電站鍋爐無損檢測技術分析

竇永兵

（甘肅省特種設備檢驗檢測研究院，甘肅 蘭州 730050）

0 引言

鍋爐是火力發電中必不可少的關鍵設備，在長期高溫的狀態下運營，很容易產生故障，影響其使用壽命，管道老化速度會大大加快。當前我國經濟發展迅速，人們生活水平不斷提升，各行各業對電力資源的需求量都不斷上漲，這對鍋爐運行的穩定性也提出了更高要求。為了避免設備出現故障，在實際工作中，可以根據不同情況合理選擇無損檢測技術，包括聲波技術、電磁技術等，能夠更及時、更直觀的了解到鍋爐功能性是否完好，為電力資源的穩定供應提供保障[1]。

1 無損檢測技術概述

無損檢測（non-destructive testing,NDT）就是在不改變被檢測物質原貌的基礎上，獲取相關的特征和內容的技術。鍋爐在發電中的作用不言而喻，其內部結構是否穩定、各零部件運行是否正常、材料質量是否滿足標準，都和火爐能否穩定運行、電力資源能否穩定供應有著十分密切的聯系，有關人員要掌握無損檢測技術，對鍋爐運行狀態進行檢查，以便及時找到影響設備運行穩定性的相關因素，并制定合理的解決方案[2]。

2 傳統火力發電站檢測方法概述

在以往火力發電中，由于科學技術不夠發達，在對鍋爐進行檢測時，多半采用人工拆卸或是取樣檢查的方法，在每一次拆卸和組裝過程中，都會對鍋爐質量產生影響，長此以往，其出現故障的可能性就會大大增加，損傷也會不斷積累，讓關鍵零部件損壞。由此可見，傳統的檢測方法會大大影響到設備的使用壽命，且會為發電站帶來額外的成本、資金浪費，十分得不償失。在人們對電力資源需求量不斷上升，以及我國科學技術不斷發展的時代背景下，電站鍋爐檢測技術也得到了不斷完善，各種無損檢測技術被廣泛應用于實踐中，并取得了不錯的成效[3]。

3 常見的電站鍋爐無損檢測技術

3.1 相控陣檢測技術

相控陣檢測技術是眾多無損檢測技術中的一種，具有較為廣闊的發展前景，目前在很多電站鍋爐檢測中都得到了廣泛應用。相控陣檢測技術由一組數量固定的芯片組成，每個芯片都有其運行倒計時，相控陣檢測能夠讓超聲波在一個位置檢測到不同的形狀，這也是傳統探測技術不具備的優勢。在相控陣檢測技術剛研發問世初期，其應用并不像如今這般廣泛，主要是因為成本高，而且技術十分復雜。但隨著我國科學技術的不斷發展，相控陣檢測技術在工業領域的應用取得了發展突破，在鍋爐檢測上的應用和其他技術相比相對較少。針對對流換熱管件、二次預熱設備箱連體連接管控橋區域，可以利用超聲波檢測技術，可以通過聲波的反射，來了解到工件存在的缺陷，從而采取針對性的方法進行解決[4]。

3.2 低頻檢測技術

低頻檢測技術在應用過程中，要根據現場實際情況對探頭進行不斷調整，并通過發射低頻信號來獲取鍋爐的運行信息，通過不同頻率信號的反射，有關人員能夠及時了解到鍋爐材料、設備運行狀況等方面存在的問題，并及時對設備漏洞進行修補，避免出現意外情況。低頻檢測技術在很多國家都得到了廣泛應用，在我國也有應用越來越普遍的趨勢，該技術還可以通過管道表面完成檢測，并將檢測結果及時發送給技術人員，但如果管道表面有油漆，則會嚴重影響檢測結果的準確性。

3.3 不同材料的檢測技術

3.3.1 管材的無損檢測技術

通常來說，為了滿足在高強度狀態下的使用需求，鍋爐管材的選擇會十分謹慎，其質量基本不會出現任何問題。在無縫鋼管的檢測中，通常會用到超聲波探傷檢測法以及渦流探傷檢測法，能夠在不接觸、不改變鋼管原貌的情況下，了解管材是否存在質量問題。以上各種檢測方法的應用原理在于，如果鋼管材料質量存在缺陷，則會產生畸形的渦流場，并將渦流指數發送到系統中，技術人員就能夠直觀的了解到其質量問題。就目前情況來看，不僅是很多電站掌握了以上各種無損檢測技術，對于管件的生產廠家而言，也會廣泛應用到多樣化的自動檢測技術，例如在利用超聲波進行檢測時，可以根據聲波反射回來的信號，第一時間了解到管材存在的質量缺陷，并及時對其進行修復。

3.3.2 板材的無損檢測技術

自動化超聲檢測是板材質量檢測中常用的方法之一，主要是因為鋼板的形狀、大小、尺寸等都較為穩定，不會發生較大改變，而且檢測起來十分簡單，以自動化的方式對其進行探傷十分合適。

3.3.3 鍛件的無損檢測技術

由于鍋爐是電站中的關鍵設備，其結構十分復雜，關鍵部分會使用到鍛件結構，為了保證該部分結構質量符合要求，可以利用超聲波進行檢測。在實心鍛件的檢測方面，可利用縱波探頭，但由于不同部位的鍛件形狀、狀態、型號等都存在差異，在實際工作中一定要做好區分，要能夠應用不同的技術，從多個不同的角度進行綜合探測處理[5]。

3.4 超聲導波檢測工藝

電站鍋爐內部的氣液相管路十分復雜，而且縱橫交錯，不管使用哪種方法，基本上都不可能做到100%的檢測，部分細小問題更是難以被察覺，久而久之就會影響到設備使用壽命。由于工作環境的特殊性，對鍋爐管道材料提出了更高要求，但抽樣檢測的方法具有一定的隨機性，不僅如此，管道安裝部位還具有局限性，如果探頭無法深入到管道內部，其檢測結果就會大受影響，或是受到探頭本身質量原因，難以對關鍵工件進行檢測。而超聲導波檢測技術就能夠有效解決上述各種問題，從本質上來看，超聲導波檢測是超聲檢測技術的一種，導波作為超聲波中的一個單一類型，聲波可以穿透比較厚的管道壁，具有更強的穿透力和跨越度，根據有關數據顯示，導波能夠穿透一米多深的介質，從而起到檢測作用，并且能夠保證檢測結果的真實性和準確性[6]。

3.5 內置旋轉式超聲波定量檢測技術

該技術在應用過程中，主要是將水填充到被檢測工件的導管中，將探頭放置于管道中，通過超聲波在水中的反射，利用晶片將回波進行吸收。并非所有的回波都能夠被晶片回收，部分超聲波會反彈到被檢測單位的導管中，經過原路返回被晶片接收，在整個檢測過程中，會收到不同的反射信號，可以有效提升檢測的準確性，也能夠避免出現檢測盲區。

3.6 磁粉探傷技術

這是電站鍋爐無損檢測技術中，應用起來最為方便，也是技術含量要求最低的技術之一。從其名字可以看出，主要就是利用帶有磁性的粉末，均勻撒在鍋爐管道的內壁和外壁，通過觀察磁粉的分布情況，就能夠準確掌握鍋爐是否存在質量問題或缺陷。該技術的主要應用原理在于，當鍋爐管道存在質量缺陷時，磁粉就會受到缺陷的影響而呈現不均勻的分布，而如果管道沒有缺陷，磁粉分布就會十分正常。這種檢測方式十分直觀，但在實際應用中也具有強烈的局限性，由于磁粉本身就存在磁性，很容易受到強烈磁場的干擾，無法保證檢測結果的真實性，因此通常會被當作輔助檢測手段，而非主要檢測手段。

3.7 射線檢測

在利用這種方法時，要根據不同射線設備的特點來進行合理選擇，從而讓射線能夠更好的穿透鍋爐設備完成檢測。通常來說不同射線設備所發出射線的信號強弱、穿透能力等都存在區別，例如X射線探傷機的能量范圍為50～450 kV，在厚度為50 mm以下的鋼板檢測中，就具有較強的應用優勢。除此之外，在小型鍋爐以及開孔較小位置的檢測中，可以應用γ射線，主要是因為其穿透能力不強，在使用中值得注意的是，γ射線對人體有害，且靈敏度不高，具有一定的缺陷[7]。

4 電站鍋爐設備運行質量分析

鍋爐是火力發電站為人們提供穩定電力資源的重要設備，為了提升其質量管理水平，在日常工作中要做到以下幾點。首先，要定期對鍋爐設備進行檢查、維護和保養，及時更換零部件，可應用先進技術，推動設備檢測工作朝著信息化、現代化、智能化的方向發展，一旦發現問題，系統能夠自動報警，提示技術人員進行維護。其次，要根據鍋爐規格、材料、以及其他因素，合理選擇應用無損檢測技術，確保技術使用的合理性，在發現設備存在缺陷時，要能夠采取針對性的應對策略。最后，全面提升鍋爐管理人員的綜合素質以及專業能力，要做到防患于未然，加強設備細節之處的檢測，在實踐中不斷提升個人能力，積累工作經驗，掌握各種突發情況的應對策略，在設備出現故障時不要慌亂，要能夠及時解決問題，確保鍋爐能夠穩定運行。要掌握最基本的檢測方法，包括目視檢測、表面檢測等，要能夠通過裸眼、放大鏡等對設備缺陷進行觀察，包括組件連接是否正常、鋼板焊接是否符合要求等，及時解決鋼材的生銹、腐蝕等問題。

5 結語

總而言之，電力工業是我國經濟發展的重要基礎，當前人們生活水平不斷提升，對電力資源的依賴性也越來越高，在火力發電中，想要保證鍋爐能夠正常工作，就要根據實際情況，合理選擇無損檢測技術。隨著我國科學技術的進步，對無損檢測技術的要求也越來越高，不同技術有其各自的應用優勢和缺陷，要合理選擇。有關人員要加大技術研發力度，以鍋爐的穩定運行，推動我國電力事業的可持續發展。