火力發電廠高溫緊固螺栓中磁粉檢驗的應用

邵華輝

摘 要：經濟快速發展，離不開良好穩定的電力供給，隨著我國電力事業創新發展，一些新技術、新設備得到推廣與應用，電力實現了可持續發展的目標，我國的火力發電廠較為普遍，是推動經濟快速發展的根本動力。在火力發電廠中有著較多的技術應用，其中高溫緊固螺栓技術起到了重要的作用，對火力發電廠高效穩定運行具有現實的意義，只有全面保證高溫緊固螺栓安全，才能實現良好的供電，科學精準的磁粉檢驗及超聲波檢驗能夠實現穩定安全運行的根本目標。文章主要通過對磁粉檢驗的分析，進一步提出了磁粉檢驗工藝與方法。

關鍵詞：磁粉檢驗；火力發電廠；高溫緊固螺栓

中圖分類號：TM62 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0147-02

針對電廠的安全運行，我國已經出臺了一系列的制度規定，在電廠運行過程中，需要嚴格執行相關標準，確保安全穩定的運行。DL439-91《火力發電廠高溫緊固件技術導則》當中第3.7條對檢驗標準進行了嚴格的規定，規定中明確“對大于和等于M32的螺栓均需要進行100%的超聲波檢驗（必要時可用磁粉、著色以及其他檢驗方法檢查），不得有裂紋和影響強度的缺陷存在，有裂紋的螺栓應報廢”，在檢驗過程中，我們要嚴格遵循規定要求，做好高溫緊固螺栓標準化檢驗，確保運行的穩定與安全。規定中高度重視火力發電廠高溫緊固螺栓的檢驗，說明其在運行過程中的重要地位，當前，在發電廠運行過程中，檢驗工作還存在一些問題，這些問題需要不斷改善提升，才能確保檢驗精準到位，實現火力發電廠良好的運行。

1 火力發電廠高溫緊固螺栓概述以及損傷原因分析

1.1 概述

電廠各設備運行中，高溫緊固螺栓是重要的部件，其在實際運行中為火力發電廠提供了強大的支撐，這類重要金屬部件是否牢固穩定，關系到電廠運行質量，在實際運行中承載著高溫、應力及腐蝕，各方面均會造成嚴重的運行問題，設備在運行過程中，往往會形成高溫，螺栓在高速度運行狀態下，同時加上高溫加熱，很容易出現斷裂、抖落等問題，如果出現問題，則會對機組運行造成安全事故，嚴重的還會導致人員傷亡，所以說，充分保證高溫螺栓運行安全是電廠運行的關鍵，要不斷加強檢驗檢測力度，確保運行品質，維護生產安全。高溫緊固螺栓有多種類型與用途，在標準劃定上有嚴格的等級，根據其外部特征劃分為剛性螺栓與柔性螺栓兩類；根據其形狀劃分為直筒螺栓與細腰螺栓兩類；根據具體結構劃分有中心孔與無中心孔兩種類型。不同的螺栓有著不同的作用與功能，要根據設備情況選擇使用，發揮出螺栓的功能。從我國現行電廠運行情況看，火力發電廠普遍應用的還是柔性細腰螺栓，柔性細腰螺栓能夠確保擰緊，很少出現螺栓變形問題，特別是壓力平方根集中到螺桿部位，應力能夠得到有效控制，在當前電廠運行中，有著非常廣泛的應用，也發揮了重要的作用。

1.2 損傷原因分析

電廠運行過程中，需要承受較高的壓力與應力，而高溫緊固螺栓承載的力主要集中到旋和螺紋上的荷載部位，各部分壓力并不均勻，在適當的彈性范圍內，靠近螺母支承面的第一圈螺紋荷載較大，其余螺紋荷載程度逐漸減小。在實際應用中，往往會出現操作不當，導致損傷，比如說，進行大修拆卸，如果操作不當，很容易造成中心孔內部受到灼傷及熱力影響，使螺紋中心孔橫向裂紋出現變形裂紋，如果不被發現，投入使用后，很容易影響整體機組工效，嚴重的還會導致生產事故。

2 超聲波檢驗的不足之處

只有全面對高溫緊固螺栓做好科學精準檢驗，才能保證運行安全，實現安全生產的總體目標，但是，在實際操作過程中，超聲波檢驗無法全面發現問題，雖然這種檢驗方式是當前最主要的檢驗方法，但對于高溫緊固螺栓裂紋的檢驗并不能完全發現與解決，在運用超聲波檢測時，還有許多問題得不到處理，嚴重影響到了精準率。比如說，裂縫小于1mm的微小裂紋缺陷通過超聲波檢測是查不出來的，因為這種波段對細微的裂紋不起直接性作用，造成這種問題的成因主要如下，一是縱波斜探頭頻率標準不到位，根據規定標準要求，其相應標準為2.5MHz-5MHz（波長>1mm），但在實際應用中，無法實現對細微裂紋的判斷，檢測到印紋情況；二是產生波探傷標準孔≈1mm，超聲波探傷靈敏度約為λ/2，而在實際操作過程中，波的衍射對微小裂紋無法形成正確的判斷，在進行檢測中存在一定的漏洞，不能精準做出認定。

3 質量檢驗與驗收標準

要想全面實現科學檢驗，則需要根據規定標準進行設計，形成檢驗方案，根據方案對高溫緊固件進行科學評定，制定相關方案時，需要嚴格遵循質量檢驗及驗收標準，根據JB/T4730.4-2010《承壓設備無損檢測》中第9.1條規定，第三條是DL439-91《火力發電廠高溫緊固件技術導則》中第3.7條規定的標準要求，嚴格進行設計計算，保證部件安全運行。標準規定，一是不允許存在任何裂紋和白點；二是緊固件和軸類零件不允許出現明顯的橫向缺陷；三是避免出現有裂紋和影響強度的缺陷。只有嚴格標準，才能在檢驗中高標準嚴要求，確保部件運行的穩定與安全。

4 磁粉檢驗過程

磁粉檢驗是當前最為先進的一種檢驗方法，檢驗過程中，需要遵循標準流程，做好充分的部件認定，為實現高效穩定運行提供良好保障。

4.1 選擇螺栓

進行磁粉檢驗需要對部件的材質進行科學選定，這樣才能達到良好的檢驗效果。部件材質選擇主要是35CrMoA-5的螺栓10個，主要規格為M80×6×600，確保檢驗質量。進行部件熱處理的時候，一定要保證水冷或油冷溫度，一般為850℃～870℃，回火溫度控制為550℃～630℃，螺栓剩余磁感應強度保持在1.11T，矯頑力保持1376A/m。

4.2 設備

檢驗設備較為關鍵，針對不同的部件情況，需要使用不同的設備，使用的檢驗設備主要依據是JB/T4730-2010中的規定標準，固定式磁粉探傷機是當前最普遍的設備。endprint

4.3 磁粉及載液選擇

磁粉是檢驗的關鍵因素，需要嚴格選擇使用，磁粉的使用與數據提取有直接關系，只有全面選擇好磁粉，才能實現高品質的檢驗。一般情況下，磁粉使用的是YC-2熒光磁粉，同時也需要對載液進行確定，配合YC-2熒光磁粉使用的LPW-3油基載液是當前較常見的配置，熒光磁懸液濃度保持到0.5g/L。

4.4 計算方法

檢驗計算的方法至關重要，沒有良好的方法再好的載體也無法取得科學依據，只有充分執行標準規定，嚴格選擇使用檢驗載體，才能形成科學的數據，檢驗過程中，通過連續使用，對縱向磁化螺栓各種缺陷進行檢驗，同時，需要根據順序，對高溫緊固螺栓橫向裂紋缺陷做進一步的確認，檢測時，需要嚴格細致，避免出現誤差，保證檢驗數據的精準。

4.5 檢驗控制

安裝設備的時候，為了避免出現螺旋部位生銹，一般情況下會使用大量的油脂進行安裝，往往會使一些問題得到掩飾，為了保證檢驗質量效果，進行檢驗前，一定要對螺栓油脂進行必要的清洗，全面清除部件油脂的方法是使用酒精、丙酮等清洗液，確保清洗效果。檢驗時，要嚴格步驟確保檢驗質量合格。磁化控制是關鍵，通常，磁化螺栓能夠檢驗出縱向、橫向兩方面的缺失問題，磁化過程中，注重斷電相位控制器使用，控制磁化時間應為0.25～1s之間。

4.6 磁懸液的使用標準

噴灑施加磁懸液的時候，一定要嚴格方法，保證均勻，避免出現大面積堆積，造成數據的不準確。檢驗時的磁懸液具體濃度標準應該保持到0.5g/L。整體檢驗過程中的噴灑次數較為主要，可以根據檢驗情況，進行2-3次的操作。磁懸液應用時，要保證標準，一是把整個螺旋潤濕后才能施加磁懸液，保證檢驗效果；二是施加完成以后需要保證不受環境影響，注意加強保護，避免任何磁性物質靠近接觸螺栓；三是檢測螺旋橫向缺陷一定要及時進行懸液添加，確保螺栓磁化效果。

4.7 觀察記錄

要想精準提取數據，觀察到位，則需要在暗室里進行細致的觀察，通過對螺栓磁痕顯示的情況判斷，及時發現問題所在，通常暗室光照小于201x即可。螺栓表面使用黑光燈輻射照度應≥1000才能精準的進行辨認，確保微小痕跡能夠顯示出來。觀察過程中，可以適當使用放大鏡，利于對裂紋進行全面觀察，確保全面。對發現的問題，需要使用照相的方式，對問題所在進行全面記錄，同時，也可以根據現場情況，做好草圖記錄。當一切檢驗完成以后，需要進行螺栓退磁處理，如果部件上存在剩磁，則會在運行中阻礙儀表運行，影響精準度。最后，根據檢驗結果，形成可行性分析報告，對檢驗情況、缺陷發現、分析結果，處理意見進行系統分析與列表，保證部件運行穩定。

5 結束語

只有全面做好部件檢驗，才能及時發現問題，避免出現運行事故，檢驗過程中，需要明確具體檢驗手段與標準，嚴格控制好流程與方法，運用磁粉檢驗對高溫緊固螺栓做好安全檢驗，能夠從根本上確保火力發電廠穩定運行，使電廠實現可持續發展。

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