无损检测技术在锅炉压力管道检验中的应用

2018-12-21张谦

中国新技术新产品 2018年20期

张谦

摘要：在锅炉管理的工作过程中，其最重要的一项内容就是对锅炉压力内部的检测，这是衡量锅炉能否安全运行的关键因素之一。一般情况下锅炉在长期高温环境下连续运行，在此过程中由于设备老化等情况，极易导致锅炉内壁破裂，一旦发生破裂则很容易发生事故。因此对锅炉压力管道的检测采用无损检测技术十分必要。本文阐述了无损检测技术在锅炉压力管道检验中的应用。

关键词：压力管道；压力容器检验；锅炉；无损检测技术

中图分类号：TK228 文献标志码：A

0 引言

随着当今社会的不断发展和对能源技术的不断追求，部分企业在生产中对锅炉的使用较为广泛，例如火力发电厂等场所。在锅炉的使用过程中，由于锅炉内部长期运行并且内部保持持续高温态势，如果一旦内部产生裂痕，极易引起锅炉爆炸等安全生产事故，对人的生命和企业的财产造成极大的威胁，因此，对于锅炉压力管道的检验十分重要。

无损检测技术在锅炉压力管道检验中应用十分广泛，是目前对锅炉压力内部管道检验最常用的有效手段之一。无损检测技术是对锅炉内部材料以及机械设备的各项性能检测的一种手段，是检验锅炉在长期高温下运行中是否存在安全隐患重要的一项环节，也是保证锅炉生产运行稳定的关键。在对锅炉内部管道的压力进行检测时，必须要确保锅炉不会被损坏，这就要求必须采用无损检测法对锅炉进行检查，这也是为得到较为精确检测结果的保证，因此，无损检测技术十分关键。

1 锅炉压力容器的检验研究

现阶段，部分企业生产离不开压力容器，其中锅炉就属于一种常用的典型压力型容器，然而压力容器一般在生产和使用过程中，一旦出现内部裂痕，由于压力的急剧变化，极易产生锅炉爆炸的情况，造成不可估量的财产损失。对于引起锅炉发生爆炸等安全事故的因素主要可以归纳为两大类，第一类就是由于锅炉长时间使用，导致内部材料长期消耗、磨损带来的老化现象，使得容器内部强度变化，导致锅炉发生爆炸的安全隐患；另一类则是由于人为不正当操作引起的生产安全事故。

有关锅炉生产的安全事故必须有效避免，因此要对从事相关锅炉操作和生产任务的人员进行安全培训和采取进一步的有效措施，以达到锅炉内部容器的压力值在安全可控范围的目的。一般在实际的锅炉运行时，锅炉的设计承受压力要稍微低于实际运行时的压力，如果一个锅炉内部的容积是0.003m3，其对应的工作压力可能需要0.1MPa。随之锅炉压力容器对锅炉外部的液体也必须符合设计和使用要求。此外，要对操作人员经常进行生产安全培训，增强防患意识。要求操作人员在操作时必须要严格按照工序和操作说明进行规范操作。以保证锅炉在运行时不会由于人工操作失误导致生产安全事故。

2 无损检测技术概述

锅炉的无损检测技术是采用先进的专用设备或科技化仪器仪表，实现对锅炉内部压力安全性检测的一种常用方法，并且要求在检测过程中保证相对较高的精度，更要保证对锅炉压力容器的损伤最小，以此来保证锅炉压力容器的制作材料、内部容器的结构、材料和截止使用情况的检验。无损检测其优势就在于，在对锅炉压力管道检验过程中，不会损伤到锅炉容器自身的内部结构，与此同时能够保证锅炉容器能够正常运行。

一般而言，对于锅炉内部压力管道进行检测时，应用无损检验技术实施较高精度的检验外，还要尽量减少对锅炉压力管道的损害。通常情况下对于锅炉压力管道进行无损检验时用到4种技术，即超声波检测技术、渗透检测技术、射线检测技术及磁记忆检测技术。

2.1 超声波检测技术

超声波检测技术在无损检测中发挥重要的作用，尤其在锅炉压力管道检测时应用十分广泛，其操作方法就是在裂痕处进行检测，当超声波能够顺利通过且未被返回时，证明锅炉压力管道不存在裂缝缺陷；反之当超声波受阻被反射回来时，就说明存在安全隐患以及缺陷。超声波设备检测技术具有原理简单、操作容易、成本低廉的优势，并且其设备较小、易于携带，同时不会威胁到检测人员的人身安全，也不会对周边环境造成污染，属于较为清洁的检测手段。

2.2 渗透检测技术在锅炉压力检测的应用

所谓渗透检测技术是指在锅炉正在运行时，可以使用渗透技术实现对锅炉内部检测，对锅炉压力管道内部采用渗透检测技术进行检验，若锅炉材料的材质比较疏松，则其检验的效果比较好。

2.3 射线检测技术在锅炉压力管道检验中的应用

射线检测技术在实际的无损检测、探伤检测中应用较为广泛，也是效率较高的一种检测手段。射线检测技术是通过γ 射线对锅炉管道内部产生的裂缝或缝隙进行检测和探伤。由于锅炉设备比较庞大，其连接管线多以焊接形式。在焊接过程中，一旦焊接缝隙不符合标准，则极易造成锅炉压力管道内部压力不平衡，从而造成锅炉运行安全隐患。在采用γ 射线对锅炉管道焊缝进行检验时，进行照相操作，在成像中可以发现明显的焊接缺陷，然后对缺陷的准确位置进行确定。但在实践过程中，必须对焊接缝隙处选择较为合适的角度进行拍照，否则有时缺陷可能无法显示。最重要的一点是γ 射线对检验人员具有一定的伤害，在检测人员进行锅炉压力管道检验过程中，必须严格规范操作，做好γ 射线防护工作，否则长此以往，会对检测人员身体造成不可逆的伤害。

2.4 锅炉压力管道检验中所采用的磁记忆检测技术

锅炉压力管道检验中所采用的磁记忆检测技术，是对锅炉压力管道内部所产生的裂痕或缝隙进行有效检验，并且能够对当前缺陷位置以及缺陷的走向进行精确的定位。但是在实践过程中，磁记忆检测技术往往需要许多辅助设备和辅助检测技术的紧密配合，其使用时的技术含量较高，不可单独进行检验。

3 采用无损检测技术对锅炉压力管道实施检验

3.1 对锅炉压力管道进行无损检验的准备工作

在对锅炉压力管道进行无损检验前，检验人员必须对锅炉的运行现场进行评估和勘查，避免锅炉运行中的噪声，一旦发现必须及时解决：一般锅炉在运行过程中往往会出现电磁干扰噪声、气体或流体流动产生的噪声或摩擦声音，这些噪声必须提前消除，并锁定噪声的根源。一般情况下，换能器阵列是有效监测噪声来源的技术手段。

3.2 锅炉压力管道无损检验的校准

准确性是对锅炉压力管道实施无损检验技术高低的评判，为保证测量精度和准确性，首先要对无损检测设备进行校准，通常采用模拟源校准法实现其灵敏度的校验。在实际校准时，要使用长度不低于2.5mm的铅笔芯的这段信号。当锅炉压力管道平面与铅笔芯的夹角达到30°时便得到了平均值，依次实现灵敏度的校验工作。

3.3 有效评价检测结果

对于锅炉内部管道压力的检测结果必须给予有效的评价。其检测结果可以按照等级进行有效划分，并通过经验法、理论法等进行等级确定。在压力检测过程中，声发射源的事件数量与压力提升的加速度成正比，因此可以根据声发射源的事件数量确定当前锅炉压力的情况。

结语

生产安全事故是在生产中必须避免的，而利用锅炉从事生产的企业，必须要保证锅炉在安全稳定的前提下高效率运行，也必須时刻对锅炉压力管道进行有效监测，其采用最有效的检测手段为无损检测技术手段，这也是保证企业生产安全和经济效益最大化的有效手段之一。

参考文献