论文部分内容阅读
【摘 要】本文根据当前电站锅炉监督检验工作的实际需要，结合电站锅炉安装监督检验工作的实际经验，介绍了电站锅炉安装监督检验过程中无损检测技术的应用。
【关键词】无损检测；电站锅炉；安装检验
电站锅炉是电站的三大主机之一，由于其结构较为复杂，所处环境和工况十分恶劣，因而运行过程中具有潜在的泄漏甚至爆炸的危险，所以通过合理有效的无损检测手段，在锅炉相关部件的制造、安装及定期检验过程中来对其质量进行控制，对于降低锅炉事故率，保证其安全运行具有重要的意义。
电站锅炉无损检测的方法很多，标准有明确规定、且较常使用的共有五种，主要包括；射线、超声、磁粉和渗透检测。以上检测方法使用广泛、检验结果直观、可靠性强是电站锅炉检验人员必须掌握好的无损检测方法。
1.无损检测概论
为了确保电站锅炉的安全运行，在锅炉的设计、制造、施工安装及定期检验的整个过程中，需要通过一定的非破坏性措施或检测方法，来预先发现安全隐患，对设备的质量进行提前控制，无损检测技术在质量控制过程中就发挥着这样的作用。下面将根据电站锅炉安装检验过程所采用的不同无损检测技术进行相关介绍。
2.电站锅炉安装过程中的无损检测技术
由于电站锅炉是一套很大的装置，在制造厂内只能制造各个大的部件，大量工作需要在现场进行组装完成。现行电站设计施工验收标准主要依据《特种设备安全法》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、JB/T4730-2005《承压设备无损检测》等对焊缝无损检测的具体规定执行。以下介绍几种常用的无损检测方法。
2.1目视检测
目视检测是通过裸眼或低倍的5或10倍的放大镜对各类组件或焊缝的结构及外表状况进行观察，以确认不允许的锈蚀、组织疏松、凹坑或裂纹等缺陷存在的一种检测方法。
2.2表面检测
常用的表面检测技术包括磁粉、渗透、涡流检测。磁粉检测是一种适合于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测技术，磁粉探伤系统包括磁粉探伤和荧光磁粉检测；渗透检测是适合于非多孔性表面开口缺陷的检测技术，常见的溶剂清洗型渗透探伤系统由清洗剂、渗透剂及显像剂组成，根据渗透剂的不同，又分为荧光渗透剂和普通渗透剂；涡流检测适合于规则形状的导电管材、棒材或线材的表面和近表面缺陷的检测。各类表面检测技术的操作方法、要求及结果评价方法依据JB/T4370—2005标准执行。对于电站锅炉无损检测采用的各种表面检测技术，由于磁粉检测具有很高的检测灵敏度，可发现工件表面和近表面微米级宽度的小缺陷，所以常常优先选用磁粉检测，确因工件结构形状等原因不能使用磁粉检测时，才考虑选用渗透或涡流检测。
2.3射线检测
射线检测过程中，应根据工件和源的种类或射线机的特点以及技术条件的要求选择适宜的透照方式。射线因源种类及底片质量级别要求不同，其能够透射的工件厚度的范围是不同的。X射线探伤机的能量一般在50～450kV的范围内，适用于厚度<50mm钢板的单面透照和<20mm钢管的双面透照；常用的γ射线源Se、Ir和Co。的透照厚度因源的种类不同而异。由于γ射线源的几何尺寸小、能量高，既适用于X射线机和人无法进入的开孔小的部位，也适用于X射线无法穿透的厚壁材料，同时工作过程中不需要电源，且工作效率高，因此适合于现场作业。但是，γ射线源的不足就是对人体辐射危害大，且透射底片的灰雾度大、灵敏度相对较低，需要对底片系统的级别进行要求。对于厚度>200mm对接焊缝的射线探伤必须采用射线加速器才能进行，常用射线加速器的能量在1～12MeV，可检测钢板的厚度范围为40～380mm。电站锅炉射线检测的结果按照DL/T821—2002《钢制承压管道对接焊焊接头射线检验技术规程》及JB/T4730-2005标准进行检测和结果评价。
2.4超声检测
目前电站锅炉安装过程中常用的超声检测方法为A扫描，但常规的A扫描超声波探伤具有缺陷结果显示不直观、探伤技术难度大及探伤结果不易保存等缺点。近年来，结合各种数字图像处理技术，全自动超声波技术发展迅速。各种B扫描、C扫描和P扫描技术日趋完善和成熟。同时多探头、多扫描方式组合的超声回波检测（PE）技术及日渐成熟的超声波衍射回波技术、低频技术等也在近年来逐步得到完善，进一步充实了超声波检测技术的内容。目前，全自动超声检测技术在国外已被大量地应用于规则元件的纵焊缝及环焊缝检测。与传统的手动超声检测和射线检测相比，其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染以及降低操作人员的作业强度等方面均有着明显的优点。如全自动相控阵超声检测系统就是采用区域划分的方法，按照厚度的不同将焊缝分成垂直方向上的若干个区，每个特定的探头覆盖一定的区域，各区稍有叠加以达到能够对被检对象进行100%扫查覆盖的目的，再由探头辅助系统来控制相控阵多套探头分别对其控制的区域进行分时分区的扫查，对扫查的结果进行数字图像处理后即可得到以双门带状图显示的扫查结果。TOFD（衍射时差法）检测系统也是一套全自动超声波检测系统，当探头对埋藏缺陷发射声波时，在缺陷的上下两端会相应的有衍射回波传播，通过接收该衍射回波即可达到对缺陷进行检测的目的。但是到目前为止，这些新的超声波探伤技术都没有具体的标准规范可以依据，基本上停留在企业标准和操作指导书的水平上，而对成熟的电站对接接头手动超声波A型检测，目前主要是按照JB/T4730-2005标准进行检测。
3.结束语
电力工业是国民经济的发展基础，电站锅炉是电力工业基础设施的重要组成部分，合理有效的无损检测技术是保证电站锅炉安全运行的重要手段之一。随着超临界大型电站锅炉的出现，对无损检测技术提出更高的需求。因此，应在保证完善常规方法的基础上，不断开发一些有针对性的新的无损检测技术及评价标准。
【参考文献】
[1]王在峰.压力容器无损检测新技术的原理和应用.机械管理开发，2011.
[2]沈功田.声发射源定位技术.无损检测，2002.
[3]国家标准局.JB/T4730-2005承压设备无损检测，2005.
[4]国家标准局.GB/T18182-2000金属压力容器声发射检测及结果评价方法，2000.
【关键词】无损检测；电站锅炉；安装检验
电站锅炉是电站的三大主机之一，由于其结构较为复杂，所处环境和工况十分恶劣，因而运行过程中具有潜在的泄漏甚至爆炸的危险，所以通过合理有效的无损检测手段，在锅炉相关部件的制造、安装及定期检验过程中来对其质量进行控制，对于降低锅炉事故率，保证其安全运行具有重要的意义。
电站锅炉无损检测的方法很多，标准有明确规定、且较常使用的共有五种，主要包括；射线、超声、磁粉和渗透检测。以上检测方法使用广泛、检验结果直观、可靠性强是电站锅炉检验人员必须掌握好的无损检测方法。
1.无损检测概论
为了确保电站锅炉的安全运行，在锅炉的设计、制造、施工安装及定期检验的整个过程中，需要通过一定的非破坏性措施或检测方法，来预先发现安全隐患，对设备的质量进行提前控制，无损检测技术在质量控制过程中就发挥着这样的作用。下面将根据电站锅炉安装检验过程所采用的不同无损检测技术进行相关介绍。
2.电站锅炉安装过程中的无损检测技术
由于电站锅炉是一套很大的装置，在制造厂内只能制造各个大的部件，大量工作需要在现场进行组装完成。现行电站设计施工验收标准主要依据《特种设备安全法》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、JB/T4730-2005《承压设备无损检测》等对焊缝无损检测的具体规定执行。以下介绍几种常用的无损检测方法。
2.1目视检测
目视检测是通过裸眼或低倍的5或10倍的放大镜对各类组件或焊缝的结构及外表状况进行观察，以确认不允许的锈蚀、组织疏松、凹坑或裂纹等缺陷存在的一种检测方法。
2.2表面检测
常用的表面检测技术包括磁粉、渗透、涡流检测。磁粉检测是一种适合于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测技术，磁粉探伤系统包括磁粉探伤和荧光磁粉检测；渗透检测是适合于非多孔性表面开口缺陷的检测技术，常见的溶剂清洗型渗透探伤系统由清洗剂、渗透剂及显像剂组成，根据渗透剂的不同，又分为荧光渗透剂和普通渗透剂；涡流检测适合于规则形状的导电管材、棒材或线材的表面和近表面缺陷的检测。各类表面检测技术的操作方法、要求及结果评价方法依据JB/T4370—2005标准执行。对于电站锅炉无损检测采用的各种表面检测技术，由于磁粉检测具有很高的检测灵敏度，可发现工件表面和近表面微米级宽度的小缺陷，所以常常优先选用磁粉检测，确因工件结构形状等原因不能使用磁粉检测时，才考虑选用渗透或涡流检测。
2.3射线检测
射线检测过程中，应根据工件和源的种类或射线机的特点以及技术条件的要求选择适宜的透照方式。射线因源种类及底片质量级别要求不同，其能够透射的工件厚度的范围是不同的。X射线探伤机的能量一般在50～450kV的范围内，适用于厚度<50mm钢板的单面透照和<20mm钢管的双面透照；常用的γ射线源Se、Ir和Co。的透照厚度因源的种类不同而异。由于γ射线源的几何尺寸小、能量高，既适用于X射线机和人无法进入的开孔小的部位，也适用于X射线无法穿透的厚壁材料，同时工作过程中不需要电源，且工作效率高，因此适合于现场作业。但是，γ射线源的不足就是对人体辐射危害大，且透射底片的灰雾度大、灵敏度相对较低，需要对底片系统的级别进行要求。对于厚度>200mm对接焊缝的射线探伤必须采用射线加速器才能进行，常用射线加速器的能量在1～12MeV，可检测钢板的厚度范围为40～380mm。电站锅炉射线检测的结果按照DL/T821—2002《钢制承压管道对接焊焊接头射线检验技术规程》及JB/T4730-2005标准进行检测和结果评价。
2.4超声检测
目前电站锅炉安装过程中常用的超声检测方法为A扫描，但常规的A扫描超声波探伤具有缺陷结果显示不直观、探伤技术难度大及探伤结果不易保存等缺点。近年来，结合各种数字图像处理技术，全自动超声波技术发展迅速。各种B扫描、C扫描和P扫描技术日趋完善和成熟。同时多探头、多扫描方式组合的超声回波检测（PE）技术及日渐成熟的超声波衍射回波技术、低频技术等也在近年来逐步得到完善，进一步充实了超声波检测技术的内容。目前，全自动超声检测技术在国外已被大量地应用于规则元件的纵焊缝及环焊缝检测。与传统的手动超声检测和射线检测相比，其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染以及降低操作人员的作业强度等方面均有着明显的优点。如全自动相控阵超声检测系统就是采用区域划分的方法，按照厚度的不同将焊缝分成垂直方向上的若干个区，每个特定的探头覆盖一定的区域，各区稍有叠加以达到能够对被检对象进行100%扫查覆盖的目的，再由探头辅助系统来控制相控阵多套探头分别对其控制的区域进行分时分区的扫查，对扫查的结果进行数字图像处理后即可得到以双门带状图显示的扫查结果。TOFD（衍射时差法）检测系统也是一套全自动超声波检测系统，当探头对埋藏缺陷发射声波时，在缺陷的上下两端会相应的有衍射回波传播，通过接收该衍射回波即可达到对缺陷进行检测的目的。但是到目前为止，这些新的超声波探伤技术都没有具体的标准规范可以依据，基本上停留在企业标准和操作指导书的水平上，而对成熟的电站对接接头手动超声波A型检测，目前主要是按照JB/T4730-2005标准进行检测。
3.结束语
电力工业是国民经济的发展基础，电站锅炉是电力工业基础设施的重要组成部分，合理有效的无损检测技术是保证电站锅炉安全运行的重要手段之一。随着超临界大型电站锅炉的出现，对无损检测技术提出更高的需求。因此，应在保证完善常规方法的基础上，不断开发一些有针对性的新的无损检测技术及评价标准。
【参考文献】
[1]王在峰.压力容器无损检测新技术的原理和应用.机械管理开发，2011.
[2]沈功田.声发射源定位技术.无损检测，2002.
[3]国家标准局.JB/T4730-2005承压设备无损检测，2005.
[4]国家标准局.GB/T18182-2000金属压力容器声发射检测及结果评价方法，2000.