火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固螺栓中磁粉檢驗(yàn)的應(yīng)用

邵華輝

摘 要：經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，離不開(kāi)良好穩(wěn)定的電力供給，隨著我國(guó)電力事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，一些新技術(shù)、新設(shè)備得到推廣與應(yīng)用，電力實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，我國(guó)的火力發(fā)電廠(chǎng)較為普遍，是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的根本動(dòng)力。在火力發(fā)電廠(chǎng)中有著較多的技術(shù)應(yīng)用，其中高溫緊固螺栓技術(shù)起到了重要的作用，對(duì)火力發(fā)電廠(chǎng)高效穩(wěn)定運(yùn)行具有現(xiàn)實(shí)的意義，只有全面保證高溫緊固螺栓安全，才能實(shí)現(xiàn)良好的供電，科學(xué)精準(zhǔn)的磁粉檢驗(yàn)及超聲波檢驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定安全運(yùn)行的根本目標(biāo)。文章主要通過(guò)對(duì)磁粉檢驗(yàn)的分析，進(jìn)一步提出了磁粉檢驗(yàn)工藝與方法。

關(guān)鍵詞：磁粉檢驗(yàn)；火力發(fā)電廠(chǎng)；高溫緊固螺栓

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）36-0147-02

針對(duì)電廠(chǎng)的安全運(yùn)行，我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了一系列的制度規(guī)定，在電廠(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中，需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保安全穩(wěn)定的運(yùn)行。DL439-91《火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固件技術(shù)導(dǎo)則》當(dāng)中第3.7條對(duì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，規(guī)定中明確“對(duì)大于和等于M32的螺栓均需要進(jìn)行100%的超聲波檢驗(yàn)（必要時(shí)可用磁粉、著色以及其他檢驗(yàn)方法檢查），不得有裂紋和影響強(qiáng)度的缺陷存在，有裂紋的螺栓應(yīng)報(bào)廢”，在檢驗(yàn)過(guò)程中，我們要嚴(yán)格遵循規(guī)定要求，做好高溫緊固螺栓標(biāo)準(zhǔn)化檢驗(yàn)，確保運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。規(guī)定中高度重視火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固螺栓的檢驗(yàn)，說(shuō)明其在運(yùn)行過(guò)程中的重要地位，當(dāng)前，在發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中，檢驗(yàn)工作還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題需要不斷改善提升，才能確保檢驗(yàn)精準(zhǔn)到位，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠(chǎng)良好的運(yùn)行。

1 火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固螺栓概述以及損傷原因分析

1.1 概述

電廠(chǎng)各設(shè)備運(yùn)行中，高溫緊固螺栓是重要的部件，其在實(shí)際運(yùn)行中為火力發(fā)電廠(chǎng)提供了強(qiáng)大的支撐，這類(lèi)重要金屬部件是否牢固穩(wěn)定，關(guān)系到電廠(chǎng)運(yùn)行質(zhì)量，在實(shí)際運(yùn)行中承載著高溫、應(yīng)力及腐蝕，各方面均會(huì)造成嚴(yán)重的運(yùn)行問(wèn)題，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，往往會(huì)形成高溫，螺栓在高速度運(yùn)行狀態(tài)下，同時(shí)加上高溫加熱，很容易出現(xiàn)斷裂、抖落等問(wèn)題，如果出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成安全事故，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致人員傷亡，所以說(shuō)，充分保證高溫螺栓運(yùn)行安全是電廠(chǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵，要不斷加強(qiáng)檢驗(yàn)檢測(cè)力度，確保運(yùn)行品質(zhì)，維護(hù)生產(chǎn)安全。高溫緊固螺栓有多種類(lèi)型與用途，在標(biāo)準(zhǔn)劃定上有嚴(yán)格的等級(jí)，根據(jù)其外部特征劃分為剛性螺栓與柔性螺栓兩類(lèi)；根據(jù)其形狀劃分為直筒螺栓與細(xì)腰螺栓兩類(lèi)；根據(jù)具體結(jié)構(gòu)劃分有中心孔與無(wú)中心孔兩種類(lèi)型。不同的螺栓有著不同的作用與功能，要根據(jù)設(shè)備情況選擇使用，發(fā)揮出螺栓的功能。從我國(guó)現(xiàn)行電廠(chǎng)運(yùn)行情況看，火力發(fā)電廠(chǎng)普遍應(yīng)用的還是柔性細(xì)腰螺栓，柔性細(xì)腰螺栓能夠確保擰緊，很少出現(xiàn)螺栓變形問(wèn)題，特別是壓力平方根集中到螺桿部位，應(yīng)力能夠得到有效控制，在當(dāng)前電廠(chǎng)運(yùn)行中，有著非常廣泛的應(yīng)用，也發(fā)揮了重要的作用。

1.2 損傷原因分析

電廠(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中，需要承受較高的壓力與應(yīng)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(dāng)?shù)膹椥苑秶鷥?nèi)，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(shí)際應(yīng)用中，往往會(huì)出現(xiàn)操作不當(dāng)，導(dǎo)致?lián)p傷，比如說(shuō)，進(jìn)行大修拆卸，如果操作不當(dāng)，很容易造成中心孔內(nèi)部受到灼傷及熱力影響，使螺紋中心孔橫向裂紋出現(xiàn)變形裂紋，如果不被發(fā)現(xiàn)，投入使用后，很容易影響整體機(jī)組工效，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)事故。

2 超聲波檢驗(yàn)的不足之處

只有全面對(duì)高溫緊固螺栓做好科學(xué)精準(zhǔn)檢驗(yàn)，才能保證運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的總體目標(biāo)，但是，在實(shí)際操作過(guò)程中，超聲波檢驗(yàn)無(wú)法全面發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，雖然這種檢驗(yàn)方式是當(dāng)前最主要的檢驗(yàn)方法，但對(duì)于高溫緊固螺栓裂紋的檢驗(yàn)并不能完全發(fā)現(xiàn)與解決，在運(yùn)用超聲波檢測(cè)時(shí)，還有許多問(wèn)題得不到處理，嚴(yán)重影響到了精準(zhǔn)率。比如說(shuō)，裂縫小于1mm的微小裂紋缺陷通過(guò)超聲波檢測(cè)是查不出來(lái)的，因?yàn)檫@種波段對(duì)細(xì)微的裂紋不起直接性作用，造成這種問(wèn)題的成因主要如下，一是縱波斜探頭頻率標(biāo)準(zhǔn)不到位，根據(jù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)為2.5MHz-5MHz（波長(zhǎng)>1mm），但在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)微裂紋的判斷，檢測(cè)到印紋情況；二是產(chǎn)生波探傷標(biāo)準(zhǔn)孔≈1mm，超聲波探傷靈敏度約為λ/2，而在實(shí)際操作過(guò)程中，波的衍射對(duì)微小裂紋無(wú)法形成正確的判斷，在進(jìn)行檢測(cè)中存在一定的漏洞，不能精準(zhǔn)做出認(rèn)定。

3 質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

要想全面實(shí)現(xiàn)科學(xué)檢驗(yàn)，則需要根據(jù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成檢驗(yàn)方案，根據(jù)方案對(duì)高溫緊固件進(jìn)行科學(xué)評(píng)定，制定相關(guān)方案時(shí)，需要嚴(yán)格遵循質(zhì)量檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)JB/T4730.4-2010《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》中第9.1條規(guī)定，第三條是DL439-91《火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固件技術(shù)導(dǎo)則》中第3.7條規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，保證部件安全運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一是不允許存在任何裂紋和白點(diǎn)；二是緊固件和軸類(lèi)零件不允許出現(xiàn)明顯的橫向缺陷；三是避免出現(xiàn)有裂紋和影響強(qiáng)度的缺陷。只有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，才能在檢驗(yàn)中高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，確保部件運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。

4 磁粉檢驗(yàn)過(guò)程

磁粉檢驗(yàn)是當(dāng)前最為先進(jìn)的一種檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)過(guò)程中，需要遵循標(biāo)準(zhǔn)流程，做好充分的部件認(rèn)定，為實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行提供良好保障。

4.1 選擇螺栓

進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)需要對(duì)部件的材質(zhì)進(jìn)行科學(xué)選定，這樣才能達(dá)到良好的檢驗(yàn)效果。部件材質(zhì)選擇主要是35CrMoA-5的螺栓10個(gè)，主要規(guī)格為M80×6×600，確保檢驗(yàn)質(zhì)量。進(jìn)行部件熱處理的時(shí)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(yīng)強(qiáng)度保持在1.11T，矯頑力保持1376A/m。

4.2 設(shè)備

檢驗(yàn)設(shè)備較為關(guān)鍵，針對(duì)不同的部件情況，需要使用不同的設(shè)備，使用的檢驗(yàn)設(shè)備主要依據(jù)是JB/T4730-2010中的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，固定式磁粉探傷機(jī)是當(dāng)前最普遍的設(shè)備。endprint

4.3 磁粉及載液選擇

磁粉是檢驗(yàn)的關(guān)鍵因素，需要嚴(yán)格選擇使用，磁粉的使用與數(shù)據(jù)提取有直接關(guān)系，只有全面選擇好磁粉，才能實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的檢驗(yàn)。一般情況下，磁粉使用的是YC-2熒光磁粉，同時(shí)也需要對(duì)載液進(jìn)行確定，配合YC-2熒光磁粉使用的LPW-3油基載液是當(dāng)前較常見(jiàn)的配置，熒光磁懸液濃度保持到0.5g/L。

4.4 計(jì)算方法

檢驗(yàn)計(jì)算的方法至關(guān)重要，沒(méi)有良好的方法再好的載體也無(wú)法取得科學(xué)依據(jù)，只有充分執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，嚴(yán)格選擇使用檢驗(yàn)載體，才能形成科學(xué)的數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)連續(xù)使用，對(duì)縱向磁化螺栓各種缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)，需要根據(jù)順序，對(duì)高溫緊固螺栓橫向裂紋缺陷做進(jìn)一步的確認(rèn)，檢測(cè)時(shí)，需要嚴(yán)格細(xì)致，避免出現(xiàn)誤差，保證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。

4.5 檢驗(yàn)控制

安裝設(shè)備的時(shí)候，為了避免出現(xiàn)螺旋部位生銹，一般情況下會(huì)使用大量的油脂進(jìn)行安裝，往往會(huì)使一些問(wèn)題得到掩飾，為了保證檢驗(yàn)質(zhì)量效果，進(jìn)行檢驗(yàn)前，一定要對(duì)螺栓油脂進(jìn)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(yàn)時(shí)，要嚴(yán)格步驟確保檢驗(yàn)質(zhì)量合格。磁化控制是關(guān)鍵，通常，磁化螺栓能夠檢驗(yàn)出縱向、橫向兩方面的缺失問(wèn)題，磁化過(guò)程中，注重?cái)嚯娤辔豢刂破魇褂茫刂拼呕瘯r(shí)間應(yīng)為0.25～1s之間。

4.6 磁懸液的使用標(biāo)準(zhǔn)

噴灑施加磁懸液的時(shí)候，一定要嚴(yán)格方法，保證均勻，避免出現(xiàn)大面積堆積，造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。檢驗(yàn)時(shí)的磁懸液具體濃度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該保持到0.5g/L。整體檢驗(yàn)過(guò)程中的噴灑次數(shù)較為主要，可以根據(jù)檢驗(yàn)情況，進(jìn)行2-3次的操作。磁懸液應(yīng)用時(shí)，要保證標(biāo)準(zhǔn)，一是把整個(gè)螺旋潤(rùn)濕后才能施加磁懸液，保證檢驗(yàn)效果；二是施加完成以后需要保證不受環(huán)境影響，注意加強(qiáng)保護(hù)，避免任何磁性物質(zhì)靠近接觸螺栓；三是檢測(cè)螺旋橫向缺陷一定要及時(shí)進(jìn)行懸液添加，確保螺栓磁化效果。

4.7 觀察記錄

要想精準(zhǔn)提取數(shù)據(jù)，觀察到位，則需要在暗室里進(jìn)行細(xì)致的觀察，通過(guò)對(duì)螺栓磁痕顯示的情況判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)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(yīng)≥1000才能精準(zhǔn)的進(jìn)行辨認(rèn)，確保微小痕跡能夠顯示出來(lái)。觀察過(guò)程中，可以適當(dāng)使用放大鏡，利于對(duì)裂紋進(jìn)行全面觀察，確保全面。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，需要使用照相的方式，對(duì)問(wèn)題所在進(jìn)行全面記錄，同時(shí)，也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，做好草圖記錄。當(dāng)一切檢驗(yàn)完成以后，需要進(jìn)行螺栓退磁處理，如果部件上存在剩磁，則會(huì)在運(yùn)行中阻礙儀表運(yùn)行，影響精準(zhǔn)度。最后，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，形成可行性分析報(bào)告，對(duì)檢驗(yàn)情況、缺陷發(fā)現(xiàn)、分析結(jié)果，處理意見(jiàn)進(jìn)行系統(tǒng)分析與列表，保證部件運(yùn)行穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

只有全面做好部件檢驗(yàn)，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免出現(xiàn)運(yùn)行事故，檢驗(yàn)過(guò)程中，需要明確具體檢驗(yàn)手段與標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制好流程與方法，運(yùn)用磁粉檢驗(yàn)對(duì)高溫緊固螺栓做好安全檢驗(yàn)，能夠從根本上確保火力發(fā)電廠(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，使電廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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