無損檢測技術在鍋爐壓力管道檢驗中運用的實踐研究

王健宇

安慶市特種設備監督檢驗中心 安徽 安慶 246001

引言

隨著社會的快速發展，人們對能源技術也有了更高追求。鍋爐是一種全新的能源轉換器，可以將鍋爐當中的機油和燃料等物質向水蒸氣、有機載體以及高溫水等進行轉化，從而使化學能和電能轉化為熱能與機械能。由于鍋爐可以使許多工作的生產需求得到滿足，因此鍋爐設備在許多企業公司的實際生產中得到了廣泛應用，例如船舶機車制造中心、火力發電廠以及機械制造廠等。在實際管理鍋爐設備時，需要有效檢測鍋爐壓力管道，其對鍋爐的正常運行具有重要影響。通常來說，鍋爐需要在高溫、高壓環境下長時間持續工作，進而導致鍋爐內部壓力管道容易被破壞和損傷，如果壓力管道有問題出現，將會導致鍋爐系統出現破裂問題，進而有安全事故發生。因此，相關企業需要對鍋爐壓力管道檢驗工作加大重視，并合理應用無損檢測技術，使檢測工作對鍋爐內部造成的損傷得到減少，保證鍋爐運行的安全性和穩定性。

1 無損檢測技術的優點與原理

針對無損檢測技術進行分析，該類檢測技術不具有破壞力，可以采取相應的物理和化學檢測方法來有效完成檢測任務。通過運用無損檢測技術，可以系統化和精準化的檢測鍋爐內部構造，避免對鍋爐內部造成損傷。在實際檢測鍋爐壓力管道時，無損檢測技術可以通過電、聲、光、磁等特點，對檢驗者是否有問題和缺陷進行判斷，與此同時還能夠對缺陷位置、大小、數量、性質等信息進行準確檢測。目前，通過對滲透檢測、射線檢測以及超聲檢測等方式進行運用，可以有效檢測鍋爐壓力管道。對于不同的檢測方法，其操作方法也存在一定的差異，需要結合被檢測對象情況對操作方法進行合理選擇。由于無損檢測技術的準確性和靈敏性相對較高，破壞性較小，因此在鍋爐壓力管道檢測工作中得到了廣泛應用。但在具體檢測時，對工作人員也提出了更高要求，需要對其有效培訓和考核，從而確保工作人員滿足具體的無損檢測工作要求[1]。

2 鍋爐壓力管道受損的主要原因

2.1 長時間、持續性使用

當鍋爐長時間運行時，由于對鍋爐的養護和維修不夠重視，進而導致鍋爐內部材料有損壞問題出現。當鍋爐一些部件出現損壞、腐蝕以及老化等情況時，將會對鍋爐內部容器質量產生嚴重影響，降低其運行效率，導致鍋爐的工作需求無法得到有效滿足。當鍋爐在未經檢修的情況下進行持續使用，則容易導致鍋爐有更為嚴重的損壞和損傷問題出現，進而產生相關的安全事故。

2.2 人為因素的影響

在鍋爐運行過程當中，相關工作人員的實際操作對鍋爐運行安全性具有重要影響。具體來說，由于受到外界因素所帶來的影響，使得鍋爐內部溫度和壓力出現異常，進而使鍋爐的標準工作環境發生改變，容易引起相關安全事故。針對人為因素給鍋爐壓力管道帶來的影響進行分析，可以通過正確指導得到避免。因此需要對相關工作人員加大培訓力度，并組織人員開展模擬演習活動，一旦有安全事故出現，相關工作人員應能夠以沉著冷靜的態度進行處理，從而使其自身安全得到有效保障。與此同時，通過有效落實相關培訓和學習活動，可以使工作人員自身的工作能力得到有效提高，掌握相關的操作技能，防止有操作失誤現象出現，避免發生安全事故，維持鍋爐的穩定運行[2]。

3 鍋爐壓力管道中主要應用的無損檢測技術

3.1 射線檢測技術

首先，針對射線檢測技術進行分析，其作用在于能夠檢測鍋爐壓力管道的宏觀形幾何缺陷。具體來說，該檢測技術可通過外光射線對鍋爐壓力管道進行照射，并檢測壓力管道的實際情況，對其內部裂縫是否與相關標準和規定相符合進行判斷。通常情況下，鍋爐具有較大體積，這也使得其在具體生產時，往往無法一次性完成相關生產任務，需要對多個管道進行制造，并通過焊接管道來形成鍋爐。一旦在管道焊接過程當中有問題發生，則可能會使鍋爐內部的壓力出現不均衡現象，最終產生相關的安全事故。通過對射線檢測技術進行應用，可以全面檢測鍋爐管道的焊接情況，對其是否與相關標準相符合進行判斷[3]。

其次，射線檢測技術可以對焊接縫隙進行有效檢測，判斷其是否與相關工作標準相符合，并通過Y射線照射成像技術，明確管道的實際情況，對高精度圖像進行生成。相關檢測人員需要在被檢試件后面放置感光材料，從而對透過試件的不同強度射線進行接收。在這之后通過暗示處理，可以得到相應的透照影像，并結合影像形式、形狀、位置以及大小等進行判斷。針對射線檢測技術的優勢與局限進行分析，其可根據檢測結果對高精度圖像進行生成，方便開展后期修復工作。而且其還具有較高的體積型缺陷檢出率，但在檢測面積型缺陷時，需要受到許多因素帶來的影響。該類技術可在厚度較小的事件當中進行應用，而在確定試件中厚度方向的位置以及高度時則具有較大難度。除此之外，射線檢測技術的成本相對較高，而檢測速度則整體偏慢。由于射線具有輻射，因此容易給人體帶來較大傷害[4]。

3.2 滲透檢測技術

滲透檢測技術具有十分廣泛的應用范圍，可以檢測多數帶有非吸收性物體表面的開口缺陷，因此該技術也在鍋爐壓力管道檢測工作當中得到了有效應用。針對滲透檢測技術的工作原理進行分析，其可對有顏色的或具有熒光性質的涂料進行使用，將其在鍋爐部件表面涂抹，并向部件內部進行滲透。在此過程當中，涂料會伴隨管道，向部件表面的缺損處逐漸流入，在滲透后需要去除多余的涂料，并在部件表面涂抹顯像染劑。如此一來，顯像染劑可以緊隨涂料步伐逐漸在部件內部滲透，通過光線照射充分暴露出鍋爐壓力管道的缺陷問題。與此同時，通過圖像顯示可以準確判斷其缺陷大小、數量、形狀和嚴重程度。

3.3 超聲波檢測技術

針對超聲波檢測技術進行分析，其廣泛應用于鍋爐內部構造的檢測工作當中，可以對鍋爐壓力管道進行有效檢測。目前，隨著我國科學技術的快速發展，超聲波檢測技術的種類也在不斷增多，其中應用比較成熟和廣泛的一類檢測方法為脈沖反射檢測。在鍋爐壓力管道檢測過程當中，其也是一種比較常見的無痕檢測技術。脈沖反射法的原理在于探傷斜入射時，一般對橫波進行使用，而在進行垂直探傷時，則主要采用縱波，可以將超聲波攝入被檢驗對象的一面。在這之后可在同一面對切線位置反射的光波進行接收，并根據光波射回情況對其缺陷問題進行判斷。超聲波檢測技術主要在鍋爐內部結構檢測工作當中進行應用，可以有效保證鍋爐壓力管道檢測結果的準確性。針對超聲波檢測技術的優勢與局限進行分析，首先其具有較高的面積性缺陷檢出率，而對于體積型缺陷，檢出率相對較低。其次，該技術主要是對厚度較大的工件進行檢驗，而對較薄的工件則不適宜采用此技術。與此同時，超聲波檢測技術的檢測成本相對較低，相關檢測儀器十分輕便，具有較快的檢測速度，可在現場檢測過程當中進行有效應用。該技術對于缺陷部位的厚度定位，可以有效保證檢測的精準程度。但超聲波檢測技術也存在一定局限，其無法對直觀的缺陷圖譜進行獲得，也無法深入分析出現的狀況。除此之外，該技術無法直觀記錄檢測結果，并要受到物件表面平整性以及外部工作環境所帶來的影響，因此容易有誤差和干擾等問題產生[5]。

3.4 磁粉檢測技術

對于磁粉檢測技術而言，其應用場所具有特定性，主要可以檢測磁性材料鍋爐的內部結構。針對磁粉檢測技術的工作原理進行分析，其可磁化檢測鐵磁材料，并在被測物體表面分散。由于鐵瓷材料為高度磁化，因此會在鍋爐內部呈現不連續分布，并導致鍋爐工件的附近磁力線有局部變化發生，最終產生相應的漏磁現象。相關磁性粒子可在工具表面吸附，在受到適當光照后會有清晰磁痕產生。相關檢驗人員可結合磁痕分布，對鍋爐表面以及近表面的損壞情況進行判斷。磁粉檢測技術具有較高的檢測靈敏度，可以對微小的裂縫缺陷進行檢測，所采取的檢測方法相對簡單，檢測成本較低，具有極快的檢測速度。該技術可在除疏松多孔性材料以外的其他種類材料檢測當中進行應用，并能夠全面檢測形狀復雜的相關試件，對多個方位的缺陷區域同時進行檢測。但同時磁粉檢測技術也具有局限性，其只能對磁性材質制造的鍋爐進行檢測，無法對其他材料鍋爐開展檢測工作。而且磁粉檢測技術只能對鍋爐表面和附近的實際損壞情況進行檢測，無法對鍋爐內部情況進行明確。鍋爐零件的尺寸、形狀等在一些情況下會影響探傷，一旦鍋爐無法磁化則不能有效進行檢測[6]。

4 鍋爐壓力管理檢測中應用無損檢測技術的流程

4.1 準備工作

在實際開展檢測工作前，相關檢測人員需要全面觀察現場環境，一旦有噪聲存在，則應明確噪聲來源，并有效進行消除。通常來說，噪聲的產生原因與電磁干擾和流體流動等有關，例如由于振動和摩擦所產生的聲音。想使噪音得到有效消除，需要對其產生原因進行明確，在確定原因的過程當中，可以運用加壓程序對聲源進行確定，并結合實際情況采取有效的噪音清除對策。

4.2 校準

為了能夠使無損檢測結果的準確程度得到有效提高，需要對高標準和先進化的儀器進行采用，并有效進行校準，對技術靈敏性進行檢驗，保證校準的準確性和高度。在校準過程當中，可對長度2.5mm的前臂筆芯進行使用，以此為折斷信號。當鍋爐壓力管道和鉛筆筆芯的夾角為30°時，可對準確的平均值進行獲取，使檢驗技術的靈敏性得到充分掌握。

4.3 檢驗過程

在運用無損檢驗技術檢驗鍋爐壓力管道時，需要觀察發射出的撞擊次數，并對時間、載荷等出現的變化進行準確判斷，從而得到具體的檢測結果。在這之后需要對檢測結果的差異進行對比，一旦撞擊次數明顯增多，則需要對加壓與加載等及時停止。除此之外，在檢測過程當中，如果出現噪音需要及時停止檢測，在噪音消除后方可繼續開展檢測工作。

4.4 評價

相關檢測人員需要結合等級對聲發射源進行劃分，具體需要劃分為活度以及強度等級。在對等級進行確定后，需要結合發聲源活力再次進行劃分。在此過程當中，除了速度會伴隨壓力提升而有所加快，聲發射源試件的數量也將明顯增加，這使聲發射源活性得到明顯增強，可以對各項幅度指標和參數進行獲取[7]。

5 結束語

綜上所述，在鍋爐設備運行管理過程中，鍋爐壓力管道檢測是一項重要工作內容，其和鍋爐運行質量和安全性具有緊密聯系。因此，需要合理采用無損檢測技術來有效檢測鍋爐壓力管道，使相關操作人員的人身安全得到保證，并使企業自身的經濟效益得到有效提高。與此同時，為了避免在鍋爐運行過程中有安全事故發生，相關生產企業需要在保證鍋爐穩定運行的基礎上，對鍋爐壓力管道進行監測，從而為企業員工和經濟效益提供雙重保護。