無損檢測技術在鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢驗中的運用

姜浩 湯倩 貴州省特種設備檢驗檢測院

無損檢測技術在鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢驗中的運用

姜浩 湯倩 貴州省特種設備檢驗檢測院

當前，新技術的發明越來越多，無損檢測技術的出現，大大方便了鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的檢測工作。鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢測，是對鍋爐設備的正常運行的保障以及重要手段?，F在鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的檢測還存在許多問題，對鍋爐設備的正常運行產生很大影響，也為它的安全性以及穩定性埋下隱患。所以，在實際工作中，一定要對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道進行檢測，確保其不會出現故障而造成的人員以及經濟的損失。

無損檢測技術 鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道 檢驗 應用

現階段，由于我國科技力量的增強，鍋爐受熱面管子及管道的檢測技術也得到了顯著提升。鍋爐在實際工作運行中對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道會有很大的影響。繼而造成壓力管道出現問題，而這些問題與鍋爐的工藝結構有很大關系。對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道采用無損檢測技術，才能保障鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的正常使用，合理、科學的鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢測有著非常大的意義。

1 無損檢測技術的相關概念

1.1 無損檢測技術概念

無損檢測技術指的是在不破壞、不影響被檢測對象的使用性能，也不損壞被測對象內部組織結構的條件下，在材料內部結構出現異常以及缺陷的情況下，就會導致熱量、聲音、電磁特性等方面的變化，使用先進儀器設備進行定位、定量檢測的過程。

1.2 無損檢測技術的組成

無損檢測技術是現代工業的重要組成，尤其是在鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的檢測中，其發揮的作用越來越大。常規的無損檢測技術包括射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測以及滲透檢測等方法。一般情況下，對被檢測物的內部缺陷進行檢測時，應采用射線或超聲波進行檢測；對被檢測物的表面缺陷進行檢測時，選用磁粉檢測和滲透檢測，若被檢對象為鐵磁性材料時，要優先考慮磁粉檢測，若被檢對象為非多孔性材料的開口性缺陷時，應選擇滲透檢測方式。

1.3 無損檢測技術人員的要求

從事無損檢測工作的人必須具備相應的無損檢測資格，無損檢測資格等級分別為Ⅰ級（初級）、Ⅱ級（中級）和Ⅲ級（高級），其中Ⅰ級（初級）人員只能操作無損檢測設備器材，Ⅱ級（中級）人員可編制無損檢測工藝卡，并按檢測工藝獨立進行檢測工作，評定檢測結果。Ⅲ級（高級）人員可根據標準編制無損檢測通用工藝規程，審核或簽發檢測報告，解釋檢測結果，裁定Ⅱ級（中級）人員對檢測結論的技術爭議，在出具檢測報告時，對于射線檢測技術，必須有初評人以及復評人參與，而初評、復評人必須具備Ⅱ級（中級）以上資格。

2 鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道無損檢測重要性及檢測原則分析

2.1 鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道無損檢測重要性分析

鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的檢測是對鍋爐安全運行的有力保證。鍋爐在實際工況下運行時，受熱面管子和鍋爐范圍內管道很容易受到很多因素的影響而出現問題，所以，在實際的工作中，一定要確保受熱面管子及鍋爐范圍內管道的安全性。為保證鍋爐的安全使用，必須對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道實施檢測，因此，無損檢測成為了鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道必不可少的檢測方法。使用無損檢測，不僅可以鎖定鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道中檢測部位的異常情況，同時對被檢設備不造成損壞，所以無損檢測越來越受到人們的重視。

2.2 鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道無損檢測的原則分析

對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道進行無損檢測，可以對其使用情況以及問題進行評定，推斷鍋爐的安全狀況，同時，通過定期檢測還能夠掌握缺陷的動態情況，可以對一定檢測周期內鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道能否安全運行進行推測，評判鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道應該進行返修還是報廢處理。在對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道進行質量評定時，對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道表面出現的問題進行檢測，從而確定鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的質量問題，對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的質量進行評定，可以有效控制壓力管道的質量。

3 鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢驗過程中存在的問題及解決策略

3.1 存在的問題

（1）鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道自身存在問題

現在我國的鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道都普遍存在著一些問題，比如管道原材料剛度不夠、支撐件腐蝕、強度不夠、防護距離不夠等，是當前鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道最常見的問題。

（2）檢測過程中要受到異常物質及輻射物質的影響

檢測時所遇到的異常物質主要是粉塵、有毒物質以及一些腐蝕性物質等，這些因素對壓力管道的檢測帶來一定的困難。一旦受到非控制因素的影響，很容易使技術人員出現呼吸道感染、中毒、燒傷、燙傷或受到輻射現象。進行X射線檢測時，如果現場操作不當，會造成人員受到輻射現象，這種輻射對人的損害是非常大，所以在檢測過程中一定要注意輻射傷害，以免對技術人員本身造成損傷。

（3）鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢測過程中出現的其他一系列問題

相關設備的原始資料記錄不全、管理不到位，使用管理與日常維護保養也沒有按照要求進行，另外，鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道在長期使用過程中會出現老化現象，老化嚴重很容易出現裂紋和損壞現象，進行檢測時一定要重視這些問題，并對出現損壞及老化部位及時進行更換。

3.2 解決策略

對于鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道自身存在的問題：首先，鋼管生產應提高制造工藝水平，采用先進的生產線，完善檢測手段和質量管理體系的建設，提高檢測人員的責任心，確保各類缺陷均能在制造廠就被及時檢出，盡量避免存在缺陷的管材出廠；其次，鍋爐制造企業應按照相關標準嚴格把好材料入廠的檢驗關和水壓試驗關，盡可能使原材料質量缺陷在制造環節得到發現和消除，防止存在質量問題的原材料進入用于設備制造，避免給后續的安裝和使用環節留下安全隱患，在生產制造以及安裝過程中都要進行嚴格控制，對其原材料質量、焊接質量以及安裝工藝要進行嚴格把關；再次，質量技術監督部門和特種設備檢驗檢測機構應履行好監督檢驗職責，在水壓試驗等生產、制造、安裝過程的一些重要環節實施有效的監督，使設備質量缺陷得以及時的發現和處理；最后，設備安裝和使用單位應加強相關人員的責任心和設備質量的驗收工作，積極探索和研究新的檢測方法，擴展設備檢測覆蓋范圍，以保障設備制造缺陷能夠有效的檢出和及時的處理，最大限度地防止因設備制造缺陷造成的生產事故和經濟損失。在鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的實際生產制造過程中要嚴格按照生產規范進行生產制造，對于檢測過程中的安全問題，尤其是射線檢測應注意以下兩個方面的問題：①人員防護，X射線操作人員應配備防護服、報警器及個人劑量儀，報警器及個人劑量儀應定期進行檢定或校準，以保證準確有效；X射線操作人員應按期進行健康查體，檢查應在具備資質的專業衛生部門進行；從事X射線操作人員應建立個人健康檔案，包括個人健康查體記錄、個人劑量記錄等；對于經檢查不適合從事放射性工作的人員，應及時調離放射性工作崗位。②現場防護，現場進行X射線檢測時，應通知甲方及相關單位及時撤離放射區，并根據工作及所用射線程度計算出安全距離，在照射時應在安全距離15米以外拉警戒繩；每臺探傷機應配備2臺報警器進行監測，每次檢測前應首先將X射線機開機，打到工作狀態后，用兩臺報警器分別監測，如果兩臺報警器都能正常報警，說明報警器工作正常，可以用于監測，如果報警器不能正常工作報警時，不能用于現場監測，應修理并檢定后方可使用；現場檢測時，操作人員應佩帶個人劑量計，個人劑量計應按期檢定，保證劑量計處于正常狀態。對于其他問題，使用單位應當在平時工作中做好維護保養等各項工作。

4 無損檢測技術的主要特征及在鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢測中的應用

目前來說，無損檢測技術是鍋爐檢測中最為常見的檢測技術。在無損檢測時應結合設備的結構、材質以及介質等對無損檢測方法進行確定。無損檢測技術的顯著特點是對被檢測物進行無損檢測時，采用不同檢測方法，檢出率幾乎可以達到百分之百。另外，進行無損檢測時，不需要大量的輔助耗材，其檢測工藝相對比較簡易，且不會對被檢部位造成損傷。

4.1 無損檢測技術在檢測中的具體應用

目前對鍋爐進行無損檢測時，最常用的無損檢測技術主要有四種，即射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測以及滲透檢測。其他比較常見的無損檢測，比如電磁技術。下面對這四種無損檢測技術以及電磁技術在進行壓力管道的檢測時的具體應用進行分析。

（1）射線檢測

射線檢測是鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道進行無損檢測技術中最為普遍的一種檢測技術。射線檢測原理是將射線穿透管壁，依據射線在穿過管壁時，在不同組織中發生射線能量衰減程度不同的特性來對設備缺陷進行檢測。目前常用的射線檢測技術主要是射線照射法、DR、CR和工業視屏等。射線檢測能檢出各種缺陷，但對于面積型缺陷的檢出率受到缺陷所在面與射線束夾角的影響。

（2）超聲波檢測

超聲波探測技術也是無損檢測技術中比較普遍的應用技術。超聲波檢測技術是依據超聲波的界面反射和尖端衍射特性對設備進行檢測的，這種檢測技術的原理是經過晶片的壓電效應產生超聲波。超聲波在傳播過程中遇到兩種不同組織的界面或缺陷尖端時，超聲波會發生反射或衍射現象。也就是說，超聲波檢測時，管壁有氣孔或者其他雜質，很可能使超聲波在傳播時出現反射或衍射現象。這時，經過專業的接收儀器，捕捉相應的反射波或衍射波，來判斷缺陷的位置、大小等情況。利用超聲波進行檢測主要依靠的是超聲波探傷儀，它是將儀器的探頭部位與管壁接觸，通過耦合劑，使超聲波傳播到管壁中，同時接收反射波或衍射波。在進行超聲波進行檢測時一定要注意，為了實現探測質量，需要被檢部位的表面必須光滑，并且要有一定的位置方便探頭接觸壓力管道。

（3）磁粉檢測

磁粉檢測運用于鐵磁性材料的設備，這種鐵磁性材料在磁場中被磁化后，存在表面或近表面缺陷的部位會出現漏磁現象，采用磁粉形成磁痕顯示。這時就可以找到缺陷位置并對其進行分析判斷。被檢件磁化時可以用交流電，也可以用直流電，前者由于電流的集膚效應，而表現為檢測表面缺陷時靈敏度較高，后者則由于磁化場較均勻而能發現近表面的缺陷。另外，磁化被檢件時既要進行周向磁化，又要進行縱向磁化，以免不同方向的缺陷被漏檢，檢測過程中還應注意由于材料晶粒大小和組織不均勻等帶來的假缺陷現象。

（4）滲透檢測

滲透檢測又被稱為滲透探傷，依據毛細作用原理，使滲透劑滲透于被檢表面開口性缺陷中，在通過顯像劑顯示缺陷的位置。正是用這種毛細原理為基本思路，來對設備表面開口缺陷進行無損檢測，這種方法是常規無損檢測方法之一，其適用性比較強。檢測時，在被檢部位的表面涂抹含有一定量的熒光染料或其他著色染料的滲透劑，在滲透作用下經過一定的時間段后，滲透劑就會隨之滲透到缺陷位置處。然后將表面多余的滲透劑進行清除，最后再涂上一層可以吸附的顯像劑。在毛細作用下，顯像劑會吸附滲透到缺陷中的滲透劑，使其回滲到顯像劑中，在一定的光源下，缺陷處的滲透劑也就會顯露出來，從而探測到檢測面缺陷的大小以及分布形態。

滲透檢測的基本步驟主要包括了六個部分，主要是：首先，進行提前處理；第二，進行滲透劑滲透；第三，清理多余滲透劑；第四，用顯像劑顯像；第五，對缺陷位置的具體情況進行分析記錄；第六，對缺陷位置進行處理。

使用滲透檢測需要注意的是，這種檢測方法的檢測結果受檢測人員的熟練程度影響較大，因此，進行滲透檢測的技術人員一定要根據相關的檢測工藝要求嚴格執行，保證滲透檢測的結果準確可靠。

（5）電磁檢測技術

電磁技術不僅可以對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道進行檢測，也可以對其他設備進行檢測。這種技術是結合探頭設備，對被檢設備輸送電磁信號。如果被檢部位存在缺陷，輸送的電磁信號會將該缺陷信息反饋回來，可以對缺陷位置進行確定。這種技術的效果比較好，與超聲波檢測技術相類似，不會對被檢設備造成損傷，也不會造成環境污染。

4.2 特定位置的無損檢測

（1）原材料的無損檢測

一般情況下，鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道有無縫道和有縫管道兩種。有縫管的制造方法是將原材料卷成管形狀態，然后再進行焊接而形成的管道。而在實際中，很多大口徑管道都是通過焊接來完成的，從方法上來說是電阻焊或者埋弧自動焊。無縫管有很多明顯的缺陷，這些缺陷大多平行于管軸線。管道的無損檢測可以采用渦流檢測技術，這種方法能夠有效對管道進行檢測。

（2）小口徑管座角焊縫的無損檢測

管座角焊縫結構在鍋爐中廣泛存在，對該類焊縫進行無損檢測，其難度是非常大的，目前，該類管座角焊縫內部缺陷檢測技術尚無簡便有效的方法。通常僅采用磁粉檢測或滲透檢測對其表面或近表面缺陷檢測。

5 總結

使用無損檢測技術對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道進行檢測，缺陷檢出率相對比較高，能夠快速找出缺陷，保證設備的正常、安全的運行，能夠有效地排除一定的安全隱患，為生產運營等方面發揮重要的作用，由此可見無損檢測技術的優越性。因此，現階段對鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道進行缺陷檢測應大力推行無損檢測技術。這種技術，不僅僅適用于此，它還可以適用于其他行業。總之，無損檢測技術在鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道檢測中的實際應用能夠起到有效的檢測作用，對保障鍋爐的安全性有著重要作用，能夠迅速的檢測到鍋爐受熱面管子及鍋爐范圍內管道的自身缺陷和相應缺陷位置，具體的實踐過程中要能夠不斷的對無損檢測技術進行完善，從而有效提升被檢測設備的安全性能。

參考資料

[1]董世運，劉彬，徐濱士，林俊明.再制造領域中超聲無損檢測技術的應用及其發展趨勢[J].全球華人無損檢測高峰論壇

[2]張改梅.基于超聲原子力顯微鏡的納米無損檢測技術及其應用研究[J].北京工業大學機械電子工程

[3]李曉麗，曾智，張存林，李懷富.紅外熱波無損檢測技術用于風電葉片粘接質量的檢測[J].第四屆無損檢測高等教育發展論壇暨電磁超聲無損檢測技術交流會

[4]富士岳，王位貴.渦輪機械無損檢測技術的現狀與問題[J].車用發動機.2014（03）

[5]陳燕飛，王道峰，汪瑩.發動機無損檢測應用分析[J].筑路機械與施工機械化.2013（06）

[6]李松濤.淺談鍋爐壓力容器制造單位無損檢測工作中存在的問題[J].內蒙古石油化工.2014（01）

[7]王滔.鍋爐無損檢測技術的發展趨勢[J].科技創新與應用.2013（16）

[8]劉昱杰，蓋紅德，柳長磊，張明賢，衣寶葵，張宏敏.鍋爐水冷壁爆管事故原因分析及處理和防范措施[J].全面腐蝕控制.2015（03）