电站锅炉无损检测方法的具体分析

电站锅炉无损检测方法的具体分析

赵加星潘晴川刘涛

(中国特种设备检测研究院北京100029)

摘要:我国国民经济发展的基础就是就是电力工业，电力工业基础设施包括电站锅炉，科学合理的利用无损检测技术，可以促进电站锅炉安全稳定的运行。近些年开始出现超临界大型电站锅炉，因此对于损检测技术在电站锅炉检验中的应用也提出了更高的要求。电力工业首先要保证完善常规方法，其次再不断开发新的损检测技术和评价标准。

关键词：电站锅炉；无损检测；方法

电站锅炉运行环境极其恶劣，且长期处于高温、高压的工作状态，极易发生爆管等安全事故。因此，在锅炉制造、安装、运行等重要环节需进行金属监督预防事故的发生。无损检测能够在保持被检测对象原有结构、化学属性等前提下，发现承压部件的缺陷，并给予准确描述。

一、无损检测技术

其技术原理是，通过多辐射单元阵列组成雷达电磁波相控阵，控制聚焦方向，获取聚焦区域内信息。超声相控阵检验技术在医疗领域应用较广泛，但系统过于复杂、固体传导困难、费用较昂贵等原因，在工业领域应用水平仍较低。近年来，竖着电子与计算机技术飞速发展，超声相控阵检测技术逐渐成熟，已被应用于热疲劳裂纹等机器零部件物理变化检测之中，在火电站锅炉关键部件故障检验中发挥一定的作用。相较于普通超声波检测，超声相控阵检测技术通过阵列，可实现精准定位，结合数字技术与DSP技术，精确与延时性能大大提高，大大提高的检测效用，扩大了适用范围，现已可满足锅炉多个部位焊接点检测，评估焊接质量，鉴别是否留有缝隙等；适用于管道、锅炉附件、设备折角处裂纹检测，但其应用水平仍有待提高，定位与精确性尚无法满足实际应用需要。如针对部分管线密集区域，定位、精确性大打折扣。超声相控阵检测技术在电站锅炉规则零件检验之中，已初步实现了全自动化。

二、检测锅炉的主要方法

2.1内部检验的主要方式

锅炉检测有几种方法，一是目测。锅炉宏观检查是从大方向上把握锅炉情况，需要相关验测人员进入锅炉内部进行查看，通过目测和放大镜放大对内部情况进行查看，以便及时发现锅炉内外表面是否存在裂纹、起槽、变形和腐蚀等缺陷，形成基本判断。

二是无损检测。不破坏锅炉整体结构的情况下，通过磁粉原理，对锅炉进行检测，磁粉检测较为简便，需要对工件磁化情况进行检测，工件表面存在裂缝或磨损，就会在相应部位逸出磁力线并形成漏磁场。三是超声波检测。锅炉角焊缝熔合程度检测一般采用超声波检测，能够更加精准的掌握破损的情况，使精确度更高。

操作时的技术要求罗为严格，需要专业人员进行操作，这样才能对相关信号反映出的问题进行分析、确认，保证锅炉检测结果的精度。

2.2外部检验

锅炉外部检验需要在锅炉运行状态下进行，只有运行中的锅炉才能发现外部问题，主要围绕锅炉操作、管理、运行中的控制与管理做好检测，确保锅炉运行的规范与标准，使管理中出现的问题得以全面解决，达到使用标准相关要求。对锅炉进行外部检测时，需要查看锅炉承压部件是否存在元件形变和泄漏问题，通过运行检测，及时发现问题，解决运行中出现的不良情况，避免出现运行故障，消除不安定因素。

2.3水压试验

水压试验通过水的压力对锅炉进行检测，确保各个承压部件在水压作用下能够稳定运行，这种方法能检测到锅炉是否严密，大的水压会使锅炉强度不够的地方出现显现。水压试验安全、经济，水泄压膨胀释放能量小，保证热能使元件不被损害。在进行试压状态下，强大的水压能够测试出元件缺陷问题。同时水压试验还具有高度的安全性，水压试验实施不需要借助复杂的仪器或设备，也不需要操作人员拥有什么高深的技术，无论大小企业均可自行完成。

三、工业锅炉常用的无损检测技术

3.1超声检测技术

超声检测技术是锅炉常用无损检测技术中的一项重要技术，其检测原理如下：不同材料在声学性能与自身缺陷方面存在差异，超声波利用这种差异对材料进行检测，通过传播的差异性判断材料性能与结构。超声检测技术非常先进，甚至能检测到锅炉集箱与管子焊接角焊缝缺陷。在利用超声技术检测锅炉时，常见的缺陷为焊缝焊接熔合不佳，影响锅炉的正常运行，通过超声检测，能对锅炉焊接缺陷及时发现，并在根源上予以解决[1]。

3.2射线检测技术

在射线检测技术中，对于不同物体射线投入与吸收的程度存在着一定的差异，根据这种差异可以判断出不同材料存在的缺陷与问题。在运用射线检测技术检测锅炉时，应对射线入射角度进行适当调整，在射线投入材料的缺陷位置时，因吸收效果不好就会在底片位置呈现出黑度差，缺陷的形态与轮廓都会清晰地出现在底片上。通常来讲，射线检测技术比较适用于管融化焊接接头与金属板材的检测，且能够精确找出缺陷的位置与性质。

3.3磁粉检测技术

磁粉检测技术主要用于对电站锅炉磁铁性材料部件的缺陷检测。首先，对被检测部件实施磁化处理，如果材料存在不连续或者其他缺陷，磁力线会在该位置处断开，就会产生漏磁场，并对磁粉产生吸附作用，进而产生差异明显的磁痕。通过磁粉检测技术，能够比较直观地检测出材料缺陷的具体形态与位置信息。一般磁粉检测技术多用于对磁铁性材料缺陷的检测，例如磁铁性板材、管材等，同时对磁铁性材料焊接缝的缺陷问题也有较好的检测效果。

3.4漏磁通检测技术

该技术已基本成熟，被广泛应用中于电站锅炉管道腐蚀缺血检测，其基本原理是，利用自带的特殊磁铁，磁化被检部位，若没有缺陷，则产生一个均匀分布的封闭纵向磁通回路场，若存在缺陷，磁通路变窄，磁力线发生变化，磁阻增大，部分磁力线传出覆盖表面，出现漏磁场。仪器两端探头可通过检测漏磁场，将信号转化为数字信号，反馈检测点情况，如伤情位置深度、宽度、大小等。目前该技术已初步实现自动化，传感器技术相对成熟，软件性能齐全，性能稳定，技术可靠，误差低，是一种理想的检测小部件缺陷的无损检测技术。

3.5涡流检测

涡流检测技术是一种针对锅炉系统的检测技术，其系统主要构成包括涡流检测仪、检测线圈与其它辅助装置，主要检测途径是：远场涡流技术检测内外部腐蚀所致缺口、蚀坑与厚壁变化；定期系统性全面检测。以加拿大开发的远场涡流管道腐蚀检测系统为例，其具有较高的灵敏度与分辨率，探头针对性强，且可以互补，并可对信号实现初步的降噪。

结语：

服役期的电站锅炉，应定期停炉监督检验。定检主要关注对象也是高温高压管道、压力容器、汽机本体等重要部位的原材料及焊接接头。但是对锅炉受热面小径管而言仍以射线检测为宜。在实际工作中，需要综合考虑各种因素，在满足相关标准的前提下，应选择效率高、成本低易于实施的检测方法。

参考文献：

[1]张强。无损检测技术在电站锅炉安装检验中的应用[J].科技致富向导，2015（2）：236-236.

[2]郎冬余。电站锅炉无损检测技术研究[J].内燃机与配件，2017（19）：54-55.

[3]康志善。电站锅炉常用无损检测技术探讨[J].中国设备工程，2017（1）：71-72.

[4]鲁守银，马培荪，潘皓，等。电站锅炉热交换承压管自动无损检测技术[J].热力发电，2014,33（5）：71-74.

作者简介：赵加星（1981-05），男，本科，室主任助理，工程师，研究方向：超临界电站锅炉安装监督检验、定期检验。