無損檢測技術(shù)在鍋爐壓力管道檢驗中的應(yīng)用探討

王偉

摘 要：隨著我國城市群建設(shè)步伐的加快，城鎮(zhèn)電力、熱力的需求日益提升。鍋爐壓力管道作為火力發(fā)電及熱力生產(chǎn)的重要組成部分，長期運行易存在安全隱患，因此做好壓力管道的檢驗工作是十分必要的。本文介紹了常用的幾種無損檢測技術(shù)的原理與特點，并重點探討壓力管道檢驗中無損檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用，以確保在用壓力管道安全運行。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力管道;無損檢測;檢驗;綜合應(yīng)用

對于壓力管道來講，一定要在安裝過程中完全符合標準要求和操作規(guī)范。但是在長期使用過程中，因受管道介質(zhì)、運行環(huán)境、外部因素的影響，壓力管道往往會出現(xiàn)裂紋、腐蝕、減薄等問題，為管道的安全運行埋下隱患。因此，需要應(yīng)用無損檢測技術(shù)來判斷、評估在用壓力管道的質(zhì)量與安全狀態(tài)，以便于進行后續(xù)處理。

1無損檢測技術(shù)簡介

無損檢測技術(shù)是利用物質(zhì)的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象結(jié)構(gòu)與使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息。相對于其他檢測手段，其優(yōu)勢在于非破壞性、全面性、全程性，即在生產(chǎn)安裝使用的全過程中不損害被檢設(shè)備，在成品上即可實現(xiàn)100%檢測。

2壓力管道檢驗中常用的無損檢測技術(shù)

2.1射線檢測（RT）

射線檢測是利用工件內(nèi)部缺陷或結(jié)構(gòu)差異會改變射線衰減，射線束透過工件到達膠片不同區(qū)域透射射線強度不同，以此判斷工價內(nèi)部的缺陷和物質(zhì)分布。工業(yè)射線檢測一般使用的是X射線、γ射線，其可以對缺陷進行定性和定量分析，直觀反映質(zhì)量缺陷的類型、數(shù)量、尺寸和位置。射線檢測的缺點是檢測速度較慢、成本高;且對人體具有輻射生物效應(yīng)，危害人體健康，需要做好輻射防護措施。

2.2超聲檢測（UT）

超聲檢測是基于超聲波在介質(zhì)中的傳播特性，且在遇到聲阻抗不同的兩種介質(zhì)分界面時會發(fā)生反射這一原理，對管道的質(zhì)量缺陷進行檢測。超聲檢測具有穿透能力強、靈敏度高、定位定量準確、檢測速度快、設(shè)備便攜且對人體沒有危害等優(yōu)點，而其最大不足就是定性困難，結(jié)果顯示不直觀，依賴檢測人員經(jīng)驗。

2.3磁粉檢測（MT）

磁粉檢測是利用鐵磁性工件被磁化后，不連續(xù)處工件表面和近表面的磁力線會發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉形成可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴重程度。磁粉檢測幾乎不受工件幾何形狀、大小及缺陷方向的影響，且結(jié)果顯示直觀、靈敏度高、檢測速度快;但是磁粉檢測無法用于內(nèi)部深層次缺陷檢測，檢測時會污染工件、產(chǎn)生銹蝕，有時需要進行退磁處理。

2.4滲透檢測（PT）

滲透檢測是將滲透劑浸涂在經(jīng)預處理后的壓力管道被檢測部位上，在毛細作用下滲透劑滲入表面開口缺陷中;然后利用清洗劑去除多余的滲透劑，最后在被檢查設(shè)備表面施涂吸附介質(zhì)顯像劑，使存有質(zhì)量缺陷的位置顯現(xiàn)出來。滲透檢測可廣泛應(yīng)用于非吸收性物料的表面開口缺陷，對于形狀復雜的缺陷可一次性全面檢測。但其難以檢測多孔材料，且檢測材料屬于化學制劑，噴涂作業(yè)會形成粉塵污染環(huán)境、危害檢測人員身體健康。

2.5X射線數(shù)字成像檢測（DR）

X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)與X射線膠片照相方法在基本原理上是相同的，不同之處在于平板探測器替代了膠片并引入計算機處理技術(shù)。數(shù)字圖像形成過程是“光電轉(zhuǎn)換”與“模數(shù)轉(zhuǎn)換”的結(jié)果。數(shù)字成像檢測技術(shù)可以實現(xiàn)連續(xù)曝光，檢測時間短、獲取結(jié)果快，且檢測結(jié)果易于查閱和保存。但其目前對于焊縫中存在的細小裂紋和未熔合難以檢出，數(shù)字探測器性能易受環(huán)境條件的影響，使用時應(yīng)特別注意。

2.6紅外探傷檢測

紅外探傷檢測技術(shù)是以熱傳導理論和紅外熱成像理論為基礎(chǔ)，通過紅外輻射的分析方法對物體內(nèi)部能量流動情況進行測量，使用紅外熱成像儀顯示檢測結(jié)果，來判斷壓力管道的質(zhì)量缺陷。紅外探傷檢測技術(shù)分為主動式和被動式兩種：主動式是通過向被測物體注入熱量破壞原熱平衡，監(jiān)測物體表面的溫度場的分布，確定是否存在在孔洞、裂縫等質(zhì)量缺陷;被動式檢測無需加載熱源，利用物體自身溫度與環(huán)境溫度的熱交換，監(jiān)測物體表面紅外輻射進而檢測質(zhì)量缺陷。紅外探傷檢測技術(shù)可以實現(xiàn)快速掃描， 有較高的檢測效率。但其儀器精度和靈敏度受外界影響較大，不適用于內(nèi)外溫差大的檢測環(huán)境。

2.7超聲導波檢測

超聲導波檢測技術(shù)是根據(jù)被檢工件特征，使用專用設(shè)備激勵出能在構(gòu)件中傳播的導波，當導波遇到缺陷時會產(chǎn)生反射回波，利用接收傳感器接收并分析回波信號的特征和傳播時間，實現(xiàn)對缺陷大小和位置的判別。超聲導波具有特定的頻率，傳播受管道幾何邊界條件的約束，一般可沿管壁傳播數(shù)十甚至數(shù)百米。因此，其可實現(xiàn)大范圍長距離在役壓力管道的內(nèi)外部缺陷同時檢測，檢測成本低、速度快。然而目前該技術(shù)的檢測靈敏度和精度仍較低，信號解釋難度大，國內(nèi)缺乏專業(yè)技術(shù)人才和自主產(chǎn)權(quán)的高精度檢測設(shè)備。

3無損檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用

無損檢測技術(shù)的種類繁多，每一種無損檢測方法均有其能力范圍和局限性，使用不同的檢測技術(shù)往往結(jié)果也會存在差異。無損檢測技術(shù)選用時應(yīng)深入了解壓力管道的材質(zhì)、功能結(jié)構(gòu)、運行狀態(tài)等信息，以不漏檢任何缺陷為目的，且要方便現(xiàn)場檢測實施。檢測時為提高被檢工件的缺陷檢出率，可以將幾種檢測方法配合使用，確保整個設(shè)備的質(zhì)量安全。例如，運用超聲檢測與磁粉或滲透檢測技術(shù)同時檢測厚大工件，能夠有效地發(fā)現(xiàn)被檢工件表面缺陷和內(nèi)部缺陷;運用射線檢測、DR檢測技術(shù)進行探傷時易造成層間缺陷的漏檢，而超聲檢測技術(shù)對分層、層間未熔合等面積型缺陷極為敏感;滲透檢測技術(shù)在設(shè)備修復過程中，能夠有效配合其他檢測技術(shù)直觀顯示裂紋、蟲孔等缺陷的走向及深度，方便修磨;運用常規(guī)無損檢測技術(shù)檢測長距離和管廊集中布置的壓力管道時，面臨著工作量大、面廣、管距小、時間緊等特點，檢測難度大、投入成本高。而超聲導波檢測檢測速度快、測點設(shè)置少等特點恰好滿足這一要求，其中磁致伸縮超聲導波檢測技術(shù)可在管距10 mm情況下檢測，并且可在高溫和帶10 mm以下的涂層、防腐層和保溫層情況下進行檢測。但目前超聲導波檢測設(shè)備依賴進口、人才隊伍缺乏，且對缺陷位置、性質(zhì)的判斷易受工件幾何形狀影響，還需采用傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)進行補充評價與確認。另外，近幾年無損檢測技術(shù)隨著科技水平和信息化技術(shù)的進步，不但傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)逐漸完善，還涌現(xiàn)出很多新的檢測技術(shù)。其中，運用直流電磁記憶測試技術(shù)不僅可以準確判斷壓力管道中裂紋的位置和方向，還可以發(fā)現(xiàn)深處的缺陷，避免由于某些缺陷的方向不同而導致漏檢;衍射時差法、相控陣超聲檢測技術(shù)結(jié)果直觀、檢測數(shù)據(jù)可追溯的特點，很好的彌補了傳統(tǒng)超聲檢測的缺憾，得到了越來越多的推廣運用。總之，無損檢測技術(shù)運用應(yīng)弄清特點，合理選擇， 互相補充。

結(jié)語：無損檢測技術(shù)在鍋爐壓力管道上的應(yīng)用，已有了一套完整的體系，但必須認識到任何一種無損檢測方法都有其優(yōu)缺點。應(yīng)用無損檢測技術(shù)要不拘一格，應(yīng)盡可能采用多種方法互相取長補短，同時大膽嘗試新技術(shù)，改進傳統(tǒng)檢測手段，以便獲取設(shè)備更多的質(zhì)量信息，從而及時修復壓力管道中存在的缺陷，確保管道的安全運行。

參考文獻：

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