論無損檢測在A級鍋筒中的應用

代孟昌

（自貢川瑞鍋爐制造有限公司，四川 自貢 643100）

0 引言

鍋筒是火力發電鍋爐中的關鍵部件，不但承受著高溫高壓，而且工作條件惡劣，一旦出現事故，它的后果很嚴重；所以必須嚴格控制鍋筒的結構和材料，保證所用材料的化學成分、機械性能、焊接、加工工藝質量。而鍋筒是由大量的焊接工作把卷制筒節，封頭，鋼管焊接組合成一個整體的，就必須要有一整套的檢驗手段來保證焊縫質量，因而無損探傷方法的選用就特別重要。

1 無損檢驗要求

1.1 無損檢測方法的執行標準：JB/T4730-2005《承壓設備無損檢測》

1.2 探傷時機

焊接接頭的無損檢測應當在形狀尺寸和外觀質量檢驗合格后進行，應當遵循：

1.2.1 有延遲裂紋傾向的材料應當在焊接完成24h后進行無損檢測；

1.2.2 有再熱裂紋傾向材料的焊接接頭，應當在最終熱處理后進行表面無損檢測復驗；

1.2.3 封頭（管板）、波形爐膽、下腳圈的拼接接頭的無損檢測應當在成型后進行；

1.2.4 電渣焊焊接接頭應當在正火后進行超聲檢測。

1.3 探傷方法的選擇和比例

針對不同焊縫的結構特點實行相應的探傷方法和比例(如：圖1)，采用多種無損檢測方法進行檢測的，則應當按照各自的驗收標準進行評定，均合格后，方可認為無損檢測合格。

圖1 探傷方法及比例圖

2 超聲波探測法

超聲波探傷主要用于射線不易操作的角焊縫，又因其在探傷時易于發現焊接中產生的裂紋、未熔合和未焊透類面狀缺陷，而射線檢測對氣孔、夾渣、夾雜類體型缺陷的靈敏度高，由于兩者的互補性特點，因此在鍋筒的縱、環縫檢測中，都要用到這兩種檢測方法；又因為缺陷在焊縫中的結構特點，采用橫波斜探頭對縱、環縫進行檢測，焊縫余高必須打磨到與母材平齊，利于斜探頭在焊縫上掃查。

A級鍋筒的壁厚δ≥20mm以上的鋼板，在焊縫的檢測中，主要采用深度法雙面雙側檢測。

2.1 缺陷的定位

儀器按深度1：η調節橫波掃查速度，缺陷波的水平刻度值為τ，采用K值斜探頭檢測；

2.1.1 一次波檢測，缺陷在工件中的水平距離ι1和深度d1：

2.1.2 二次波檢測，缺陷在工件中的水平距離ι2和深度d2：

應當注意：K值常因探頭藕合面的磨損而發生變化，所以在每次使用前應用CSK-IA和CSK-III A試塊校驗K值。

3 射線照像法

射線探傷是最普遍使用的無損探傷方法，下面對焊縫的射線照像工藝進行重點說明。

3.1 平板對接焊縫

平板對接焊縫是鍋筒上最常見的焊縫形式，鍋筒的筒體縱向焊縫以及封頭板拼縫都屬于此類形式，對其進行射線檢測時主要是采用單壁透照方式如：圖2

圖2 單壁透照

計算公式：

式中：θ：影像最大失真角；K：透照厚度比；T：工件厚度；L3：一次透照長度；L1：焦點到工件的距離；T′：透照厚度；L2：工件到探傷底片的距離。

3.2 環焊縫

圖3 中心暴光示意圖

對于環焊縫檢測也是采用單壁透照方式，在條件允許的情況下盡量采用射線源在鍋筒中心的周向暴光透照方法（如圖3），這樣做的結果是透照厚度小，橫裂檢出角小，一次透照長度為整條環焊縫長度。如果受到工件及設備的限制無法采用源在內的透照方式，可采用源在外的透照方式，其透照工藝參數的選擇同平板對接焊縫的透照工藝。

計算公式：

AB 級：K=1，θ≈0

一次透照長度L3=πd

焦距：F．=L2．+L1

式中：θ：影像最大失真角；K：透照厚度比；T：工件厚度；L1：焦點到工件的距離；L2：工件到探傷底片的距離；L3：一次透照長度；d：鍋筒的直徑。

4 磁粉檢測

磁粉檢測對鐵磁性材料的表面及近表面缺陷（如裂紋，夾渣，氣孔等）的檢測靈敏度比超聲波和射線檢測的靈敏度高，彌補了后兩種檢測方法的不足，所以常用于工件的表面檢測，確因結構或者現場條件限制，采用滲透檢測。

5 結語

無損檢測是在不損壞材料的機械性能的情況下進行檢測的一種方法。無損探傷技術的應用，將焊縫中的缺陷檢測出來，并分析缺陷產生的原因及改進焊接工藝，提高焊接質量，進一步確保了鍋爐的安全性能。

［1］JB/T4730-2005 承壓設備無損檢測[S]．北京：新華出版社,2005．

［2］鄭暉,林樹青．超聲檢測[M]．北京：中國勞動社會保障出版社,2010．

［3］張天鵬．射線檢測[M]．北京：中國勞動社會保障出版社,2005．