便攜式X射線數字成像技術在鍋爐管道氧化物堆積檢查中的應用

朱春旺，劉森玉，柏振峰，陳曉敏，王航利

（1.GE檢測控制技術，上海 201203；2.上海吳涇第二發電有限責任公司，上海 200241）

鍋爐管道由于氧化物剝落堵塞、引起爆管的事故不時見諸報道，一直以來都是一個在世界范圍內普遍關注的問題。在我國，隨著機組服役期的延長和承擔調峰任務的增多，以及機組參數向超臨界甚至超超臨界參數發展，此類問題更為突出［1］。資料顯示，超臨界機組π型鍋爐一般運行30 000h以后，就容易出現氧化物脫落、堆積、堵塞、爆管現象（國內，爆管之前，鍋爐運行的最短時間是3 000h）。

目前，主要有兩種方法檢查氧化物的堆積情況，預防爆管的發生，它們是：

（1）傳統膠片射線檢查法 該方法最大的優勢是直觀，但實施起來耗時費力。主要原因是現場拍片參數選擇復雜，不能實時顯像，為取得理想的圖像，往往需要多次拍攝。底片需暗室處理，得到最終結果的時間較長。

（2）電磁感應法 通過氧化物（含磁性）和奧氏體不銹鋼（不含磁性，如TP304H、TP347H、Super 304H等）的磁性不同，用電磁感應的方法，方便快捷地判斷是否有氧化物堆積。但該法由于奧氏體基體自身可能帶有磁性這一現象的存在，對電磁法檢測結果會產生一定干擾，不易準確判定氧化物的管內堆積量，時有誤判或檢測結果與實際情況相差較大的記錄。同時不適合鐵素體鋼（含磁性，如T91，P91，T23等）的檢查。

便攜式X射線數字成像技術能成功地克服上述兩種方法的局限性，既能檢查奧氏體不銹鋼，又能檢查鐵素體鋼；同時操作簡單，經計算機數字采集和處理，無需暗室處理過程，只要20～30s就能獲得清晰、理想的圖像。

1 檢測原理及設備

工業用X射線成像和通常在醫院、機場、地鐵等見到的拍片、CT、安檢系統工作原理一樣。X射線在穿透不同的物體時與物質發生相互作用，因吸收和散射引起強度變化，感光材料DR板接受到該強度變化信號后，經信號處理形成常見的影像，其原理如圖1所示。通常，用于氧化物堆積檢查的一套完整的X射線數字檢測系統包括：射線源（微型脈沖射線源或X光機）、DR板（DXR250V）、Rhythm工作站（圖像顯示系統，含圖像處理分析軟件）等。

圖1 X射線數字成像原理示意圖

2 現場實際檢查

上海某發電廠2臺600MW鍋爐自2009年11～2011年2月間，因爐管彎頭處氧化皮堆積，接連發生了5次爆管泄漏和2次超溫事件。其中后屏過熱器爆管泄漏3次、末級過熱器氧化皮堵塞超溫2次、末級過熱器爆管泄漏2次。為了監督氧化皮堆積情況，該廠于2011年5月邀請GE檢測控制技術工程師對其過熱器、再熱器管進行氧化物堆積情況DR檢查。首先，技術人員在實驗室進行了大量模擬試驗，獲取得到清晰、理想圖片的最佳試驗參數范圍，如焦距、射線源能量等。圖2是實驗室內模擬檢查時的設備布置圖，圖3是模擬檢查獲得的圖片，可見管內積水面和氧化物堆積的情況非常清楚。然后，在現場可能發生氧化物堆積的區域進行了DR檢查，最終，發現了部分管道有氧化物堆積的情況，圖4是在現場發現存在氧化物堆積的彎頭處的圖像，為電廠制定檢修方案提供了可靠的依據。

3 結論

試驗和現場檢查證明，便攜式X射線數字成像技術DR是一種理想的氧化物堆積檢查手段：① 操作快捷，拍攝時間短（20～30s），無需暗室處理，可快速獲得爐管內部透視圖像，檢測效率大幅提高。② 圖像清晰，能直觀反映氧化物的堆積量。③ 可適應各類鋼種及部位的受熱面管內部檢驗，不受鋼種牌號限制。

［1］朱建臣，李云飛，王玉興.奧氏體不銹鋼管內壁氧化物脫落原因分析及檢測方法探討［J］.電力設備，2008（2）：58－60.