无损检测技术在锅炉检测中的应用

肖四保

摘要：锅炉是工农业生产和人民生活中广泛应用的重要设备,它可以为工农业生产,交通运输和人民生活提供动力或热能，锅炉在承受较高压力的同时，还在高温下工作，工作条件比较恶劣，锅炉还具有爆炸的危险性，一旦发生事故，不仅毁坏设备，破坏生产，造成重大的经济损失，而且会造成人员伤亡和社会的不安定，其后果极其严重，保证锅炉的安全运行是至关重要的，因此我国和世界上大多数国家都在政府部门设有专管机构，专门从事这类设备的安全检查和技术检验工作，而且有一套严格的安全技术监察规定，无损检测当前在锅炉检测中有着广泛的应用。

关键词：无损检测技方法；锅炉检测；应用

1锅炉的无损检测要求

锅炉无损检测应遵循以下原则：

1.1由于焊缝交叉部位的应力较其他部位大，且焊接时较其他部位易产生缺陷，故对焊缝交叉部位应优先检测。

1.2由于高参数、大容量的燃气锅炉制造工艺复杂，更易产生缺陷，且发生事故的后果更为严重，所以对高参数、大容量的燃气锅炉的无损检测要求比对低参数、小容量的燃气锅炉要求高一些，包括检测比例和合格级别。另外，有机热载体燃气锅炉介质特殊，危险性较大，所以探伤要求高。

1.3由于焊接前已进行焊接工艺评定，且对焊工的技能已进行过考试，加之采取其他的管理措施，所以燃气锅炉的焊接质量一般都应该合格，为了节省制造成本，所以对部分危险性相对较小的设备焊缝采取按比例抽查的方法进行检测，而不是进行全部（100%）检测。如果抽查的部位均合格，则表示焊接质量稳定，其他未抽查到的部位质量也应该认为合格；如果抽查部位有不合格现象，说明焊接质量不稳定，则应扩大抽查比例，甚至进行全部检测。

1.4由于RT和UT检测各有其特点，为尽可能检出焊缝内的各种缺陷，对中、高压燃气锅炉采取RT和UT并用。

1.5对于封头和下脚圈的拼缝，由于拼接后还要进行压制加工，在此加工过程中，原拼缝内的小缺陷有可能发展成为超标缺陷，所以应在加工成型后进行无损检测。

1.6燃气锅炉中的重要角焊缝，一般不采用射线探伤，而采用超声波探伤，因为对角焊缝进行射线探伤较难以实施且效果不够理想。

1.7需做热处理的焊接接头，应在热处理后进行无损探伤。因热处理会使焊接接头内的应力、组织发射变化，且有可能产生新的缺陷，只有在热处理后，接头内的组织和缺陷才是稳定的，这时的检测结果才是准确的。

1.8厚度≥70mm的管子在焊道20mm左右时应作100%的射线探伤，焊接完成后在做100%超声波探伤，因为先行射线探伤时，若发现切线，可便于及时修理，否则返工量太大，因为管子直径小，无法从管内返修。

1.9定期检验时，若宏观检测时未发现有明显的变形，则其焊缝内部一般不会产生新的缺陷，原有的小缺陷一般不会发展，所以一般可不进行RT或UT。但对于重要角焊缝和主焊缝，可以进行表面探伤检测。

监察规程对锅炉焊缝探伤的主要要求，见表1：

表1

压 力、探伤比例、部位		p≤0.1 MPa	0.1 MPa	0.4 MPa	2.5 MPa≤p<3.8 MPa		p≥3.8 MPa
锅筒纵、环缝,集箱纵缝，封头下脚圈拼缝	蒸汽炉	10%RT	25%RT	100%RT	100%RT或100%UT+25%RT		100%UT+25%RT
	热水炉	出水温度<120℃时,25%RT出水温度≥120℃时, 100%RT
	有机热载体炉	100%RT或100%UT+25%RT
炉胆纵、环缝，炉胆顶拼缝，回燃室对接缝	汽炉	10%RT	25%RT	25%RT
	水炉	25%RT
内燃锅壳锅炉的管板与炉胆、锅壳的角接焊缝		p<1.6 MPa时:管板与锅壳: 100%UT管板与炉胆、回燃室50%UT
集箱环焊缝		外径> 159 mm或壁厚> 20 mm时或热水温度≥120℃时为100%RT或UT外径≤159 mm或热水温度<120℃时,为25%RT或UT。
管子、管道环缝 (外径≤159 mm)		10%RT或UT 有机热载体炉:辐射段: 10%RT,对流段: 5%RT,热水温度> 120"C时,20%RT或UT				p=3.8~9.8 MPa工厂内: 50%, 安装工地: 25%,p≥9.8 MPa, 工厂内: 100%,安装工地: 25%
集中下降管的角接接头						100%RT或UT;其他管接头、角接接头: 10%RT或UT

2无损检测的原理、特点

2.1射线检测技术在锅炉设备检测领域的应用较为广泛，射线照相法是指用X射线或者r射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。射线的照相法的原理：射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中的穿透厚度。如果透照物体（试件）的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在适当的位置使其在透过射线作用下感光，经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度取决于射线照射量（又称曝光量，等于射线强度乘以曝光时间），由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。底片上相邻区域的黑度差定义为“对比度”。把底片放在观片灯光屏上借助透过光线观察，可以看到由对比度构成的不同形状的影像，评片人员据此判断缺陷情况并评价试件质量。射线检测适宜检测对接焊缝,体积形缺陷检出率高，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材，棒材，锻件。目前，企业中所应用的承压锅炉设备，其材质普遍为碳钢、耐热钢，这些材质的对接焊缝内部的宏观几何缺陷，能被射线检测技术所检测出。检测人员在保证完成射线探伤任务的同时，检测人员在尽可能的条件下做好个人防护，接收的剂量当量不超过限值，暗室处理产生的废化学药液，及时交于有资质的公司，进行回收处理，避免污染环境。

2.2磁粉检测检测技术在锅炉设备检测领域的应用较为广泛，对于各种碳钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍及镍合金这类铁磁性材料，表面及近表面缺陷检测方法，优选磁粉检测，检测成本低，检测速度快，检测灵敏度高，可以发现及细小的裂纹及其他缺陷。铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍。如果材料中存在不连续系（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续性），磁力线便会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场。漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质，如果在工件表面撒上磁粉，漏磁场就会使磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积。我们称其为磁痕，从而显示缺陷。当裂纹方向平行与磁力线的传播方向时，磁力线的传播不会受到影响，这时缺陷也不可能检出。

2.3超声波检测技术在锅炉设备检测领域的应用较为广泛，超声波检测可以分为超声波探伤和超声波测厚，以及超声波测晶粒度、测应力等。在超声波探伤中，目前用的最多的脉冲反射法。适合检测厚度较大的工件，脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜入探伤时大多用横波。把超声波射入被检物的一面，然后在同一面接收从缺陷处传来的回波，根据回波情况来判断缺陷的情况。纵波垂直探伤和横波倾斜入射探伤，两种方法各有用途，互为补充，纵波探伤容易发现与探侧面相互平行或稍有倾斜的缺陷，主要用于钢板、锻件、铸件的探伤，而斜射的横波探伤，容易发现垂直于探测面或倾斜较大的缺陷，主要用于焊缝的探伤，面积形缺陷检出率高，而体积形缺陷检出率低，应用范围广，可用于各种试件。

2.4渗透检测技术在锅炉设备检测领域的应用较为广泛，渗透探伤可以用于除了多孔性材料外的任何种类的材料，被检工件表面被施涂含有荧光燃料或着色燃料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定的时间，渗透液能够渗进表面开口的缺陷中，经去除表面多余的渗透液，再在表面施加显像剂，同样在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中；在一定的光源下（紫外光或白光），缺陷中的渗透液痕迹被显示，（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分部状态。

3结语

在检验锅炉设备时，可以采用多种无损检测方法，但在选择时，根据设备的性质及各种检测方法的优缺点为依据，选择合适的检测方法，获得更加精确地检测结果。

参考文献

[1]翁京辉.无损检测技术应用于锅炉压力容器检验的技术研究[J].中国设备工程，2022，（04）：171-172.

[2]段军志.无损检测技术在锅炉检验中的应用[J].中国科技信息，2021，（24）：56-57.

[3]黄有用.无损检测方法在锅炉检验中的应用[J].锅炉制造，2021，（05）：58-60.

[4]吴忠强，张玉路.无损检测技术在锅炉压力容器检验中的应用分析[J].技术与市场，2021，28（05）：132-133.

[5]杨秋萍，黄亚男.锅炉压力容器的无损检测技术特点分析[J].中国金属通报，2020，（11）：217-218.

[6]王晓雷,表1见承压类特种设备无损检测相关知识，锅炉的无损检测要求。

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