線或者γ射線照射鍋爐壓力容器，一旦其中存在不規(guī)則焊縫或者裂縫，在另一端感光膠片中就會(huì)發(fā)現(xiàn)射線透射強(qiáng)度或者折射率的改變，并且隨著焊縫（裂縫）的開裂程度不同變化量不一?；谶@一原理，人們設(shè)計(jì)了各種壓力容器射線透射檢驗(yàn)工具，根據(jù)射線穿透壓力容器后透射強(qiáng)度或者折射率的變化程度來判斷容器中焊縫（裂縫）的厚度、形狀和位置，從而對(duì)壓力容器的性能做出判斷。射線檢驗(yàn)法具有檢測結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡單、耗時(shí)短等優(yōu)勢，但是檢測設(shè)備相對(duì)比較昂貴、單次檢驗(yàn)成本較高，同時(shí)射線普遍對(duì)人體有負(fù)影響，一旦操作不當(dāng)或者發(fā)生射線泄露會(huì)危害操作人員身體健康，這就限制了它的廣泛應(yīng)用。

1.2 超聲波檢驗(yàn)法

超聲波檢驗(yàn)法是利用超聲波發(fā)射裝置發(fā)射超聲波穿透鍋爐壓力容器，一旦壓力容器使用材質(zhì)發(fā)生變化或者內(nèi)部存在裂縫，超聲波穿透時(shí)間與理論值就會(huì)發(fā)生偏差，通過測量時(shí)間差就可以計(jì)算出壓力容器內(nèi)部是否使用了劣等材質(zhì)或者產(chǎn)生了裂縫，從而給出安全鑒定結(jié)果[4]。超聲波傳輸速度較快，因此這種方法耗時(shí)較短、檢測速度較快，另外超聲波發(fā)射和接收儀器成本較低、檢測靈敏度較高，超聲波對(duì)人體一般沒有副作用，所以這種方法具有相對(duì)較高的性價(jià)比，在實(shí)際生產(chǎn)和生活中獲得了廣泛的應(yīng)用。但是，這種檢測方法具有一定的局限性，主要表現(xiàn)為檢測結(jié)果顯示不直觀，需要借助專用設(shè)備將檢測數(shù)據(jù)成像、從而給出壓力容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形狀圖，輔助做出是否有裂縫等缺陷的判斷，額外增加了工作量;另外，超聲波在平滑表面具有較好的穿透性而穿透凹凸不平的材料表面時(shí)會(huì)出現(xiàn)失真或者相互干擾，導(dǎo)致檢測結(jié)果降低。因此，超聲波檢測法更多地適用于具有平滑面的壓力容器缺陷檢測，同時(shí)檢測結(jié)果的精度隨著容器厚度的增加而降低。

1.3 磁粉檢驗(yàn)法

磁粉檢驗(yàn)法也是鍋爐壓力容器缺陷檢測的一種常用方法。這種方法的基本原理在于磁場對(duì)磁粉的“同極相斥、異極相吸”，也就是說對(duì)鍋爐壓力容器施加磁感應(yīng)力的作用、建立磁場，然后在待檢部位涂抹特質(zhì)的磁粉，一旦該位置存在缺陷就會(huì)產(chǎn)生漏磁場，從而導(dǎo)致磁感應(yīng)力發(fā)生變化，造成磁粉堆積或者疏離，通過分析磁粉表現(xiàn)出的“異?！爆F(xiàn)象對(duì)缺陷進(jìn)行定位，然后利用磁場力或者鋼鐵磁導(dǎo)率的變化對(duì)缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)判斷[5]。這種檢測方法操作起來簡單、所需設(shè)備容易制造且成本低廉，但是檢測結(jié)果容易受到地球磁場變化或者周圍環(huán)境強(qiáng)電流環(huán)境的干擾從而產(chǎn)生偏差，另外這種檢測方法只對(duì)鐵制容器設(shè)備有效、對(duì)其他設(shè)備基本沒有效果，因此只能適用于特定的場合。

1.4 滲透檢驗(yàn)法

滲透檢驗(yàn)法主要適用于憑借表面現(xiàn)象進(jìn)行定性觀察的場合。具體來說，這種檢驗(yàn)方法的原理在于利用壓力容器設(shè)備材料中廣泛存在的毛細(xì)滲透現(xiàn)象，也就是在壓力容器表面噴灑特定的滲透劑后、如果某部分材料存在裂縫等缺陷，這些滲透劑就會(huì)向該部位進(jìn)行滲透、最終導(dǎo)致缺陷部位聚積毛細(xì)狀的滲透劑，輔助以顯像劑等特殊試劑會(huì)實(shí)現(xiàn)顯影效果，從而對(duì)缺陷進(jìn)行定位并獲得缺陷的輪廓形狀。這種檢驗(yàn)方法最主要的特點(diǎn)在于操作簡單、可以進(jìn)行定性分析，但是顯影速度容易受到滲透劑及壓力容器材料性能的綜合影響、存在不可控的缺點(diǎn)，同時(shí)靈敏度不高、只能大致判斷出缺陷存在的部位和大致形狀，一般應(yīng)用在對(duì)分析結(jié)果要求不高的場合。

2 提升鍋爐壓力容器安全檢驗(yàn)水平的措施

2.1 在建設(shè)與安裝過程中做好安全檢驗(yàn)工作

鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)貫穿在鍋爐設(shè)備的制作、安裝和使用全壽命周期中，需要每一個(gè)環(huán)節(jié)的安全性能均達(dá)標(biāo)、才能最終實(shí)現(xiàn)鍋爐設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在鍋爐設(shè)備的建設(shè)與安裝過程中，應(yīng)該做好壓力容器的安全檢驗(yàn)工作，包括選擇具有安全生產(chǎn)資質(zhì)的壓力容器供應(yīng)商進(jìn)行供貨、在運(yùn)抵安裝現(xiàn)場后首先檢驗(yàn)生產(chǎn)合格證和安全質(zhì)量保證書，尤其是對(duì)于鍋爐運(yùn)行過程中直接檢測內(nèi)部水溫和壓力變化的容器設(shè)備，必要時(shí)需要在現(xiàn)場進(jìn)行模擬試驗(yàn)，確保壓力容易能夠滿足使用要求、檢測結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高之后才能進(jìn)行上爐安裝。建設(shè)單位應(yīng)該邀請使用單位全程派員跟蹤學(xué)習(xí)，一方面對(duì)建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，另一方面學(xué)習(xí)操作和維護(hù)技能，保證交付之后即可開始運(yùn)行，尤其要協(xié)助使用單位相關(guān)人員掌握故障識(shí)別和排查通用方法，對(duì)于鍋爐壓力容器在運(yùn)行過程中的異?，F(xiàn)象能夠做出基本的判斷，從而采取相關(guān)應(yīng)急措施。建設(shè)單位在建設(shè)與安裝過程中應(yīng)該做好工序記錄，對(duì)于具體的施工細(xì)節(jié)應(yīng)該進(jìn)行備案，確保將來出現(xiàn)安全事故后有據(jù)可查。另外，建設(shè)單位應(yīng)該重點(diǎn)控制焊接工藝的質(zhì)量水平，尤其是對(duì)于不同材質(zhì)的壓力容器與鍋爐連接、或者相互連接時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)新焊接方法、盡量保證一次成型、避免出現(xiàn)多余的焊縫，對(duì)于焊接成型的壓力容器需要進(jìn)行耐壓、抗?jié)B試驗(yàn)，利用額定或者一定倍數(shù)的壓力/滲透力數(shù)值進(jìn)行測試，確保在額定值工作狀態(tài)下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 在使用過程中做好安全檢驗(yàn)工作

鍋爐壓力容器的使用壽命通常比較長，在使用過程中一旦出現(xiàn)誤操作極易出現(xiàn)安全事故，因此需要提升使用人員的操作技能水平，同時(shí)需要對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行經(jīng)常性的巡檢巡查，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)前，有多種方法對(duì)鍋爐壓力容器進(jìn)行安全檢驗(yàn)，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)、同時(shí)也有相對(duì)應(yīng)的適用范圍，因此進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，必要時(shí)可以采用多種方法進(jìn)行綜合檢驗(yàn)、通過檢驗(yàn)結(jié)果之間的相互印證增強(qiáng)結(jié)果可信度。另外，對(duì)于使用狀態(tài)參數(shù)需要按照“小時(shí)”或者“天”進(jìn)行記錄，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析判別出鍋爐壓力設(shè)備的工作狀態(tài)和出現(xiàn)安全隱患的可能性，提前采取措施、進(jìn)行必要的備份或者更換可靠性高的備件，避免安全事故發(fā)生。

2.3 不斷提高鍋爐壓力容器操作人員的能力素質(zhì)

鍋爐壓力容器操作人員的能力素質(zhì)，既包括專業(yè)技術(shù)水平，也包括事業(yè)心和責(zé)任感。對(duì)于前者，可以通過專業(yè)知識(shí)講座與考核來提升，不允許操作人員專業(yè)水平不達(dá)標(biāo)、沒有相關(guān)資格證書就上崗;對(duì)于后者，需要建立合理的獎(jiǎng)懲制度，對(duì)于嚴(yán)格遵守操作規(guī)程、及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患的人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)于玩忽職守、粗心大意的員工進(jìn)行懲罰或者調(diào)離工作崗位，避免因?yàn)槿说闹饔^意識(shí)影響到鍋爐壓力容器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)論

鍋爐壓力容器是鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要屏障，在生產(chǎn)和生活中一定要避免因?yàn)榭陀^缺陷或者主觀疏忽給壓力容器的正常工作帶來不良影響。本文中，作者圍繞鍋爐壓力容易安全檢驗(yàn)與質(zhì)量監(jiān)督這一主題，研究了鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)方法，分析了射線檢驗(yàn)法、超聲波檢驗(yàn)法、磁粉檢驗(yàn)法、滲透檢驗(yàn)法等方法的基本原理、適用條件，在此基礎(chǔ)上針對(duì)提升鍋爐壓力容器安全檢驗(yàn)水平提出了具體的措施，包括建設(shè)與安裝過程中的安全檢驗(yàn)方法、使用過程中的安全檢驗(yàn)措施和提升操作人員能力素質(zhì)的途徑?？傊?，只有不斷探索、善于總結(jié)，才能制定出更有針對(duì)性、操作性更強(qiáng)的鍋爐壓力容器檢驗(yàn)方法與通用措施，最終為鍋爐壓力容器的安全、可靠運(yùn)行提供助力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]??? 于春燕，張麗波，李思貝，等.鍋爐壓力容器安全檢驗(yàn)及質(zhì)量監(jiān)督分析[J].價(jià)值工程，2020（4）：28-29.

[2]??? 張忠成.鍋爐壓力容器的檢驗(yàn)措施探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（2）：129-130.

[3]??? 邵彩元.無損檢測技術(shù)應(yīng)用于鍋爐壓力容器檢驗(yàn)的技術(shù)研究[J].中國設(shè)備工程，2018（2）：71-72.

[4]??? 李海生.鍋爐壓力容器檢測過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)防措施[J].化工安全與環(huán)境，2020（28）：12-13.

[5]??? 高向明，白鑫.特種設(shè)備鍋爐壓力容器檢驗(yàn)的問題分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（24）：255-256.

【作者簡介】

馬翠霞（1974-），女，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)樘胤N設(shè)備檢驗(yàn)。