工業鍋爐測厚檢測工作的重點及注意事項

董湘群

(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院常州分院,江蘇常州 213016)

工業鍋爐測厚檢測工作的重點及注意事項

董湘群

(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院常州分院,江蘇常州 213016)

對工業鍋爐檢驗中測厚應涼意的問題及測厚數值變化可能出現的原因進行了分析,提出了判斷處理方法及建議。超聲波測厚儀已成為鍋爐、壓力容器、壓力管道內外部檢驗過程中的常規手段。正確合理使用是對檢驗人員的基本要求,同時學會判斷各種異常情況及處理方法對出具科學的檢驗結論至關重要,這些都需在實際檢驗工作中不斷積累經驗。

工業鍋爐 超聲測厚

在工業鍋爐的在用檢驗工作中，準確判斷鍋爐各受壓部件的腐蝕、磨損狀況，選擇合適的測厚點，使選出的測厚點具有代表性，測厚的數據能客觀地反映出在用鍋爐的實際情況，使檢驗人員對鍋爐的現狀做出正確的判斷，是一項十分重要的工作?，F行管壁厚度測量方法為超聲波法，測厚用儀器是數字式超聲波測厚儀。從原理上講是脈沖反射式，其工作過程是:發射電路輸出一個上升時間很短、脈沖很窄的周期性電脈沖，通過電纜加到探頭上，激勵壓電晶片產生脈沖超聲波。探頭發出的超聲波進入工件，在工件上下表面間形成多次反射，反射波經過電晶片再變成電信號，經放大器放大，由計算電路測出超聲波在管壁上下表面間的傳播時間，然后再依據測厚儀中預置的管子所用金屬材料的聲速顯示出管壁厚度值。

1 測厚檢測的工作重點

按照《鍋爐定期檢驗規則》的要求，在工業鍋爐的內部檢驗中，存在以下情況的，應增加測厚檢測。(1)鍋爐有嚴重的腐蝕、磨損減薄和結垢，特別是鍋筒底部、管孔區、水位線附近、進水管或排污管與鍋筒集箱連接處、爐膽的內外表面、立式鍋爐的下腳圈等部位;(2)水管、對流管束、沸騰爐埋管、吹灰口附近等受煙氣高速沖刷部位和易受低溫腐蝕的尾部煙道管束;測厚的方法很多，除了常規的機械方法(卡尺、千分尺)外，還有其它一些方法，如超聲波測厚、射線測厚、磁性測厚、電流法測厚等。因為超聲波測厚儀體積小、重量輕、速度快、精度高、攜帶方便，因而被廣泛采用。

在實際工作中，常會遇到檢測的數據與實際情況有較大的誤差，使得到的數據不能全面反映在用鍋爐的實際情況，得出的結論不能全面概括鍋爐的實際運行狀態。所以，應根據不同爐型、不同的燃料、不同的水循環，對鍋爐的測厚位置做出不同的調整。

1.1 液位經常波動的部位

液位經常波動的部位易產生液體介質與金屬材料的機械摩損，造成金屬減薄。特別是在液位線附近及液位變動區域，要增加測厚點。在不同的爐型中，液位經常波動部位也不盡相同。對于鍋殼式鍋爐來說，汽水分界線附近往往是液位波動最頻繁的部位，鍋殼壁厚的減薄量相對來說也最大，這是測厚應重點關注的部位。對熱水鍋爐及貫流式鍋爐來說，不存在汽水分界線，那么進水管水流沖刷部位就是液位波動最大的部位，對這些地方應加強檢測。

1.2 易受腐蝕部位

腐蝕不僅可以產生在設備內部，也可以產生在設備外部，特別是有保溫絕熱材料遮蓋的部位，由于漏雨、漏汽而使金屬表面有積水而產生腐蝕。對于鍋殼式鍋爐來說，內部腐蝕一般產生在汽水波動較弱的集箱兩端及經際隔熱處理的橫水管上。前后管板的管束區域也是腐蝕產生的高發部位，應加以重視。而對于現在越來越多的內燃式鍋殼鍋爐來說，爐膽頂部及回燃室管板是最易發生腐蝕的部位，在實際檢測時應加以關注。

1.3 受煙氣集中沖刷部位

在鍋爐的爐膛受熱面布置中，有許多部位存在著煙氣正向、橫向的沖刷。在工業鍋爐的煙氣流程中，流通截面有突發改變的部位，其周圍布置的水管、煙管等，發生磨損的機率大大提高。在外燃式鍋殼鍋爐中，中拱前端附近的水冷壁管、煙氣第一回程入口處的鍋殼扳邊圓弧附近、對流受熱面煙室煙氣入口周圍的水管等是重點。特別應注意的是，對有中間折煙室的鍋爐，如爐堂與折煙室之間的折煙墻頂部有開裂煙氣走短路的情況，則頂部附近布置的水冷壁管應是測厚的重點部位，應加以重視。

2 測厚檢驗中注意事項

在鍋爐壓力容器檢驗過程中，經常會遇到這類問題，個別測點或個別部位測厚儀示值與其它測點示值相差很大，出現這種情況，除了測厚儀本身出現故障或未經調整、校準外仍有多種情況需區別對待、綜合分析。

2.1 管子表面氧化物堆積

實踐中發現鍋爐經過長時間運行后，其表面有較厚的氧化物存在。管子外表面由于高溫煙氣的氧化及腐蝕性作用，會生成一層氧化和腐蝕產物層，其厚度隨運行時間和煙氣溫度(及煙氣中腐蝕性氣份)的增加而增厚。管壁厚度測量，并不能真實地反映出管壁金屬層厚度。超聲波測厚儀的壁厚讀數比實際的大，特別是運行時間較長的鍋爐。通過試驗分析，發現測厚儀上反映出的讀數實際為管子表面氧化物厚度加管壁金屬層厚度。測厚儀讀數并不是兩層實際厚度的簡單相加，這是因為兩層材料的聲速不一樣，而超聲測厚儀中只設了鋼的聲速。工作中發現壁厚測量合格的管子，割管檢查壁厚卻有不合格的現象。厚度由向火面向背火面逐漸減薄，同時管壁金屬層厚度減小。同樣，管子內壁在高溫蒸汽及煙氣的作用下，在內表面生成與金屬基體接合緊密、致密的氧化層。同時管壁金屬層厚度減薄，內壁氧化層由向火面向背火面逐漸減薄。對外壁的氧化物，可以使用手工打磨的方式進行清除，以減小對測厚檢測的影響，對內壁的氧化層，因清除較為困難，一是通過相似部位的對比檢測，尋找有代表性的部位加以確定，二是通過割管分析，來確定氧化層的厚度。

2.2 管子金屬的夾層

金屬的夾層缺陷都是在冶煉過程夾雜物氧化鋁、氧化鈣等雜質而引起的。金屬的夾層情況比較少見，但也不可以忽視。在實際檢測中，發現金屬厚度發生突越變化，測厚儀示值減少很多，有時超過正常值一半，且內外表面檢查無異常缺陷，而變化有一定的面積范圍，就應考慮金屬夾層存在的可能性。在排除檢測背面有面狀腐蝕情況外，需要通過其它的檢測方法來確定是否有金屬夾層存在，如采用超聲波無損檢測等方法進行深度檢測。

2.3 點腐蝕

點腐蝕也較為常見，如探頭正好處于點蝕孔處，示值顯然會明顯降低，偏低值與蝕孔深成正比。點腐蝕特點是邊界清楚、范圍小，稍稍改變測點位置，示值即可回升，通?？刹捎眯》秶黾訙y點數量即可判明腐蝕范圍、深度。

總之，超聲波測厚儀已成為鍋爐、壓力容器、壓力管道內外部檢驗過程中的常規手段。正確合理使用是對檢驗人員的基本要求，同時學會判斷各種異常情況及處理方法對出具科學的檢驗結論至關重要，這些都需在實際檢驗工作中不斷積累經驗。

[1]《鍋爐定期檢驗規則》.國家質量技術監督局,1999.

[2]《鍋爐安全技術監察規程》國家質量技術監督局,2012.