工業鍋爐常用檢測方法淺析

（克拉瑪依市特種設備安全檢驗所，新疆 克拉瑪依 834000）

工業鍋爐常用檢測方法淺析

劉龍，張毅

（克拉瑪依市特種設備安全檢驗所，新疆 克拉瑪依 834000）

隨著科學技術進步和現代工業技術的發展，對特種設備性能，尤其是特種設備安全性能提出了更高的要求。一些先進的無損檢測技術在鍋爐檢測技術中的廣泛應用，使鍋爐設備在設計、制造、安裝、修理、改造和使用過程中的安全性能大大提高。如何正確合理使用各種無損檢測方法，通過高效、快速、靈敏的檢測，發現缺陷和安全隱患，及時對鍋爐設備問題采取相應措施，保證鍋爐設備安全運行，在鍋爐日常管理和檢驗檢測中成為一項重要的課題。

特種設備；鍋爐；無損檢測

鍋爐在運行過程中，受壓元件內部充滿了高溫、高壓的水蒸氣或汽水混合物，外部承受著1000℃左右高溫、腐蝕性、氧化性的火焰或煙氣的直接輻射及液態熔渣的腐蝕，系統中儲存著大量的熱能，因超溫、超壓、腐蝕和應力變化產生交變熱應力、彈性變形過大、結構失衡、蠕變疲勞、苛性脆化等原因易引發事故，故在鍋爐壓力容器的設計、制造、安裝、修理、改造和使用過程中，應用相關無損檢測方法對鍋爐系統進行定期檢驗檢測，是減少安全隱患，保證鍋爐安全運行重要重要手段。下文將從光學、聲學、電學、磁學等方面對鍋爐常用的檢測技術方法進行簡要概括。

1 幾種常用的鍋爐檢測方法

1.1 目視檢測方法

在對材料或部件進行表面檢驗時，目視檢驗通過借助一些常規的儀器、工具進行最直接、最簡單的檢驗。用放大鏡觀察鍋爐整體和各受壓元件的結構是否合理，受壓元件金屬表面、焊接接頭表面狀況、整潔程度、腐蝕情況、一些明顯的表面開裂和腐蝕坑等缺陷。用檢驗錘敲擊受壓元件的有關部位，以聽覺配合觸覺來判斷有無缺陷。用量具對有缺陷的位置進行定量檢測，以確定缺陷嚴重程度的檢測方法等。目視檢驗只是一般的宏觀表面檢驗，但眼睛的觀察和分辨能力畢竟有限，有時部件的某些部位，如狹窄彎曲的孔道等根本無法直接觀察，光纖內窺鏡、視頻探測鏡和工業檢測用閉路電視等新型的光電儀器的應用，對目視檢測方法的發展起到了巨大的推動作用。

1.2 射線檢測方法

射線檢測設備分為X射線檢測設備、高能射線檢測設備和γ射線檢測設備，利用射線源對材料的穿透性能及各種材料對射線的透照衰減程度的強弱，在膠片感光產生黑度不同的透照影像來判斷的，射線檢測對氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷靈敏度較高。在進行射線檢驗檢測時，一般根據待測件和射線源的種類、射線機自身的特點以及現場相關技術狀況的要求，選擇與待測件匹配的透照方式。X射線和γ射線源及底片質量級別不同，待測工件透射厚度的范圍是不同。使用過程中應根據待檢材料種類和厚度，最大可能透照厚度及檢驗的像質要求，選擇適宜的射線條件，同時檢驗輕金屬及低密度非金屬材料時，推薦采用鈹窗口軟射線機；檢驗大的環形焊縫時，推薦采用具有周向輻射能力的射線機。

1.3 超聲波檢測方法

超聲波檢測可分為超聲波探傷和超聲波測厚，以及超聲波測晶粒度、測應力等，超聲波探傷中，有根據缺陷的回波和底面的回波進行判斷的脈沖反射法；有根據缺陷陰影來判斷缺陷情況的穿透法；還有根據由被檢物產生駐波來判斷缺陷的情況或者判斷板厚的共振法。縱波垂直探傷和橫波傾斜入射探傷是超聲波探傷中兩種主要探傷方法，兩種方法各有用途，互為補充。縱波探傷容易發現與探測面平行或稍有傾斜的缺陷，主要用于鋼板、鍛件、鑄件的探傷，而斜射的橫波探傷，容易發現垂直于探測面或傾斜較大的缺陷，主要用于焊縫的探傷。

超聲波檢測方法常用于檢測鍋爐角焊縫內部的未熔合缺陷，根據缺陷處呈現的波形特點，在檢測中，超聲波束垂直進入角焊縫坡口平直段，信號反射強度最大，對于存在于角焊縫中的未熔合缺陷來說，平移超聲波探頭，缺陷處的反射波不發生變化，當探頭固定不動時，改變超聲波主束波向左或向右偏轉一定角度，缺陷處反射波發生變化，同時還要注意分辨焊縫根部未熔合和底角波形反射的強度和位置的規律，來判斷焊縫根部未熔合缺陷。

1.4 磁粉檢測方法

磁粉檢測適用于磁性材料的表面和近表面缺陷檢測，具有檢測速度快、工藝簡單、低廉、不受試件大小限制等優點，對磁性材料表面和近表面極細小的裂紋以及其他缺陷靈敏度高。在機械專用鑄、鍛件等制造和加工過程中的表面缺陷的判定上和鍋爐壓力容器焊接焊縫表面缺陷檢驗檢測中，磁粉檢測常作為主要的無損檢測手段。例如，鍋筒受熱面由于長期處于高熱、應力及腐蝕介質作用下工作，溫度、應力、腐蝕介質等因素均會對鍋筒焊縫表面力學性能產生很大的影響，應用磁粉檢測技術可以檢測焊縫表面缺陷。

1.5 滲透檢測方法

臥式內燃鍋爐內外部檢驗時，管板泄漏是由管板裂紋外側逐漸向里延伸后產生的，對這類裂紋一般是采取補焊修理，但常修補后又發生泄漏，給鍋爐的正常運行產生了不良影響。對于這類缺陷，應采用滲透檢測方法找出裂紋起始位置，檢查裂紋的走向和深度，徹底消除缺陷。裂紋清除前最好在裂紋端部打上止裂孔，打磨消除裂紋后及打磨后低于焊縫高度需要補焊處理前都應進行滲透檢測，以便確定裂紋缺陷是否完全清除。

1.6 電磁渦流檢測方法

渦流檢測是以電磁感應原理為基礎，通過激磁線圈給待測工件施加交流磁場，工件在交變磁場作用下產生渦流，該工件表面感應出渦流的同時，也產生與原磁場方向相反的磁場，部分抵消原磁場，從而使檢測線圈的電阻和電感強度發生變化。若待測工件存在缺陷，渦流磁場的強度和分布將會發生變化，此時激磁線圈阻抗產生變化，檢測該變化可判斷待測工件的缺陷信息。

焊縫表面在進行渦流檢測時存在焊波的加強部分，粗糙的表面會引起儀表指示有較大的改變，焊縫表面的不均勻和不平坦使采用渦流檢測點探頭進行渦流檢驗變得困難。粗糙表面產生的信號與淺的缺陷信號非常類似，其結果是降低對淺裂紋的檢出能力，探頭是電磁渦流儀器檢驗的關鍵，新型焊縫深裂紋面探頭在與渦流儀器配接后，可測裂紋深度達6mm，并且表頭指示和裂紋深度有較好的線性關系。

1.7 電流檢測方法

水冷壁管的使用壽命與爐膛溫度和管子相對火焰的位置，以及煙氣中腐蝕氣體等因素有關。由于管子內、外表面的腐蝕和氧化，雖然在外觀上管子仍保持圓形，但由于煙氣的腐蝕沖刷可能水冷壁管的某方向上會有嚴重的減薄。這種減薄是無法用肉眼從外觀看出來的，采用電流等電位檢測法，在四電極排列的內側的兩個電位電極上，沿著壁周向進行測厚，使其電位差指示保持一恒值，利用電流電極通過的電流與厚度的正比關系，可確定出周向壁厚最大值和最小值的部位，從而對水冷壁管的腐蝕情況進行評估。

1.8 水壓試驗

水壓試驗是鍋爐檢驗的重要手段，制造、安裝、運行、修理等環節的鍋爐檢驗均要進行水壓試驗。水壓試驗的目的是檢驗鍋爐受壓元件的嚴密性和耐壓強度。水壓試驗過程中水壓要緩升緩降，出現問題，立即停止試驗。鍋爐進行水壓試驗合格標準是以受壓元件金屬壁和焊接接頭上沒有水珠和水霧，當降到工作壓力后脹口處不滴水珠，水壓試驗后，沒有明顯殘余變形為合格。但是，水壓試驗不是鍋爐檢驗的唯一手段，不能代替別的檢驗方法，更不能用水壓試驗來確定鍋爐的工作壓力。

2 結語

無損檢測技術正向快速化、標準化、數字化、程序化和規范化的方向發展，對未來鍋爐檢驗檢測中的新方法、新技術提出了更高的需求。因此，在完善常規檢驗檢測方法的基礎上，應對高靈敏度、高可靠性、高效率的無損檢測診斷儀器和無損檢測方法，無損檢測和驗收標準的制定，無損檢測診斷操作步驟的程序化、實施方法的規范化、缺陷判傷和評價的標準化等方面不斷豐富和完善相應的檢測及評價標準。

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