無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力管道檢驗(yàn)中的應(yīng)用探討

孔少軍

甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院 甘肅蘭州 730050

鍋爐的應(yīng)用范圍極為廣泛，鍋爐運(yùn)行安全是應(yīng)用單位最為重視的問(wèn)題，但是由于鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫環(huán)境中，因此極易出現(xiàn)鍋爐內(nèi)壁裂紋問(wèn)題[1]。為了更好的了解鍋爐運(yùn)行的安全性，應(yīng)用企業(yè)通常會(huì)通過(guò)鍋爐壓力管道檢驗(yàn)了解鍋爐的具體狀態(tài)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種新型鍋爐壓力管道檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展管道檢驗(yàn)工作，能夠在不損壞鍋爐結(jié)構(gòu)的情況下，完成鍋爐損傷檢驗(yàn)，并獲取較為精確的檢驗(yàn)結(jié)果，深入探討無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力管道檢驗(yàn)中的應(yīng)用，可以為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的高效實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及工作原理

1.1 無(wú)損檢測(cè)的工作原理

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)通常依賴化學(xué)或者物理的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，該檢測(cè)過(guò)程不會(huì)對(duì)檢測(cè)樣品或物體產(chǎn)生破壞性。依據(jù)這種特性，可以再對(duì)鍋爐管道進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)具備壓力的鍋爐管道，無(wú)法采用常規(guī)方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通常采用穿透性介質(zhì)，如磁，光，電，聲穿透性介質(zhì)對(duì)壓力管道進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)穿透性介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以依據(jù)介質(zhì)在傳播過(guò)程中產(chǎn)生的各種反饋來(lái)對(duì)管道內(nèi)的缺陷進(jìn)行了解，通過(guò)該檢測(cè)可以對(duì)管道內(nèi)部的面積數(shù)量等相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

1.2 無(wú)損檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)前無(wú)損檢測(cè)主要包括射線滲透以及超聲波等常見(jiàn)方式，每一種方法都有其具體的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。所以在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)方法選擇過(guò)程中，要通過(guò)科學(xué)合理的測(cè)試來(lái)針對(duì)不同的檢測(cè)樣本選擇合適的方法。因?yàn)闊o(wú)損檢測(cè)對(duì)待檢測(cè)物體的低破壞性使得其應(yīng)用范圍非常廣泛。特別是針對(duì)區(qū)別于壓力的鍋爐管道檢測(cè)過(guò)程中優(yōu)勢(shì)明顯。但是因?yàn)闊o(wú)損檢測(cè)檢測(cè)過(guò)程較為復(fù)雜，所以對(duì)于工作人員的選拔具備一定的要求，無(wú)損檢測(cè)工作人員不僅需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)，而且要進(jìn)行定期考核，只有考核合格的工作人員才能進(jìn)行鍋爐壓力管道的無(wú)損測(cè)試工作。

2 鍋爐壓力管道受損的主要原因分析

2.1 使用時(shí)間長(zhǎng)、工作連續(xù)性高

鍋爐是社會(huì)生產(chǎn)以及工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的機(jī)械設(shè)備，因鍋爐需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以鍋爐管道通常都在強(qiáng)度較高的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用，這可能會(huì)影響鍋爐管道內(nèi)部材料的正常結(jié)構(gòu)特性。因此壓力管道常常處于超期服役的情況下，所以要對(duì)壓力管道進(jìn)行維修與保養(yǎng)。以避免因壓力管道的結(jié)構(gòu)特性失效出現(xiàn)變形或腐蝕等情況。這對(duì)于過(guò)于內(nèi)部的其他軟件有著較大的威脅甚至可能使得鍋爐的使用壽命大大降低，增加了鍋爐的故障出現(xiàn)屏幕，降低了鍋爐的使用效率。部分單位對(duì)鍋爐壓力管道的維修保養(yǎng)工作不夠重視，鍋爐管道長(zhǎng)時(shí)間缺乏維修或檢測(cè)，使其無(wú)法滿足鍋爐正常運(yùn)行的需要，還可能引發(fā)嚴(yán)重安全事故。

2.2 人為因素的影響

鍋爐在日常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，其大部分操作依賴人工進(jìn)行，所以如果工作人員對(duì)于鍋爐的操作不符合規(guī)范就會(huì)引發(fā)鍋爐的安全性問(wèn)題。鍋爐通常處于高溫高壓狀態(tài)，極容易受到周?chē)h(huán)境的影響，當(dāng)鍋爐內(nèi)容的壓力或溫度發(fā)生較大變化，其溫度壓力數(shù)值超過(guò)了鍋爐的承受極限就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重安全事故[2]。該問(wèn)題可以通過(guò)對(duì)操作人員的操作培訓(xùn)以及相關(guān)的管理制度來(lái)提升鍋爐的安全性，在進(jìn)行工作人員的培訓(xùn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行演練，或在日常工作中對(duì)于可能出現(xiàn)的突發(fā)情況進(jìn)行安全演習(xí)，使得工作人員在真正出現(xiàn)類似危險(xiǎn)時(shí)能夠保持冷靜，嚴(yán)格遵守鍋爐的相關(guān)操作流程進(jìn)行操作，工作人員要明白需要救人先學(xué)會(huì)自救的原則，通過(guò)對(duì)鍋爐安全知識(shí)的不斷學(xué)習(xí)和培訓(xùn)來(lái)增強(qiáng)業(yè)務(wù)能力，在定期進(jìn)行的安全操作考核過(guò)程中來(lái)提升操作人員的操作水平，消除安全隱患，保證鍋爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的問(wèn)題

雖然當(dāng)前鍋爐壓力管道檢測(cè)中已經(jīng)普遍應(yīng)用了無(wú)損技術(shù)，各單位的技術(shù)人員也基本掌握了無(wú)損技術(shù)操作的原理，但是面對(duì)多種無(wú)損技術(shù)選擇及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化操作時(shí)，很多技術(shù)人員的技能水平還不過(guò)關(guān)，檢測(cè)效果還有待提高。

3.1 磁粉探傷技術(shù)低下

實(shí)際應(yīng)用中，直流電會(huì)產(chǎn)生均勻的磁化場(chǎng)，進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候可能會(huì)因?yàn)榇呕瘓?chǎng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，使測(cè)試工作無(wú)法真正發(fā)揮對(duì)應(yīng)的效果。

3.2 射線檢測(cè)技術(shù)發(fā)展不全

由于x射線技術(shù)本身包含了非常大的內(nèi)容量，在實(shí)際操作時(shí)會(huì)消耗大量的時(shí)間。同時(shí)儀器非常大，不易于攜帶，實(shí)際用手能操作的工人數(shù)量也非常的少，如果工作人員沒(méi)有按照正確的方法來(lái)推進(jìn)檢測(cè)工作，很有可能危害環(huán)境，并威脅到用戶的安全，造成一系列嚴(yán)重的后果。

3.3 較少使用超聲導(dǎo)波技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，超聲波檢測(cè)技術(shù)經(jīng)常用在管道內(nèi)部檢查方面，針對(duì)壓力管道檢查有非常好的應(yīng)用效果。受到經(jīng)濟(jì)影響，超聲導(dǎo)波技術(shù)主要在個(gè)別經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市使用，沒(méi)有廣泛推廣到經(jīng)濟(jì)落后的區(qū)域。

3.4 沒(méi)有合理使用滲透檢測(cè)技術(shù)

有的管道屬于疏松的多孔材料，在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候具有復(fù)雜性。如果滲透檢測(cè)技術(shù)不能很好的運(yùn)用起來(lái)，因?yàn)榭赡軙?huì)出現(xiàn)泄漏的情況造成環(huán)境污染。相關(guān)方面的研究還需要持續(xù)深化。

4 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的具體應(yīng)用

4.1 磁粉探傷技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的應(yīng)用

壓力管道檢測(cè)的時(shí)候，可以用到磁記憶測(cè)試技術(shù)，以此來(lái)發(fā)現(xiàn)壓力管道內(nèi)存在的裂紋，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果來(lái)準(zhǔn)確判斷裂紋的具體情況[3]。工作人員要合理使用鐵磁性的材料，根據(jù)具體情況來(lái)做好策劃工作，結(jié)合檢測(cè)表面發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的處理。要注意如果工件的磁感應(yīng)強(qiáng)度比較大，那么就可能出現(xiàn)底部難以接收磁通量、連續(xù)性不強(qiáng)的情況。另外如果工件的尺寸比較大，就可能導(dǎo)致一部分的磁通量在間斷的地方溢，造成磁通量的泄漏，進(jìn)一步導(dǎo)致漏磁場(chǎng)的出現(xiàn)。一旦在檢測(cè)過(guò)程中工件被磁化，就會(huì)造成一系列的后果，導(dǎo)致不連續(xù)性的情況的出現(xiàn)。相關(guān)工作人員需要能夠從實(shí)際情況出發(fā)來(lái)做好控制工作，結(jié)合具體內(nèi)容進(jìn)行磁性標(biāo)記。而在此過(guò)程中，要注意只能檢測(cè)表面和近表面，不能深入檢測(cè)，否則會(huì)帶來(lái)非常大的負(fù)面影響。

4.2 射線檢測(cè)技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的應(yīng)用

射線檢測(cè)技術(shù)可以很好的檢測(cè)出壓力管道存在的宏觀缺陷，可以根據(jù)具體情況來(lái)做好檢測(cè)并及時(shí)的反應(yīng)內(nèi)部裂縫問(wèn)題、根據(jù)相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做好一系列的工作。施工推進(jìn)過(guò)程中，如果有壓力管道體積非常大的情況，很可能出現(xiàn)一些問(wèn)題。相關(guān)工作人員要能夠從實(shí)際情況著手來(lái)做好檢查工作，根據(jù)各方面的內(nèi)容來(lái)焊接大管。如果焊接過(guò)程有問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)壓力出現(xiàn)變化，因?yàn)椴黄胶舛l(fā)安全事故。使用輻射檢測(cè)技術(shù)能夠很好的檢查焊接情況，非常安全可靠。舉例來(lái)說(shuō)，使用x射線來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，如果檢測(cè)到各種缺陷，可以很好的反映出其對(duì)應(yīng)的高強(qiáng)度變化，檢測(cè)到強(qiáng)度變化以及對(duì)應(yīng)的位置，根據(jù)具體狀況。來(lái)得到相應(yīng)的特征，有利于后續(xù)進(jìn)行更有針對(duì)性的處理。使用射線檢測(cè)技術(shù)能夠顯示出圖像，讓殘缺的位置可以更直觀的顯現(xiàn)出來(lái)。不過(guò)另一方面，這樣的檢測(cè)方法會(huì)影響人體正常的身體新陳代謝，會(huì)危害工作人員的健康，所以相關(guān)工作人員需要能夠從實(shí)際情況著手，選擇合適的檢測(cè)方法和防護(hù)手段。

4.3 超聲導(dǎo)波技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的應(yīng)用

超聲技術(shù)屬于一種微損害技術(shù)，能夠很好的用在大規(guī)模的管道檢驗(yàn)上，可以檢測(cè)出管道結(jié)構(gòu)的缺陷，擁有距離遠(yuǎn)、規(guī)模大等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以用在固體檢測(cè)上，還可以用在液體檢測(cè)上。企業(yè)可以使用超聲導(dǎo)播技術(shù)來(lái)提高檢測(cè)效率，增加檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。

4.4 滲透檢測(cè)技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的應(yīng)用

所謂滲透檢測(cè)技術(shù)，是指利用自身的直通技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管道連接在連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中的外部可檢測(cè)性，應(yīng)用滲透測(cè)試結(jié)果技術(shù)，對(duì)壓力管道系統(tǒng)上層進(jìn)行了測(cè)試，它可以更廣泛地應(yīng)用于檢測(cè)大多數(shù)非快速吸收材料的表面進(jìn)氣量，也可用于輸氣管系統(tǒng)的相關(guān)檢測(cè)工作，具體的操作步驟是將滲透后的液體以巨大的壓力快速滲透到管道中。快速滲透測(cè)試的核心技術(shù)具有許多最大的優(yōu)勢(shì)?？梢詸z測(cè)加工零件的各種奇特形狀和尺寸，并可以同時(shí)用于例行檢查；它也可以檢測(cè)任何類型的材料，但壓實(shí)的多孔基礎(chǔ)材料除外；它也可以檢測(cè)多個(gè)零件中的缺陷。

5 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力管道中的運(yùn)用策略

為了保證鍋爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)鍋爐管道定期的檢驗(yàn)和維護(hù)，在對(duì)鍋爐進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)為了保證鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的正常，避免因檢測(cè)而對(duì)鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生的損傷，所以通常采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)可以在不損傷鍋爐管道況下，對(duì)鍋爐管道進(jìn)行探測(cè)，對(duì)其安全性和使用壽命進(jìn)行科學(xué)的預(yù)估，既能有效保障工作人員的人身安全，同時(shí)也能夠增長(zhǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5.1 準(zhǔn)備工作

在對(duì)鍋爐管道檢測(cè)的過(guò)程中，工作人員首先應(yīng)當(dāng)對(duì)鍋爐現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方面的觀察，如果在觀察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了噪音問(wèn)題，則需要對(duì)產(chǎn)生噪音的部位進(jìn)行檢測(cè)。在鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，鍋爐內(nèi)部的流體運(yùn)動(dòng)以及電子信號(hào)都會(huì)產(chǎn)生噪音，常見(jiàn)的噪音為跳動(dòng)或摩擦的聲音。再排除因流體運(yùn)動(dòng)和電磁信號(hào)產(chǎn)生的噪音外，這極有可能是鍋爐內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)了問(wèn)題。對(duì)異常噪音的檢測(cè)通常通過(guò)對(duì)鍋爐進(jìn)行加壓來(lái)確定噪音源。鍋爐在轉(zhuǎn)換能量時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)換器與壓力管道的耦合作用原理，來(lái)為鍋爐的壓力管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提供檢測(cè)基礎(chǔ)。

5.2 無(wú)損檢測(cè)的校準(zhǔn)環(huán)節(jié)

在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，為了提升無(wú)損檢測(cè)的最終質(zhì)量，所以要對(duì)無(wú)損檢測(cè)中所采用的儀器設(shè)備進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)，通常對(duì)無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)模擬校驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)行模擬校驗(yàn)的過(guò)程中，一般采用鉛筆筆芯作為信號(hào)隔斷處理的依據(jù)。為了提升無(wú)損檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的靈敏程度就需要獲得平均值而平均值的計(jì)算通常由筆芯和鍋爐壓力管道呈30度夾角時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。要對(duì)管道進(jìn)行靈敏度檢測(cè)就要模擬聲音源推進(jìn)過(guò)程中的形態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音源的幅度值的有效檢測(cè)。當(dāng)如果模擬元與轉(zhuǎn)換器之間的距離為100米，則管道平均值與管道的最高值產(chǎn)生的差值就會(huì)被設(shè)定在某個(gè)正常范圍內(nèi)，為了有效提升管道壓力的檢測(cè)數(shù)值準(zhǔn)確性所以要對(duì)無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中所采用的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的教程以此來(lái)提升檢測(cè)的精確度。

5.3 壓力管道無(wú)損檢測(cè)過(guò)程

在對(duì)無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)儀校準(zhǔn)工作完成后，就需要依照聲源的撞擊數(shù)值等相關(guān)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行效果評(píng)估，依照各個(gè)技術(shù)參數(shù)組指標(biāo)在時(shí)間線上的變化來(lái)評(píng)估鍋爐壓力管道內(nèi)部存在的問(wèn)題。檢測(cè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多種數(shù)值應(yīng)當(dāng)對(duì)不同的檢測(cè)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)聲源的撞擊數(shù)值出現(xiàn)較快提升時(shí)，就需要停止對(duì)鍋爐的壓力加載操作。如果在無(wú)損檢測(cè)的過(guò)程中出現(xiàn)了異常的噪聲，為了避免噪聲對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的影響，就應(yīng)當(dāng)在消除噪聲后再進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。噪音之外還有很多其他的因素會(huì)對(duì)無(wú)損檢測(cè)結(jié)果造成影響，所以在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)隨時(shí)對(duì)可能會(huì)產(chǎn)生影響的外部因素進(jìn)行檢查和控制，以此來(lái)提升無(wú)損檢測(cè)的精確度，提升鍋爐的檢測(cè)和保養(yǎng)效果。

5.4 無(wú)損檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

在完成鍋爐壓力管道的無(wú)損檢測(cè)過(guò)程后，要對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。要對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行等級(jí)劃分和等級(jí)劃分的依據(jù)是發(fā)聲源這等級(jí)發(fā)生源通常分為發(fā)聲源的強(qiáng)度以及活度兩種類型，應(yīng)分別對(duì)這兩種類型的發(fā)聲源進(jìn)行確定。在依照發(fā)生源的活力進(jìn)行劃分的過(guò)程中，聲發(fā)射源的事件數(shù)量會(huì)隨著鍋爐內(nèi)部的壓力增加而提升。等發(fā)射源逐步的提升發(fā)射源活力也會(huì)隨之提升，在這個(gè)過(guò)程中通常采用建筑實(shí)驗(yàn)對(duì)檢測(cè)過(guò)程中所生成的數(shù)據(jù)指標(biāo)等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，在此基礎(chǔ)上完善無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的效果評(píng)價(jià)。

6 結(jié)語(yǔ)

不可諱言，嚴(yán)格遵循鍋爐壓力管道檢驗(yàn)周期規(guī)定，按時(shí)對(duì)鍋爐壓力管道進(jìn)行高效檢驗(yàn)，是保證鍋爐持續(xù)保持健康運(yùn)行狀態(tài)的有效方法和必要措施，而在鍋爐壓力管道檢驗(yàn)中應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以在保證鍋爐結(jié)構(gòu)不受絲毫損壞的基礎(chǔ)上高效完成鍋爐檢驗(yàn)工作，并獲取相對(duì)精確的檢驗(yàn)結(jié)果，這足以證明，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力管道檢驗(yàn)中具有極大的應(yīng)用價(jià)值。