锅炉在运行过程中,受压元件内部充满了高温高压的水蒸气或汽水混合物,外部承受着1000℃右高温、腐蚀性、氧化性的火焰或烟气的直接辐射及液态熔渣的腐蚀,系统中储存着大量的热能,因超温、超压、腐蚀和应力变化产生交变热应力、弹性变形过大、结构失衡、蠕变疲劳、苛性脆化等原因易引发事故,故在锅炉压力容器的设计、制造、安装、修理、改造和使用过程中,应用相关无损检测方法对锅炉系统进行定期检验检测,是减少安全隐患,保证锅炉安全运行重要重要手段。下文将从光学、声学、电学、磁学等方面对锅炉常用的检测技术方法进行简要概括。
1几种常用的锅炉检测方法
1.1目视检测方法
在对材料或部件进行表面检验时,目视检验通过借助一些常规的仪器、工具进行最直接、最简单的检验。用放大镜观察锅炉整体和各受压元件的结构是否合理,受压元件金属表面、焊接接头表面状况整洁程度、腐蚀情况、一些明显的表面开裂和腐蚀坑等缺陷。用检验锤敲击受压元件的有关部位,以听觉配合触觉来判断有无缺陷。用量具对有缺陷的位置进行定量检测,以确定缺陷严重程度的检测方法等。目视检验只是一般的宏观表面检验,但眼睛的观察和分辨能力毕竟有限,有时部件的某些部位如狭窄弯曲的孔道等根本无法直接观察,光纤内窥镜、视颎探测镜和工业检测用闭路电视等新型的光电仪器的应用,对目视检测方法的发展起到了巨大的推动作用。
1.2射线检测方法
射线检测设备分为X射线检测设备、高能射线检测设备和γ射线检测设备,利用射线源对材料的穿透性能及各种材料对射线的透照衰减程度的强弱,在胶片感光产生黑度不同的透照影像来判断的,射线检测对气孔、夹渣、铸造孔洞等立体缺陷灵敏度较高。在进行射线检殓检测时,一般根据待测件和射线源的种类、射线机自身的特点以及现场相关技术状况的要求,选择与待测件匹配的透照方式。X射线和y射线源及底片质量级别不同,待测工件透射厚度的范围是不同。使用过程中应根据待检材料种类和厚度,最大可能透照厚度及检验的像质要求,选择适宜的射线条件,同时检验轻金属及低密度非金属材料时,推荐采用铍窗口软射线机;检验大的环形焊缝时,推荐采用具有周向辐射能力的射线机。
1.3超声波检测方法
超声波检测可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,超声波探伤中有根据缺陷的回波和底面的回波进行判断的脉冲反射法;有根据缺陷阴影来判断缺陷情况的穿透法还有根据由被检物产生驻波来判断缺陷的情况或者判断板厚的共振法。纵波垂直探伤和横波倾斜人射探伤是超声波探伤中两种主要探伤方法,两种方法各有用途,互为补充。纵波探伤容易发现与探测面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。超声波检测方法常用于检测锅炉角焊缝内部的未熔合缺陷,根据缺陷处呈现的波形特点,在检测中,超声波束垂直进人角焊缝坡口平直段,信号反射强度最大,对于存在于角焊缝中的未熔合缺陷来说,平移超声波探头,缺陷处的反射波不发生变化当探头固定不动时,改变超声波主束波向左或向右偏转一定角度,缺陷处反射波发生变化,同时还要注意分辨焊缝根部未熔合和底角波形反射的强度和位置的规律,来判断焊缝根部未熔合缺陷。
1.4磁粉检测方法
磁粉检测适用于磁性材料的表面和近表面缺陷检测,具有检测速度快、工艺简单、低廉、不受试件大小限制等优点,对磁性材料表面和近表面极细小的裂纹以及其他缺陷灵敏度高。在机械专用铸、锻件等制造和加工过程中的表面缺陷的判定上和锅炉压力容器焊接焊缝表面缺陷检验检测中,磁粉检测常作为主要的无损检测手段。例如,锅筒受热面由于长期处于高热、应力及腐蚀介质作用下工作,温度、应力、腐蚀介质等因素均会对锅筒焊缝表面力学性能产生很大的影响,应用磁粉检测技术可以检测焊缝表面缺陷。
1.5渗透检测方法
卧式内燃锅炉内外部检验时,管板泄漏是由管板裂纹外侧逐渐向里延伸后产生的,对这类裂纹般是采取补焊修理,但常修补后又发生泄漏,给锅炉的正常运行产生了不良影响。对于这类缺陷,应采用渗透检测方法找出裂纹起始位置,检查裂纹的走向和深度,彻底消除缺陷。裂纹清除前最好在裂纹端部打上止裂孔,打磨消除裂纹后及打磨后低于焊缝高度需要补焊处理前都应进行渗透检测,以便确定裂纹缺陷是否完全清除
1.6电磁涡流检测方法
涡流检测是以电磁感应原理为基础,通过激磁线圈给待测工件施加交流磁场,工件在交变磁场作用下产生涡流,该工件表面感应出涡流的同时产生与原磁场方向相反的磁场,部分抵消原磁场从而使检测线圈的电阻和电感强度发生变化。若待测工件存在缺陷,涡流磁场的强度和分布将会发生变化,此时激磁线圈阻抗产生变化,检测该变化可判断待测工件的缺陷信息焊缝表面在进行涡流检测时存在焊波的加强部分,粗糙的表面会引起仪表指示有较大的改变,焊缝表面的不均匀和不平坦使采用涡流检测点探头进行涡流检验变得困难。粗糙表面产生的信号与浅的缺陷信号非常类似,其结果是降低对浅裂纹的检出能力,
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