電站鍋爐管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析

任志宏

（山西華視金屬檢測(cè)技術(shù)有限公司，山西 太原 030009）

一、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概述

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)屬于非破壞性檢測(cè)技術(shù)，是在保持原有理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，獲得和待檢測(cè)物品品質(zhì)相關(guān)的理化特性和內(nèi)容的檢測(cè)技術(shù)。電站運(yùn)營(yíng)中，鍋爐十分關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和材料理化性質(zhì)，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行效率有直接的影響。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)常用于電站鍋爐缺陷檢測(cè)，應(yīng)用效果比較理想，能夠有效檢測(cè)到缺陷位置及程度，保證鍋爐的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，從而使電站能夠正常運(yùn)行。目前，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有很多種，常用有超聲波檢測(cè)技術(shù)、低頻電磁檢測(cè)技術(shù)、金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)等。

二、幾種常見的無(wú)損檢測(cè)方法

（一）超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

超聲波作為一種機(jī)械波，在超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中多采用1.2MHz～3.5MHz的超聲波，不僅檢測(cè)速度較快，而且具有較強(qiáng)的穿透力。超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是當(dāng)前壓力容器檢測(cè)中較常采用的一項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，在具體檢測(cè)過(guò)程中，可以從工件表面沿周以傾斜角射入，并使其在管壁內(nèi)以鋸齒形的路線進(jìn)行傳播。對(duì)于無(wú)縫鋼管進(jìn)行橫向缺陷檢測(cè)時(shí)，波束可以沿軸向傾斜入射。而且在檢測(cè)過(guò)程中，回波高度會(huì)在熒光屏上顯現(xiàn)出來(lái)，并明顯地將回波路徑呈現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)將其與試塊的人工缺陷回波進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)對(duì)無(wú)縫鋼管的合格度來(lái)進(jìn)行判斷。

在利用超聲波對(duì)鍋爐壓力容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通常適用于鍛鐵皮缺陷，特別是超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)于鍛件內(nèi)的面積型缺陷具有非常好的適用性，因此在超聲波檢測(cè)時(shí)，多以鍛件作為主要的檢測(cè)對(duì)象。同時(shí)，超聲波檢測(cè)技術(shù)還能夠?qū)缚p中存在的未迷倒、未焊透、夾渣、裂縫等缺陷問題進(jìn)行有效檢測(cè)。另外，利用超聲波對(duì)鑄件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)會(huì)受到雜波干擾，所以只有在對(duì)鑄件檢測(cè)要求較低的情況下才會(huì)選擇超聲波技術(shù)來(lái)完成檢測(cè)任務(wù)。

（二）渦流檢測(cè)技術(shù)

渦流檢測(cè)儀、檢測(cè)線圈以及必備的輔助裝置就構(gòu)成了渦流檢測(cè)系統(tǒng)。通常渦流檢測(cè)系統(tǒng)分為常規(guī)渦流檢測(cè)、遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)、透射式渦流檢測(cè)。電站鍋爐中所用的管件多為鐵磁性材料，所以只能采用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流技術(shù)對(duì)管件內(nèi)外腐蝕引發(fā)的穿孔、凹坑、壁厚不均勻等缺陷進(jìn)行檢測(cè)。選擇渦流檢測(cè)技術(shù)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況充分考慮到各種因素對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響，以便于取得最好的檢測(cè)結(jié)果。

（三）射線透照的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

在射線的無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中，不同的材料對(duì)不同的射線有不同的反應(yīng)，我們可以分析和對(duì)比其所產(chǎn)生的結(jié)果，進(jìn)而來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)物質(zhì)射線透照系統(tǒng)主要是由圖像的處置、缺陷的識(shí)別以及評(píng)片三個(gè)系統(tǒng)組成的，雖然目前我們對(duì)圖像的數(shù)字化處置技術(shù)已經(jīng)有所提高，但是對(duì)于底片的處置技術(shù)還只是停留在爬坡的階段，所以針對(duì)圖像處置這一問題我們還需要加大研究力度。另外，由于圖像處置技術(shù)的提高，無(wú)損檢測(cè)的活絡(luò)度相對(duì)于之前已經(jīng)有了很大的提高，而且我們對(duì)于缺陷的識(shí)別技術(shù)的研究也有了很大的進(jìn)步，射線透照技術(shù)在我們對(duì)鍋爐管道進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。

（四）磁記憶檢測(cè)技術(shù)

金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)是一種檢測(cè)材料疲勞損傷與應(yīng)力集中的無(wú)損檢測(cè)方法。其原理是鐵磁工件受載過(guò)程中于應(yīng)力和變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的不可逆變化的磁狀態(tài)，這種狀態(tài)不僅能夠保留，而且還同最大作用應(yīng)力有關(guān)系。一般采用磁記憶檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備焊縫進(jìn)行快速掃描，以求發(fā)現(xiàn)應(yīng)力峰值部位，并對(duì)其表面進(jìn)行磁粉檢測(cè)、超聲檢測(cè)、硬度測(cè)試，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)備器件可能存在的裂紋及材料微觀損傷。

（五）磁粉探傷檢測(cè)技術(shù)

鍋爐壓力管道無(wú)損檢測(cè)工作中，利用磁粉探傷檢測(cè)技術(shù)，主要原理是鐵磁性材料在磁場(chǎng)中，經(jīng)過(guò)磁化后，在鍋爐壓力管道表面或者近表面會(huì)出現(xiàn)漏磁的情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)探傷。將鐵磁性材料，放到磁鐵的兩級(jí)之間，會(huì)有磁力線通過(guò)。一般來(lái)說(shuō)，均勻的材料，磁力線分布也是均勻性。若材料存在裂紋或者夾渣等缺陷，由于缺陷部分具有非磁性特點(diǎn)，存在著磁阻，使得磁力線輕易不能穿過(guò)，通常情況下會(huì)繞過(guò)它，在缺陷位置產(chǎn)生彎曲，最終顯示缺陷。基于此特征能夠判斷出缺陷。運(yùn)用磁粉探傷技術(shù)，使用交流電或者直流電，要嚴(yán)格按照具體規(guī)范進(jìn)行，保證檢測(cè)工作的質(zhì)量。

三、電站鍋爐管道的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

電站鍋爐管道使用的管材主要是無(wú)縫管，其主要應(yīng)用于設(shè)備組成件部分，而且在過(guò)熱器和再熱器中也普遍使用無(wú)縫管。無(wú)縫管的制作過(guò)程主要通過(guò)熱成型、拉拔成型、熱處理、化學(xué)清洗等加工步驟。在實(shí)際對(duì)無(wú)縫管的維護(hù)與檢測(cè)過(guò)程中，主要使用渦流與超聲波探測(cè)方法。其中，渦流檢測(cè)主要根據(jù)材料的缺陷處會(huì)形成同其他部位不同的畸變渦流場(chǎng)這一原理，再使用相關(guān)的儀器設(shè)備對(duì)渦流場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出缺陷的位置與缺陷程度，達(dá)到識(shí)別與檢測(cè)缺陷的目的。而超聲波探測(cè)方法主要是通過(guò)探頭等相關(guān)設(shè)備對(duì)被檢測(cè)設(shè)備發(fā)射超聲波，再使用相關(guān)檢測(cè)設(shè)備接收超聲波的反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析處理后得出缺陷所在的位置與缺陷程度。在利用超聲波對(duì)無(wú)縫管進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，主要使用液浸法與接觸法。其中，接觸檢測(cè)法主要是通過(guò)與無(wú)縫管表面耦合良好的探頭接觸管壁進(jìn)行檢測(cè)，而液浸法主要是通過(guò)線聚焦或者點(diǎn)聚焦來(lái)發(fā)現(xiàn)縱向上的缺陷。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，在電站鍋爐檢驗(yàn)中，要根據(jù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的要求，應(yīng)用各種常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)手段。隨著超臨界鍋爐等大型電站鍋爐的出現(xiàn)及相繼運(yùn)行，今后會(huì)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提出更高的需求。因此，應(yīng)在保證完善常規(guī)方法的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地不斷開發(fā)并應(yīng)用一些新的無(wú)損檢測(cè)儀器及檢測(cè)方法，并需不斷豐富和完善相應(yīng)的檢測(cè)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。