無損檢測技術在鍋爐壓力管道檢驗中的應用探討

王偉

摘 要：隨著我國城市群建設步伐的加快，城鎮電力、熱力的需求日益提升。鍋爐壓力管道作為火力發電及熱力生產的重要組成部分，長期運行易存在安全隱患，因此做好壓力管道的檢驗工作是十分必要的。本文介紹了常用的幾種無損檢測技術的原理與特點，并重點探討壓力管道檢驗中無損檢測技術的綜合應用，以確保在用壓力管道安全運行。

關鍵詞：鍋爐壓力管道;無損檢測;檢驗;綜合應用

對于壓力管道來講，一定要在安裝過程中完全符合標準要求和操作規范。但是在長期使用過程中，因受管道介質、運行環境、外部因素的影響，壓力管道往往會出現裂紋、腐蝕、減薄等問題，為管道的安全運行埋下隱患。因此，需要應用無損檢測技術來判斷、評估在用壓力管道的質量與安全狀態，以便于進行后續處理。

1無損檢測技術簡介

無損檢測技術是利用物質的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象結構與使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小、位置、性質和數量等信息。相對于其他檢測手段，其優勢在于非破壞性、全面性、全程性，即在生產安裝使用的全過程中不損害被檢設備，在成品上即可實現100%檢測。

2壓力管道檢驗中常用的無損檢測技術

2.1射線檢測（RT）

射線檢測是利用工件內部缺陷或結構差異會改變射線衰減，射線束透過工件到達膠片不同區域透射射線強度不同，以此判斷工價內部的缺陷和物質分布。工業射線檢測一般使用的是X射線、γ射線，其可以對缺陷進行定性和定量分析，直觀反映質量缺陷的類型、數量、尺寸和位置。射線檢測的缺點是檢測速度較慢、成本高;且對人體具有輻射生物效應，危害人體健康，需要做好輻射防護措施。

2.2超聲檢測（UT）

超聲檢測是基于超聲波在介質中的傳播特性，且在遇到聲阻抗不同的兩種介質分界面時會發生反射這一原理，對管道的質量缺陷進行檢測。超聲檢測具有穿透能力強、靈敏度高、定位定量準確、檢測速度快、設備便攜且對人體沒有危害等優點，而其最大不足就是定性困難，結果顯示不直觀，依賴檢測人員經驗。

2.3磁粉檢測（MT）

磁粉檢測是利用鐵磁性工件被磁化后，不連續處工件表面和近表面的磁力線會發生局部畸變而產生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉形成可見的磁痕，從而顯示出不連續性的位置、大小、形狀和嚴重程度。磁粉檢測幾乎不受工件幾何形狀、大小及缺陷方向的影響，且結果顯示直觀、靈敏度高、檢測速度快;但是磁粉檢測無法用于內部深層次缺陷檢測，檢測時會污染工件、產生銹蝕，有時需要進行退磁處理。

2.4滲透檢測（PT）

滲透檢測是將滲透劑浸涂在經預處理后的壓力管道被檢測部位上，在毛細作用下滲透劑滲入表面開口缺陷中;然后利用清洗劑去除多余的滲透劑，最后在被檢查設備表面施涂吸附介質顯像劑，使存有質量缺陷的位置顯現出來。滲透檢測可廣泛應用于非吸收性物料的表面開口缺陷，對于形狀復雜的缺陷可一次性全面檢測。但其難以檢測多孔材料，且檢測材料屬于化學制劑，噴涂作業會形成粉塵污染環境、危害檢測人員身體健康。

2.5X射線數字成像檢測（DR）

X射線數字成像檢測技術與X射線膠片照相方法在基本原理上是相同的，不同之處在于平板探測器替代了膠片并引入計算機處理技術。數字圖像形成過程是“光電轉換”與“模數轉換”的結果。數字成像檢測技術可以實現連續曝光，檢測時間短、獲取結果快，且檢測結果易于查閱和保存。但其目前對于焊縫中存在的細小裂紋和未熔合難以檢出，數字探測器性能易受環境條件的影響，使用時應特別注意。

2.6紅外探傷檢測

紅外探傷檢測技術是以熱傳導理論和紅外熱成像理論為基礎，通過紅外輻射的分析方法對物體內部能量流動情況進行測量，使用紅外熱成像儀顯示檢測結果，來判斷壓力管道的質量缺陷。紅外探傷檢測技術分為主動式和被動式兩種：主動式是通過向被測物體注入熱量破壞原熱平衡，監測物體表面的溫度場的分布，確定是否存在在孔洞、裂縫等質量缺陷;被動式檢測無需加載熱源，利用物體自身溫度與環境溫度的熱交換，監測物體表面紅外輻射進而檢測質量缺陷。紅外探傷檢測技術可以實現快速掃描， 有較高的檢測效率。但其儀器精度和靈敏度受外界影響較大，不適用于內外溫差大的檢測環境。

2.7超聲導波檢測

超聲導波檢測技術是根據被檢工件特征，使用專用設備激勵出能在構件中傳播的導波，當導波遇到缺陷時會產生反射回波，利用接收傳感器接收并分析回波信號的特征和傳播時間，實現對缺陷大小和位置的判別。超聲導波具有特定的頻率，傳播受管道幾何邊界條件的約束，一般可沿管壁傳播數十甚至數百米。因此，其可實現大范圍長距離在役壓力管道的內外部缺陷同時檢測，檢測成本低、速度快。然而目前該技術的檢測靈敏度和精度仍較低，信號解釋難度大，國內缺乏專業技術人才和自主產權的高精度檢測設備。

3無損檢測技術的綜合應用

無損檢測技術的種類繁多，每一種無損檢測方法均有其能力范圍和局限性，使用不同的檢測技術往往結果也會存在差異。無損檢測技術選用時應深入了解壓力管道的材質、功能結構、運行狀態等信息，以不漏檢任何缺陷為目的，且要方便現場檢測實施。檢測時為提高被檢工件的缺陷檢出率，可以將幾種檢測方法配合使用，確保整個設備的質量安全。例如，運用超聲檢測與磁粉或滲透檢測技術同時檢測厚大工件，能夠有效地發現被檢工件表面缺陷和內部缺陷;運用射線檢測、DR檢測技術進行探傷時易造成層間缺陷的漏檢，而超聲檢測技術對分層、層間未熔合等面積型缺陷極為敏感;滲透檢測技術在設備修復過程中，能夠有效配合其他檢測技術直觀顯示裂紋、蟲孔等缺陷的走向及深度，方便修磨;運用常規無損檢測技術檢測長距離和管廊集中布置的壓力管道時，面臨著工作量大、面廣、管距小、時間緊等特點，檢測難度大、投入成本高。而超聲導波檢測檢測速度快、測點設置少等特點恰好滿足這一要求，其中磁致伸縮超聲導波檢測技術可在管距10 mm情況下檢測，并且可在高溫和帶10 mm以下的涂層、防腐層和保溫層情況下進行檢測。但目前超聲導波檢測設備依賴進口、人才隊伍缺乏，且對缺陷位置、性質的判斷易受工件幾何形狀影響，還需采用傳統無損檢測技術進行補充評價與確認。另外，近幾年無損檢測技術隨著科技水平和信息化技術的進步，不但傳統無損檢測技術逐漸完善，還涌現出很多新的檢測技術。其中，運用直流電磁記憶測試技術不僅可以準確判斷壓力管道中裂紋的位置和方向，還可以發現深處的缺陷，避免由于某些缺陷的方向不同而導致漏檢;衍射時差法、相控陣超聲檢測技術結果直觀、檢測數據可追溯的特點，很好的彌補了傳統超聲檢測的缺憾，得到了越來越多的推廣運用。總之，無損檢測技術運用應弄清特點，合理選擇， 互相補充。

結語：無損檢測技術在鍋爐壓力管道上的應用，已有了一套完整的體系，但必須認識到任何一種無損檢測方法都有其優缺點。應用無損檢測技術要不拘一格，應盡可能采用多種方法互相取長補短，同時大膽嘗試新技術，改進傳統檢測手段，以便獲取設備更多的質量信息，從而及時修復壓力管道中存在的缺陷，確保管道的安全運行。

參考文獻：

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