張 忠（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院懷化分院，湖南懷化418000）

關(guān)于電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測的分析

張 忠（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院懷化分院，湖南懷化418000）

電站鍋爐作為電站中的一項(xiàng)重要設(shè)備，其質(zhì)量能否達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上決定著整個(gè)電站的發(fā)電效率能否達(dá)標(biāo)，而鍋爐管座角的焊接在鍋爐質(zhì)量中的重要性也是十分關(guān)鍵的。對(duì)此，本文首先介紹了電站鍋爐管座角焊縫的常用無損檢測方法，然后對(duì)電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測進(jìn)行了詳細(xì)分析，并結(jié)合實(shí)例對(duì)電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測的具體步驟進(jìn)行了探究。

電站；管座角焊縫；無損檢測

1 引言

在電站鍋爐的制造和安裝過程中，為了便于現(xiàn)場施工，在汽包或集箱與接管間往往加裝管座，于是在電站鍋爐的汽包、集箱、管道上均設(shè)計(jì)了大量的管座角接接頭，并在電站鍋爐的總焊口中占有很大比例。管座角接頭質(zhì)量會(huì)直接影響電站鍋爐的使用效果，因此，對(duì)電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測辦法進(jìn)行深入研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 電站鍋爐管座角焊縫常用無損檢測法

2.1 金屬磁記憶檢測法

通過采用金屬磁記憶的檢測方法對(duì)電站鍋爐管座角焊縫進(jìn)行檢查時(shí)，需要使用金屬磁記憶儀器，通過應(yīng)用金屬磁記憶儀，有利于簡化檢測步驟，同時(shí)還能夠有效避免漏檢的問題。為了使得金屬磁記憶儀在檢測過程中發(fā)揮最大的效果，在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員首先需要確定具體參數(shù)，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行觀察。在實(shí)際檢測過程中，如果發(fā)現(xiàn)有指標(biāo)不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)該立即將問題向技術(shù)人員以及維修人員進(jìn)行匯報(bào)，使其能更好地對(duì)其進(jìn)行處理，提高電站工作效率，改善工作質(zhì)量。

2.2 磁粉探傷檢測法

磁粉探傷檢測法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電站鍋爐管座角焊縫檢測活動(dòng)中，在實(shí)際檢測過程中。鐵磁性材料和工件被磁化后，由于可能存在不連續(xù)性，因此，工件表面以及近表面磁力線就會(huì)產(chǎn)生畸變，進(jìn)而產(chǎn)生漏磁場，從而吸附工件表面的此份，形成磁痕，如圖1所示。為了有效減輕干擾程度，工作人員可以采取以下措施：①檢測工作人員為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須及時(shí)清除其表面的氧化物質(zhì)以及銹蝕，確保鍋爐管座角焊縫的表面的清潔度。②對(duì)于鍋爐管座角而言，為了有效降低宏觀缺陷對(duì)于檢測結(jié)果不良影響，相關(guān)人員首先需要對(duì)其進(jìn)行修磨，確保其能夠在干凈整潔的前提下提升檢測質(zhì)量。③對(duì)鍋爐管座角焊縫進(jìn)行無損檢測時(shí)，主要目的是檢測其橫向缺陷與縱向缺陷，因此相關(guān)人員必須保證使檢測次數(shù)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下，檢測次數(shù)需要達(dá)到7次以上才能達(dá)到檢測標(biāo)準(zhǔn)，只有有效地保證檢測次數(shù)，才能夠順利推進(jìn)檢測過程。

圖1 不連續(xù)處的漏磁場和磁痕分布

2.3 超聲波探傷檢測法

超聲波探傷檢測法一般被應(yīng)用于焊接接頭的內(nèi)部缺陷問題檢測中，比如氣孔、裂紋、夾渣等等。超聲波檢測法在對(duì)裂紋、未熔合等面狀危害性缺陷進(jìn)行檢測時(shí)，具有較高的檢出率，同時(shí)，其還能夠提供缺陷的深度信息和檢出射線照相容易疏漏的垂直于射線入射方向的面積型缺陷。焊縫超聲檢測示意圖如2所示。通過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)接管外徑小于108mm的管座角焊縫進(jìn)行檢測時(shí)，通過應(yīng)用超聲波探傷檢測方法，可以選擇那些小晶片和小前沿尼龍?zhí)筋^，在探頭的頻率方面可以將其調(diào)整為5MHz，在這種頻率的作用下其最小的權(quán)限檢測尺寸約為0.6mm。在具體的檢測過程中，一般可以使用至少兩種不同的折射角探頭，在對(duì)角焊縫上部區(qū)域的缺陷進(jìn)行檢測時(shí)，通?？梢赃x擇K=2.5～2.7；在對(duì)DAC的曲線制作以及對(duì)掃描速度進(jìn)行調(diào)整的過程中，可以采用相應(yīng)的試塊DL/ T820-2002具有標(biāo)準(zhǔn)特質(zhì)的DL-1的試塊。

圖2 焊縫超聲檢測示意圖

3 電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測要點(diǎn)

3.1 檢驗(yàn)樣本的選擇分析

按照一定的比例對(duì)管座角進(jìn)行無損檢測，合理選擇抽查樣本，具體而言，需要綜合考慮在電廠機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)下其相應(yīng)的對(duì)部件安全造成的影響分析，在以往檢測中發(fā)現(xiàn)的缺陷部位、通過宏觀檢查所得到的初步檢查結(jié)果等等。通過這種樣本選擇方法，有一定的局限性，即當(dāng)部件缺陷發(fā)展到一定程度時(shí)，才能夠選擇出存在宏觀表征的管座角焊縫，并且進(jìn)行進(jìn)一步檢測，在這種情況下，如果缺陷問題已經(jīng)形成，但是沒有相應(yīng)的宏觀表征，則很容易出現(xiàn)被漏檢的現(xiàn)象。對(duì)此，可以采用金屬磁記憶檢測法進(jìn)行檢測，在檢測過程中選擇響應(yīng)的參數(shù)，在應(yīng)力沒有集中的部位上，其儀器屏幕上所顯示的磁記憶信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的具有周期性并且均勻的現(xiàn)實(shí)特征，如果相關(guān)部位出現(xiàn)一定的應(yīng)力集中時(shí)，儀器屏幕就會(huì)出現(xiàn)突變信號(hào)。

3.2 對(duì)管座角焊縫進(jìn)行表面質(zhì)量的無損檢測分析

在對(duì)管座角焊縫表面缺陷進(jìn)行探測時(shí)，可以采用磁粉探傷法以及滲透探傷法進(jìn)行檢測。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)優(yōu)先選擇磁粉探傷的檢測方法。在進(jìn)行磁粉探傷的時(shí)候，為了排除檢測干擾，更好的保證相應(yīng)的探測儀與工件表面之間接觸，探測前期，首先需要磨掉角焊縫以及邊緣的氧化皮、油漆以及銹蝕，然后將咬邊等地方的表面所存在的宏觀缺陷進(jìn)行修磨。為了提升對(duì)于橫向缺陷以及縱向缺陷的有效性，可以在檢測條件允許的情況下對(duì)角焊縫進(jìn)行多次探測。

3.3 對(duì)內(nèi)部質(zhì)量的無損檢測的具體分析

在內(nèi)部質(zhì)量的無損檢測過程中，必須將外表質(zhì)量的檢測與內(nèi)部質(zhì)量的檢測相結(jié)合，這樣才能保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，完善鍋爐管座角焊縫的無損檢測工作，保證鍋爐的整體質(zhì)量。通常情況下，在對(duì)電廠鍋爐管座角焊縫檢測過程中，應(yīng)該綜合考慮鍋爐接管的焊縫的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，一般有133mm與108mm著兩種數(shù)據(jù)，在對(duì)內(nèi)部質(zhì)量的檢測方法進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該講具體管徑的大小與上述數(shù)據(jù)進(jìn)行比較傲，如果管徑的大小大于上述兩項(xiàng)數(shù)據(jù)，則可以利用聲波探傷或射線探傷的方法進(jìn)行檢測；如果具體的管徑的大小小于上述兩種數(shù)據(jù)，則在對(duì)鍋爐管座角焊縫的檢測難度比較大，需要使用超聲探傷的方法對(duì)其進(jìn)行檢測。

4 電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測實(shí)例

4.1 聯(lián)合檢測方法

在電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測過程中，各種常用的傳統(tǒng)檢測方法都各有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是各種檢測方法也都有其應(yīng)用局限性，因此，如果單用一種電站鍋爐管座角焊縫方法，很難對(duì)管座角焊縫進(jìn)行全面、快速的檢測。因此，綜合應(yīng)用磁記憶、超聲波聯(lián)合檢測方法對(duì)電站鍋爐管座角焊縫進(jìn)行無損檢測。

4.2 聯(lián)合檢測方法的實(shí)際應(yīng)用

在對(duì)某電站的4號(hào)機(jī)組進(jìn)行檢修過程中，在主蒸汽管道以及高溫、低溫再熱蒸汽管道安全性評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，對(duì)該電站管道管座角焊縫進(jìn)行綜合檢測分析。在該電站機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行過程中，在管座角焊縫位置經(jīng)常發(fā)生泄漏問題，因此，需要對(duì)該電站管座角焊縫位置進(jìn)行無損檢測，而這也是安全性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。

在本次檢測工作中，對(duì)電站32個(gè)管座角焊縫采用磁記憶檢測法進(jìn)行檢測分析，通過檢測分析發(fā)現(xiàn)，其中有3個(gè)角焊縫存在明顯的應(yīng)力集中問題，分別是主蒸汽管道爐左側(cè)爐頂熱電偶接管座角焊縫、高溫再熱蒸汽管道集汽集箱出口處2號(hào)安全門管座角焊縫以及爐頂左側(cè)熱電偶接管座角焊縫。

在本次電站鍋爐管座角焊縫的無損檢測過程中，為了有效驗(yàn)證磁記憶法檢測結(jié)果，需要對(duì)所有管座角焊縫進(jìn)行磁粉檢測。其中，高溫再熱蒸汽管道集汽集箱出口處2號(hào)安全門管座角焊縫，這就表明在磁記憶檢測中，判斷為應(yīng)力集中位置產(chǎn)生了裂紋問題，但是，裂紋開口比較小，合計(jì)長度為15mm，通過打磨研究后，裂紋埋藏深度大約為8mm，裂紋產(chǎn)生原因是焊縫中原有的夾渣的缺陷所導(dǎo)致的。在本次磁記憶檢測過程中，再采用超聲波檢測法對(duì)其它2個(gè)管座角焊縫進(jìn)行檢測，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷問題，因此判定合格。另外，再使用超聲波檢測法對(duì)高溫再熱蒸汽管道、主蒸汽管道疏水管座位置進(jìn)行檢測，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋問題，因此，判定合格。

5 結(jié)束語

綜上所述，電站鍋爐的質(zhì)量能夠在很大程度上影響電站的工作效率，為了保證電站鍋爐的質(zhì)量，對(duì)鍋爐管座角焊縫進(jìn)行無損檢測至關(guān)重要。在對(duì)管座角焊縫進(jìn)行無損檢測過程中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需要采用不同的檢測方法，提升檢測效果。另外，還可以綜合使用多種檢測方法，保證鍋爐質(zhì)量。

［1］魏洪杰.電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊縫制造質(zhì)量的無損檢測分析［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（1）：33～34.

［2］郭紅偉.電站鍋爐無損檢測技術(shù)方法分析［J］.技術(shù)與市場，2015（12）：61～62.

［3］劉 寅，高 倩，王明庭，等.電站鍋爐無損檢測方法及應(yīng)用［J］.節(jié)能，2015（06）：38～41.

TG441

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2095-2066（2016）29-0046-02

2016-9-29

張 忠（1977-），男，工程師，本科，主要從事特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測工作。