劉小智，劉宇杰，楊鵬展

（1.神華神東電力有限責(zé)任公司店塔電廠，陜西 神木 719300；2.天津市思維奇檢測技術(shù)有限公司，天津 300000）

近些年來隨著鍋爐參數(shù)的提高，鍋爐大量采用了高合金耐熱鋼以及奧氏體不銹鋼，氧化膜脫落情況日益突出，尤其是奧氏體不銹鋼管，因氧化膜脫落造成的鍋爐爆管停機(jī)時(shí)有發(fā)生。

奧氏體鋼的金屬基體晶格為面心立方晶格，它與氧化膜的晶格差異較大，因此造成熱膨脹系數(shù)相差也較大(不銹鋼的膨脹系數(shù)約是氧化膜膨脹系數(shù)的2倍)，氧化膜與基體結(jié)合不緊密，氧化膜較容易脫落[1]。

某電廠1#、2#機(jī)組為660MW超臨界直接空冷燃煤機(jī)組。鍋爐為東方鍋爐（集團(tuán)）股份責(zé)任公司設(shè)計(jì)制造的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，型號為DG2025/25.4-Ⅱ6型。鍋爐過熱器設(shè)計(jì)壓力25.4MPa，省煤器設(shè)計(jì)壓力29.9MPa，再熱器設(shè)計(jì)壓力4.3MPa，最大連續(xù)蒸發(fā)量為2025t/h，額定蒸發(fā)量為1913t/h，額定蒸汽溫度為571℃。

在爆管后的檢測過程中，磁性法由于快速的檢測效率，深得廠里認(rèn)可，但由于數(shù)據(jù)不直觀、對應(yīng)性不好，以及對管道規(guī)格、氧化皮的形貌及緊實(shí)度等影響因素較多的原因，限制了該方法在電廠的使用。基于上述原因，對高溫再熱器（Φ57mm×4.5mm）、高溫過熱器（Φ45mm×8.5mm）下部彎頭進(jìn)行了磁通量檢測數(shù)據(jù)與射線檢測堵塞面積結(jié)果進(jìn)行了分析、比較，形成了專門的磁性法氧化皮檢測數(shù)值驗(yàn)收依據(jù)[2]。

1 檢測方法及設(shè)備

1.1 氧化物脫落的檢測方法

（1）射線檢測法。奧氏體不銹鋼和氧化物是晶體結(jié)構(gòu)完全不同的2種物質(zhì)，當(dāng)進(jìn)行射線透照時(shí)，它們對射線的吸收劑量是不同的，因此會在底片上反應(yīng)出氧化物的堆積狀態(tài)。

（2）磁性法。由于奧氏體不銹鋼是面心立方晶體結(jié)構(gòu)，是不帶磁性的，而氧化物是體心立方結(jié)構(gòu)，帶有磁性。

1.2 檢測設(shè)備

（1）射線法采用常規(guī)2505X射線檢測儀和3005射線檢測儀。

（2）磁性法使用北京國電電科院檢測科技有限公司BTDO—Ⅱ型氧化皮檢測儀，見圖1。該檢測儀器依據(jù)磁感應(yīng)原理利用磁場敏感元件在管道外部檢測來自不銹鋼管道內(nèi)的雜亂磁場的強(qiáng)度的大小。

圖1 BTDO—Ⅱ型氧化皮檢測儀

2 檢測結(jié)果分析及討論

2.1 氧化皮形貌分析

將確認(rèn)堵塞的高溫過熱器、高溫再熱器管道割管取樣。

高溫再熱器的氧化皮形貌為片層狀，射線檢驗(yàn)在爐管內(nèi)為疏松狀堆積，見圖2，圖3。

圖2 高再片層狀氧化皮形貌

圖3 高再氧化皮疏松狀堆積形貌

高溫過熱器的氧化皮形貌為粉末狀，射線檢驗(yàn)在爐管內(nèi)為粉末沉積，見圖4，圖5。

圖4 高過粉末狀氧化皮形貌

圖5 高再氧化皮粉末沉積形貌

由于高溫過熱器、高溫再熱器氧化皮形貌不同、以及規(guī)格不同，所以高溫過熱器和高溫再熱器在相同氧化皮堆積量的情況下，各自的磁通量檢測數(shù)據(jù)不同。

2.2 檢測結(jié)果及分析

對高溫再熱器爐管（Φ57×4.5mm）832圈下部彎頭進(jìn)行檢測，抽取了通過磁通量值在2.0~12.0范圍內(nèi)50個(gè)管彎頭進(jìn)行射線檢測目測堵塞面積數(shù)據(jù)對比，對比數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)見表1。

表1 高溫再熱器磁通量數(shù)值與射線檢測堵塞面積比對表

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對以上表格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成曲線圖如圖6所示：

圖6 高溫再熱器射線檢測堵塞面積—磁通量檢測數(shù)值對比圖

再熱器磁性法檢測數(shù)據(jù)分析結(jié)論：根據(jù)《DL/T 1324-2014鍋爐奧氏體不銹鋼管內(nèi)壁氧化物堆積磁性檢測技術(shù)導(dǎo)則》6.2條檢測結(jié)果評定；氧化皮堵塞管內(nèi)橫截面積φ＜20%為I級，即低風(fēng)險(xiǎn)，無需割管；氧化皮堵塞管內(nèi)橫截面積為20%≤φ＜50%為II級，即中風(fēng)險(xiǎn)，可監(jiān)督運(yùn)行，必要時(shí)可考慮割管；氧化皮堵塞管內(nèi)橫截面積≥50%為III級，即高風(fēng)險(xiǎn)，必須割管處理。

對高溫?zé)崞鳎é?5×8.5mm）爐管640圈下部彎頭進(jìn)行檢測，抽取了通過磁通量值在1.0~5.0范圍內(nèi)50個(gè)管彎頭進(jìn)行射線檢測目測堵塞面積數(shù)據(jù)對比，對比數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)見表2。

表2 高溫過熱器磁通量數(shù)值與射線檢測堵塞面積比對表

針對磁性法檢測數(shù)據(jù)，則在高溫過熱器的磁性法檢測中，磁通量數(shù)值為小于2.0時(shí)，對應(yīng)φ＜20%為I級，即低風(fēng)險(xiǎn)；磁通量檢測數(shù)值為2.0~3.3時(shí)，對應(yīng)20%≤φ＜50%為II級，即中風(fēng)險(xiǎn)，可監(jiān)督運(yùn)行；當(dāng)磁通量檢測數(shù)據(jù)大于3.3時(shí)，對應(yīng)堵塞管內(nèi)橫截面積≥50%為III級，即高風(fēng)險(xiǎn)，必須割管處理。

對以上表格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成曲線圖如圖7所示：

圖7 高溫過熱器射線檢測堵塞面積—磁通量檢測數(shù)值對比圖

2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

抽取高溫再熱器堵塞面積不同的射線檢測底片，所對應(yīng)彎頭進(jìn)行磁性法檢測，驗(yàn)證上述結(jié)果的正確性。

表3 高溫過熱器不同堵塞面積對應(yīng)彎頭進(jìn)行磁性法檢測

抽取高溫過熱器堵塞面積不同的射線檢測底片，所對應(yīng)彎頭進(jìn)行磁性法檢測，驗(yàn)證上述結(jié)果的正確性。

表4 高溫過熱器不同堵塞面積的射線檢測底片

2.4 總體討論

（1）經(jīng)過以上分析與驗(yàn)證，在某電廠1#、2#爐氧化皮檢測中，通過數(shù)據(jù)對比，高溫過熱器與高溫再熱器磁性法檢測數(shù)據(jù)與氧化皮堵塞面積有良好的對應(yīng)關(guān)系，可以依據(jù)《DL/T 1324-2014鍋爐奧氏體不銹鋼管內(nèi)壁氧化物堆積磁性檢測技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定的堵塞面積分級要求，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法，得出磁性法檢測驗(yàn)收數(shù)值。

（2）高溫再熱器與高溫過熱器氧化皮的形貌、堆積狀態(tài)、緊實(shí)程度不同，不銹鋼管道的直徑、壁厚不同，磁性法檢測數(shù)據(jù)存在較大差異，如：高溫再熱器磁性法檢測數(shù)值在0~12范圍內(nèi)，高溫過熱器檢測數(shù)值在0~5范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

（1）通過對不同規(guī)格的高溫再熱器、高溫過熱器進(jìn)行磁性法檢測和射線檢測底片數(shù)據(jù)分析對比，磁性法檢測和射線檢測氧化皮堵塞面積有良好的對應(yīng)關(guān)系。

（2）經(jīng)試驗(yàn)證明，數(shù)據(jù)分析得出的磁性法驗(yàn)收依據(jù)能夠在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用。

（3）不同規(guī)格、不同部件、不同的氧化皮形貌堆積狀態(tài)對數(shù)據(jù)影響較大，所以不同規(guī)格不同使用溫度下的管道磁性法驗(yàn)收數(shù)值不同，驗(yàn)收數(shù)據(jù)需分別通過實(shí)驗(yàn)對比的方法確定。