工業(yè)鍋爐測厚檢測工作的重點(diǎn)及注意事項(xiàng)

董湘群

(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院常州分院,江蘇常州 213016)

工業(yè)鍋爐測厚檢測工作的重點(diǎn)及注意事項(xiàng)

董湘群

(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院常州分院,江蘇常州 213016)

對工業(yè)鍋爐檢驗(yàn)中測厚應(yīng)涼意的問題及測厚數(shù)值變化可能出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析,提出了判斷處理方法及建議。超聲波測厚儀已成為鍋爐、壓力容器、壓力管道內(nèi)外部檢驗(yàn)過程中的常規(guī)手段。正確合理使用是對檢驗(yàn)人員的基本要求,同時(shí)學(xué)會(huì)判斷各種異常情況及處理方法對出具科學(xué)的檢驗(yàn)結(jié)論至關(guān)重要,這些都需在實(shí)際檢驗(yàn)工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。

工業(yè)鍋爐 超聲測厚

在工業(yè)鍋爐的在用檢驗(yàn)工作中，準(zhǔn)確判斷鍋爐各受壓部件的腐蝕、磨損狀況，選擇合適的測厚點(diǎn)，使選出的測厚點(diǎn)具有代表性，測厚的數(shù)據(jù)能客觀地反映出在用鍋爐的實(shí)際情況，使檢驗(yàn)人員對鍋爐的現(xiàn)狀做出正確的判斷，是一項(xiàng)十分重要的工作。現(xiàn)行管壁厚度測量方法為超聲波法，測厚用儀器是數(shù)字式超聲波測厚儀。從原理上講是脈沖反射式，其工作過程是:發(fā)射電路輸出一個(gè)上升時(shí)間很短、脈沖很窄的周期性電脈沖，通過電纜加到探頭上，激勵(lì)壓電晶片產(chǎn)生脈沖超聲波。探頭發(fā)出的超聲波進(jìn)入工件，在工件上下表面間形成多次反射，反射波經(jīng)過電晶片再變成電信號，經(jīng)放大器放大，由計(jì)算電路測出超聲波在管壁上下表面間的傳播時(shí)間，然后再依據(jù)測厚儀中預(yù)置的管子所用金屬材料的聲速顯示出管壁厚度值。

1 測厚檢測的工作重點(diǎn)

按照《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》的要求，在工業(yè)鍋爐的內(nèi)部檢驗(yàn)中，存在以下情況的，應(yīng)增加測厚檢測。(1)鍋爐有嚴(yán)重的腐蝕、磨損減薄和結(jié)垢，特別是鍋筒底部、管孔區(qū)、水位線附近、進(jìn)水管或排污管與鍋筒集箱連接處、爐膽的內(nèi)外表面、立式鍋爐的下腳圈等部位;(2)水管、對流管束、沸騰爐埋管、吹灰口附近等受煙氣高速?zèng)_刷部位和易受低溫腐蝕的尾部煙道管束;測厚的方法很多，除了常規(guī)的機(jī)械方法(卡尺、千分尺)外，還有其它一些方法，如超聲波測厚、射線測厚、磁性測厚、電流法測厚等。因?yàn)槌暡y厚儀體積小、重量輕、速度快、精度高、攜帶方便，因而被廣泛采用。

在實(shí)際工作中，常會(huì)遇到檢測的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況有較大的誤差，使得到的數(shù)據(jù)不能全面反映在用鍋爐的實(shí)際情況，得出的結(jié)論不能全面概括鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。所以，應(yīng)根據(jù)不同爐型、不同的燃料、不同的水循環(huán)，對鍋爐的測厚位置做出不同的調(diào)整。

1.1 液位經(jīng)常波動(dòng)的部位

液位經(jīng)常波動(dòng)的部位易產(chǎn)生液體介質(zhì)與金屬材料的機(jī)械摩損，造成金屬減薄。特別是在液位線附近及液位變動(dòng)區(qū)域，要增加測厚點(diǎn)。在不同的爐型中，液位經(jīng)常波動(dòng)部位也不盡相同。對于鍋殼式鍋爐來說，汽水分界線附近往往是液位波動(dòng)最頻繁的部位，鍋殼壁厚的減薄量相對來說也最大，這是測厚應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的部位。對熱水鍋爐及貫流式鍋爐來說，不存在汽水分界線，那么進(jìn)水管水流沖刷部位就是液位波動(dòng)最大的部位，對這些地方應(yīng)加強(qiáng)檢測。

1.2 易受腐蝕部位

腐蝕不僅可以產(chǎn)生在設(shè)備內(nèi)部，也可以產(chǎn)生在設(shè)備外部，特別是有保溫絕熱材料遮蓋的部位，由于漏雨、漏汽而使金屬表面有積水而產(chǎn)生腐蝕。對于鍋殼式鍋爐來說，內(nèi)部腐蝕一般產(chǎn)生在汽水波動(dòng)較弱的集箱兩端及經(jīng)際隔熱處理的橫水管上。前后管板的管束區(qū)域也是腐蝕產(chǎn)生的高發(fā)部位，應(yīng)加以重視。而對于現(xiàn)在越來越多的內(nèi)燃式鍋殼鍋爐來說，爐膽頂部及回燃室管板是最易發(fā)生腐蝕的部位，在實(shí)際檢測時(shí)應(yīng)加以關(guān)注。

1.3 受煙氣集中沖刷部位

在鍋爐的爐膛受熱面布置中，有許多部位存在著煙氣正向、橫向的沖刷。在工業(yè)鍋爐的煙氣流程中，流通截面有突發(fā)改變的部位，其周圍布置的水管、煙管等，發(fā)生磨損的機(jī)率大大提高。在外燃式鍋殼鍋爐中，中拱前端附近的水冷壁管、煙氣第一回程入口處的鍋殼扳邊圓弧附近、對流受熱面煙室煙氣入口周圍的水管等是重點(diǎn)。特別應(yīng)注意的是，對有中間折煙室的鍋爐，如爐堂與折煙室之間的折煙墻頂部有開裂煙氣走短路的情況，則頂部附近布置的水冷壁管應(yīng)是測厚的重點(diǎn)部位，應(yīng)加以重視。

2 測厚檢驗(yàn)中注意事項(xiàng)

在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到這類問題，個(gè)別測點(diǎn)或個(gè)別部位測厚儀示值與其它測點(diǎn)示值相差很大，出現(xiàn)這種情況，除了測厚儀本身出現(xiàn)故障或未經(jīng)調(diào)整、校準(zhǔn)外仍有多種情況需區(qū)別對待、綜合分析。

2.1 管子表面氧化物堆積

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)鍋爐經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后，其表面有較厚的氧化物存在。管子外表面由于高溫?zé)煔獾难趸案g性作用，會(huì)生成一層氧化和腐蝕產(chǎn)物層，其厚度隨運(yùn)行時(shí)間和煙氣溫度(及煙氣中腐蝕性氣份)的增加而增厚。管壁厚度測量，并不能真實(shí)地反映出管壁金屬層厚度。超聲波測厚儀的壁厚讀數(shù)比實(shí)際的大，特別是運(yùn)行時(shí)間較長的鍋爐。通過試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)測厚儀上反映出的讀數(shù)實(shí)際為管子表面氧化物厚度加管壁金屬層厚度。測厚儀讀數(shù)并不是兩層實(shí)際厚度的簡單相加，這是因?yàn)閮蓪硬牧系穆曀俨灰粯樱暅y厚儀中只設(shè)了鋼的聲速。工作中發(fā)現(xiàn)壁厚測量合格的管子，割管檢查壁厚卻有不合格的現(xiàn)象。厚度由向火面向背火面逐漸減薄，同時(shí)管壁金屬層厚度減小。同樣，管子內(nèi)壁在高溫蒸汽及煙氣的作用下，在內(nèi)表面生成與金屬基體接合緊密、致密的氧化層。同時(shí)管壁金屬層厚度減薄，內(nèi)壁氧化層由向火面向背火面逐漸減薄。對外壁的氧化物，可以使用手工打磨的方式進(jìn)行清除，以減小對測厚檢測的影響，對內(nèi)壁的氧化層，因清除較為困難，一是通過相似部位的對比檢測，尋找有代表性的部位加以確定，二是通過割管分析，來確定氧化層的厚度。

2.2 管子金屬的夾層

金屬的夾層缺陷都是在冶煉過程夾雜物氧化鋁、氧化鈣等雜質(zhì)而引起的。金屬的夾層情況比較少見，但也不可以忽視。在實(shí)際檢測中，發(fā)現(xiàn)金屬厚度發(fā)生突越變化，測厚儀示值減少很多，有時(shí)超過正常值一半，且內(nèi)外表面檢查無異常缺陷，而變化有一定的面積范圍，就應(yīng)考慮金屬夾層存在的可能性。在排除檢測背面有面狀腐蝕情況外，需要通過其它的檢測方法來確定是否有金屬夾層存在，如采用超聲波無損檢測等方法進(jìn)行深度檢測。

2.3 點(diǎn)腐蝕

點(diǎn)腐蝕也較為常見，如探頭正好處于點(diǎn)蝕孔處，示值顯然會(huì)明顯降低，偏低值與蝕孔深成正比。點(diǎn)腐蝕特點(diǎn)是邊界清楚、范圍小，稍稍改變測點(diǎn)位置，示值即可回升，通?？刹捎眯》秶黾訙y點(diǎn)數(shù)量即可判明腐蝕范圍、深度。

總之，超聲波測厚儀已成為鍋爐、壓力容器、壓力管道內(nèi)外部檢驗(yàn)過程中的常規(guī)手段。正確合理使用是對檢驗(yàn)人員的基本要求，同時(shí)學(xué)會(huì)判斷各種異常情況及處理方法對出具科學(xué)的檢驗(yàn)結(jié)論至關(guān)重要，這些都需在實(shí)際檢驗(yàn)工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。

[1]《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》.國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,1999.

[2]《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,2012.