无损检测技术在火力发电厂锅炉“四管”检验中的应用

程玉杰

摘要：随着城镇用电量的激增，作为我国发电主力的火力发电厂面临的挑战越发严峻，而锅炉“四管”泄漏问题给电站锅炉的连续运转和可靠运行带来了严重影响，因此造成的非计划停机损失逐年递增。文章主要简单地介绍了无损检测技术的分类，通过研究无损检测技术对降低锅炉“四管”爆裂的重要意义，分析无损检测技术在火力发电厂锅炉“四管”检验中的应用。

关键词：无损检测技术；火力发电厂；“四管”检验

随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也逐渐提升，用电量也逐渐增大，在这种情况下，我国火力发电厂的发展也遇到了一系列的挑战，锅炉“四管”检验工作十分重要，可避免锅炉“四管”发生泄漏，保障火力發电厂的安全运行，以满足人们的供电需求。在火力发电厂锅炉“四管”检验中，应用无损检测技术，有利于保障锅炉“四管”检验质量，提高火力发电厂锅炉“四管”检验技术。无损检测技术在锅炉检测中的应用历史约三十多年，已经建立了较为完善的检测标准，也培养了专业的检测人员，能为火力发电厂的安全生产提供重要保障。

1 无损检测技术的分类

无损检测技术应用于锅炉等压力容器的历史在我国已经有三十多年，并在发展中不断完善，目前为止，我国已建立了较为完备的无损检测行业相关标准和体系，并形成了较为完备的从业人员培训和从业资格认证体系。无损检测技术是应用声、光、电磁等手段对检测对象某些参数进行检测，并与正常使用状态对比，从而得出待检对象当前状态的技术。 目前对于锅炉四管等压力容器的无损检测技术主要包括以下几类。

1.1 磁记忆检测。

该方法是利用铁磁性材料在在载荷作用下发生形变导致应力集中时，本身磁致伸缩性质以及磁畴组织会发生不可逆变化，即使载荷消除，其性质也会保持，对构件的缺陷具有长期记忆作用，利用磁记忆检测探头，可对该构件进行检测，得出其缺陷位置等信息。

1.2声学检测

应用于无损检测的声学检测方法主要有两种，一种是基于超声发射的检测技术，用外部声源穿透待检材料，根据反馈的超声信号能量、频谱等参数对信号进行分析和处理，得出材料状态，该种方法多用于非使用状态的检测；另一种是在连续使用状态下的检测，该种检测方法原理是， 当材料出现缺陷时，流体流经缺陷位置，会由于湍流原因产生相应的噪声，通过对噪声能量等参数的分析，可以得出缺陷位置、尺寸等的参数。

1.3磁粉探伤

对待检铁磁性材料进行磁化后，通过对磁力线连续性以及畸变性的检测，获知材料当前缺陷的具体情况，是目前常用的磁粉探伤检测方式。该技术可以应用在压力容器制造以及使用的过程中，但是由于磁化能力的限制，目前该技术只能用于对薄管表面进行探伤。

1.4射线检测

射线检测与超声检测的原理类似，利用射线穿透待检材料后，在缺陷部位可以产生相应的射线的折射以及衰减系数的变化，从而利用成像技术对材料内部缺陷进行描述。该技术对于操作人员有一定健康上的影响。

1.5 渗透检测

渗透检测利用渗透性材料涂抹于待检材料表面，经过一段时间后，利用成像技术对材料内部进行成像。该技术耗时较长，且只能对表面浅层缺陷进行检测。

2无损检测技术对降低锅炉“四管”爆裂的重要意义

火力发电厂锅炉“四管”爆裂现象具有极大的安全危害，不利于火力发电厂的可持续发展。引起锅炉“四管”爆裂的原因主要是管材遭受损伤，被腐蚀或是磨损，过高的温度也可能引发“四管”爆裂。另外，“四”爆裂还受锅炉焊接、构件加工等因素的影响，增加了“四管”泄漏的频率，以致于很容易出现锅炉爆裂故障。当锅炉“四管”受到腐蚀的时候，则会对锅炉的正常运行造成影响，检验此类型的锅炉损害时，可充分利用射线、磁记忆等检测方法，这类型的无损检测技术能够充分发挥其作用，及时发现锅炉管材中的缺陷，防止管材在检测过程中受到二次损伤，从而减少锅炉“四管”爆裂现象的发生。锅炉“四管”还有可能出现磨损缺陷，造成这种损坏的原因在于管材运输过程中擦伤或是碰撞导致管材表面变得粗糙，多是外部损坏，而管材的内部出现磨损则是制造过程中出现问题。在检测锅炉“四管”破损状况时，可以采用宏观检测方式，通过测量、触摸来发现和处理管材的磨损缺陷，以避免其恶化为腐蚀等更严重的情况，以降低锅炉“四管”的爆裂几率。

3 无损检测技术在现场的应用

3.1现场检测存在的问题

对于锅炉小径管对接焊缝，超声波检测中存在着管子直径小、曲率大、管壁薄，耦合差等特点，并且管壁厚度范围处在一般探头的近场区内，对缺陷的准确判断有一定的困难，易发生误判或漏检。对于锅炉小径管与联箱的管座角焊缝，一个联箱上要焊接多排支管，结构紧凑，一般采用手工焊接，统计表明70%的缺陷结构出现在支管侧焊缝熔合区，且大多出现在焊缝根部和中部，检测中由于管子排列紧密，有些焊缝位置用超声波或射线探伤较难检测。

3.2检测设备的选择

采用A型脉冲反射式超声波探伤仪。所用仪器标准中关于检测设备的要求。要求仪器具有较高的分辨力和较窄的始脉冲宽度。现在一般采用数字式超声波探伤仪。探头楔块宜加工成与管外壁吻合良好的曲面。

3.3射线探伤、渗透探伤等其他方法的应用

射线探伤主要用于对检测中发现的带有缺陷的焊接接头进行照相验证。由于检修现场拍片位置受到限制，排列紧密的排管无法变换角度，所以只能透照一次。对外径小于或等于76mm的管子，其焊缝采用双壁双影法透照时，允许一次透照，并应选择较高的管电压，管子内壁轮廓应清晰地显现在底片上。渗透探伤主要用于超声波及射线探伤无法检测的焊缝部位。

结论：

随着科学技术的发展，各种专用探伤仪器技术性能越来越先进，本文对可应用于锅炉“四管”检测的无损检测技术进行了分析，并着重研究了基于声发射技术的锅炉“四管”检测技术，提出了一套应用于实际检测的声发射检测设备，并对其应用进行了分析。

参考文献：

[1]高倩，刘乃江，刘寅，等.煤粉锅炉爆管故障诊断案例分析[J].节能，2014.

[2]刘寅，高倩，王明庭，等.电站锅炉无损检测方法及应用[J].节能，2015.

[3]曾凡云.无损检测技术在火力发电厂锅炉四管检验中的应用[J].科技风，2015.