（克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗所，新疆 克拉瑪依 834000）

工業(yè)鍋爐常用檢測方法淺析

劉龍，張毅

（克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗所，新疆 克拉瑪依 834000）

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對特種設(shè)備性能，尤其是特種設(shè)備安全性能提出了更高的要求。一些先進(jìn)的無損檢測技術(shù)在鍋爐檢測技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，使鍋爐設(shè)備在設(shè)計、制造、安裝、修理、改造和使用過程中的安全性能大大提高。如何正確合理使用各種無損檢測方法，通過高效、快速、靈敏的檢測，發(fā)現(xiàn)缺陷和安全隱患，及時對鍋爐設(shè)備問題采取相應(yīng)措施，保證鍋爐設(shè)備安全運(yùn)行，在鍋爐日常管理和檢驗檢測中成為一項重要的課題。

特種設(shè)備；鍋爐；無損檢測

鍋爐在運(yùn)行過程中，受壓元件內(nèi)部充滿了高溫、高壓的水蒸氣或汽水混合物，外部承受著1000℃左右高溫、腐蝕性、氧化性的火焰或煙氣的直接輻射及液態(tài)熔渣的腐蝕，系統(tǒng)中儲存著大量的熱能，因超溫、超壓、腐蝕和應(yīng)力變化產(chǎn)生交變熱應(yīng)力、彈性變形過大、結(jié)構(gòu)失衡、蠕變疲勞、苛性脆化等原因易引發(fā)事故，故在鍋爐壓力容器的設(shè)計、制造、安裝、修理、改造和使用過程中，應(yīng)用相關(guān)無損檢測方法對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行定期檢驗檢測，是減少安全隱患，保證鍋爐安全運(yùn)行重要重要手段。下文將從光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面對鍋爐常用的檢測技術(shù)方法進(jìn)行簡要概括。

1 幾種常用的鍋爐檢測方法

1.1 目視檢測方法

在對材料或部件進(jìn)行表面檢驗時，目視檢驗通過借助一些常規(guī)的儀器、工具進(jìn)行最直接、最簡單的檢驗。用放大鏡觀察鍋爐整體和各受壓元件的結(jié)構(gòu)是否合理，受壓元件金屬表面、焊接接頭表面狀況、整潔程度、腐蝕情況、一些明顯的表面開裂和腐蝕坑等缺陷。用檢驗錘敲擊受壓元件的有關(guān)部位，以聽覺配合觸覺來判斷有無缺陷。用量具對有缺陷的位置進(jìn)行定量檢測，以確定缺陷嚴(yán)重程度的檢測方法等。目視檢驗只是一般的宏觀表面檢驗，但眼睛的觀察和分辨能力畢竟有限，有時部件的某些部位，如狹窄彎曲的孔道等根本無法直接觀察，光纖內(nèi)窺鏡、視頻探測鏡和工業(yè)檢測用閉路電視等新型的光電儀器的應(yīng)用，對目視檢測方法的發(fā)展起到了巨大的推動作用。

1.2 射線檢測方法

射線檢測設(shè)備分為X射線檢測設(shè)備、高能射線檢測設(shè)備和γ射線檢測設(shè)備，利用射線源對材料的穿透性能及各種材料對射線的透照衰減程度的強(qiáng)弱，在膠片感光產(chǎn)生黑度不同的透照影像來判斷的，射線檢測對氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷靈敏度較高。在進(jìn)行射線檢驗檢測時，一般根據(jù)待測件和射線源的種類、射線機(jī)自身的特點(diǎn)以及現(xiàn)場相關(guān)技術(shù)狀況的要求，選擇與待測件匹配的透照方式。X射線和γ射線源及底片質(zhì)量級別不同，待測工件透射厚度的范圍是不同。使用過程中應(yīng)根據(jù)待檢材料種類和厚度，最大可能透照厚度及檢驗的像質(zhì)要求，選擇適宜的射線條件，同時檢驗輕金屬及低密度非金屬材料時，推薦采用鈹窗口軟射線機(jī)；檢驗大的環(huán)形焊縫時，推薦采用具有周向輻射能力的射線機(jī)。

1.3 超聲波檢測方法

超聲波檢測可分為超聲波探傷和超聲波測厚，以及超聲波測晶粒度、測應(yīng)力等，超聲波探傷中，有根據(jù)缺陷的回波和底面的回波進(jìn)行判斷的脈沖反射法；有根據(jù)缺陷陰影來判斷缺陷情況的穿透法；還有根據(jù)由被檢物產(chǎn)生駐波來判斷缺陷的情況或者判斷板厚的共振法。縱波垂直探傷和橫波傾斜入射探傷是超聲波探傷中兩種主要探傷方法，兩種方法各有用途，互為補(bǔ)充。縱波探傷容易發(fā)現(xiàn)與探測面平行或稍有傾斜的缺陷，主要用于鋼板、鍛件、鑄件的探傷，而斜射的橫波探傷，容易發(fā)現(xiàn)垂直于探測面或傾斜較大的缺陷，主要用于焊縫的探傷。

超聲波檢測方法常用于檢測鍋爐角焊縫內(nèi)部的未熔合缺陷，根據(jù)缺陷處呈現(xiàn)的波形特點(diǎn)，在檢測中，超聲波束垂直進(jìn)入角焊縫坡口平直段，信號反射強(qiáng)度最大，對于存在于角焊縫中的未熔合缺陷來說，平移超聲波探頭，缺陷處的反射波不發(fā)生變化，當(dāng)探頭固定不動時，改變超聲波主束波向左或向右偏轉(zhuǎn)一定角度，缺陷處反射波發(fā)生變化，同時還要注意分辨焊縫根部未熔合和底角波形反射的強(qiáng)度和位置的規(guī)律，來判斷焊縫根部未熔合缺陷。

1.4 磁粉檢測方法

磁粉檢測適用于磁性材料的表面和近表面缺陷檢測，具有檢測速度快、工藝簡單、低廉、不受試件大小限制等優(yōu)點(diǎn)，對磁性材料表面和近表面極細(xì)小的裂紋以及其他缺陷靈敏度高。在機(jī)械專用鑄、鍛件等制造和加工過程中的表面缺陷的判定上和鍋爐壓力容器焊接焊縫表面缺陷檢驗檢測中，磁粉檢測常作為主要的無損檢測手段。例如，鍋筒受熱面由于長期處于高熱、應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)作用下工作，溫度、應(yīng)力、腐蝕介質(zhì)等因素均會對鍋筒焊縫表面力學(xué)性能產(chǎn)生很大的影響，應(yīng)用磁粉檢測技術(shù)可以檢測焊縫表面缺陷。

1.5 滲透檢測方法

臥式內(nèi)燃鍋爐內(nèi)外部檢驗時，管板泄漏是由管板裂紋外側(cè)逐漸向里延伸后產(chǎn)生的，對這類裂紋一般是采取補(bǔ)焊修理，但常修補(bǔ)后又發(fā)生泄漏，給鍋爐的正常運(yùn)行產(chǎn)生了不良影響。對于這類缺陷，應(yīng)采用滲透檢測方法找出裂紋起始位置，檢查裂紋的走向和深度，徹底消除缺陷。裂紋清除前最好在裂紋端部打上止裂孔，打磨消除裂紋后及打磨后低于焊縫高度需要補(bǔ)焊處理前都應(yīng)進(jìn)行滲透檢測，以便確定裂紋缺陷是否完全清除。

1.6 電磁渦流檢測方法

渦流檢測是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，通過激磁線圈給待測工件施加交流磁場，工件在交變磁場作用下產(chǎn)生渦流，該工件表面感應(yīng)出渦流的同時，也產(chǎn)生與原磁場方向相反的磁場，部分抵消原磁場，從而使檢測線圈的電阻和電感強(qiáng)度發(fā)生變化。若待測工件存在缺陷，渦流磁場的強(qiáng)度和分布將會發(fā)生變化，此時激磁線圈阻抗產(chǎn)生變化，檢測該變化可判斷待測工件的缺陷信息。

焊縫表面在進(jìn)行渦流檢測時存在焊波的加強(qiáng)部分，粗糙的表面會引起儀表指示有較大的改變，焊縫表面的不均勻和不平坦使采用渦流檢測點(diǎn)探頭進(jìn)行渦流檢驗變得困難。粗糙表面產(chǎn)生的信號與淺的缺陷信號非常類似，其結(jié)果是降低對淺裂紋的檢出能力，探頭是電磁渦流儀器檢驗的關(guān)鍵，新型焊縫深裂紋面探頭在與渦流儀器配接后，可測裂紋深度達(dá)6mm，并且表頭指示和裂紋深度有較好的線性關(guān)系。

1.7 電流檢測方法

水冷壁管的使用壽命與爐膛溫度和管子相對火焰的位置，以及煙氣中腐蝕氣體等因素有關(guān)。由于管子內(nèi)、外表面的腐蝕和氧化，雖然在外觀上管子仍保持圓形，但由于煙氣的腐蝕沖刷可能水冷壁管的某方向上會有嚴(yán)重的減薄。這種減薄是無法用肉眼從外觀看出來的，采用電流等電位檢測法，在四電極排列的內(nèi)側(cè)的兩個電位電極上，沿著壁周向進(jìn)行測厚，使其電位差指示保持一恒值，利用電流電極通過的電流與厚度的正比關(guān)系，可確定出周向壁厚最大值和最小值的部位，從而對水冷壁管的腐蝕情況進(jìn)行評估。

1.8 水壓試驗

水壓試驗是鍋爐檢驗的重要手段，制造、安裝、運(yùn)行、修理等環(huán)節(jié)的鍋爐檢驗均要進(jìn)行水壓試驗。水壓試驗的目的是檢驗鍋爐受壓元件的嚴(yán)密性和耐壓強(qiáng)度。水壓試驗過程中水壓要緩升緩降，出現(xiàn)問題，立即停止試驗。鍋爐進(jìn)行水壓試驗合格標(biāo)準(zhǔn)是以受壓元件金屬壁和焊接接頭上沒有水珠和水霧，當(dāng)降到工作壓力后脹口處不滴水珠，水壓試驗后，沒有明顯殘余變形為合格。但是，水壓試驗不是鍋爐檢驗的唯一手段，不能代替別的檢驗方法，更不能用水壓試驗來確定鍋爐的工作壓力。

2 結(jié)語

無損檢測技術(shù)正向快速化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、程序化和規(guī)范化的方向發(fā)展，對未來鍋爐檢驗檢測中的新方法、新技術(shù)提出了更高的需求。因此，在完善常規(guī)檢驗檢測方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)對高靈敏度、高可靠性、高效率的無損檢測診斷儀器和無損檢測方法，無損檢測和驗收標(biāo)準(zhǔn)的制定，無損檢測診斷操作步驟的程序化、實施方法的規(guī)范化、缺陷判傷和評價的標(biāo)準(zhǔn)化等方面不斷豐富和完善相應(yīng)的檢測及評價標(biāo)準(zhǔn)。

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