APP下载

火电厂金属部件的相控阵超声检测

2022-11-22伍洲闻程寒亮

中国金属通报 2022年10期
关键词:相控阵焊缝部件

伍洲闻,程寒亮

在对火电厂各个生产工艺进行全面检查和安全监测的过程中,需要对不同类型的仪器设备和生产设备进行有序筛选,并保障金属部件和非金属部件能够正常使用。金属部件的表面缺陷问题主要源于原材料质量不符合规定标准、焊接操作质量较低等核心技术因素,因此会逐步凸显应力集中的状态以及力学结构,还会直接关联到各类生产系统设备的正常运行状态。

1 火电厂金属部件的主要应用位置

1.1 超临界直流锅炉

超临界直流锅炉,是很多火电厂中普遍应用的热能装置之一,能够实现节流调压等自动控制功能,并能够显著降低对周边环境的影响程度。但是在超临界直流锅炉设备的实际使用过程中,会经常出现较多系统故障问题,与其内部金属部件有关,例如给水温度的突变、锅炉受热面泄漏爆破、蒸汽温度过高、锅炉内部燃料品质失衡等问题,会直接关联到锅炉设备的正常使用状态以及热能转换效率。在火电厂企业中,超临界直流锅炉设备的生产效率以及实际功率等核心技术参数并不完全稳定,还会直接影响到锅炉设备与发电机组之间的连接强度。此类锅炉设备内部金属部件普遍集中在安装连接以及焊接位置上,对各项机械系统以及电气系统功能造成一定影响。尤其在自动化以及智能化的超临界直流锅炉设备中,各类金属部件能够呈现不同的使用功能和性能指标参数,还会对蒸汽压力和环境压力等数据参数产生一定影响。部分火电厂在研发与应用超临界直流锅炉设备的过程中,会对其中部分金属部件进行表面缺陷检查以焊接强度检验等工作,也能够精准把控锅炉设备内部的能量转换效率。

1.2 汽动引风机

在火力发电厂中,汽动引风机设备的应用也非常广泛,但是也会出现较多设备故障问题,与金属部件直接相关,例如轴承异常升温故障问题、叶片卡涩故障问题以及振动故障问题等等。很多火力发电厂企业在引进较多热能动力装置以及发电机组设备的过程中,很容易忽略某一类别机器设备内部金属部件的具体使用功能以及质量性能评估指标等内容,因此在实际生产管理过程中,也容易出现较多机械和电气故障问题,对不同生产机器设备的正常运行状态造成严重的影响。在对汽动引风机设备进行故障检修操作的过程中,需要对金属轴承和其他金属部件进行全面的质量检验和无损检测,才能够充分保障热能动力装置与发电机组之间的精准连接状态。若汽动引风机设备所处的运行环境存在较多不稳定的环境因素和人为误操作因素,则可以有序进行安全检查和应急处理等工作。若汽动引风机设备的内部金属部件存在表面缺陷例如裂缝和断裂等问题,则需要及时采取更换维修等措施,避免影响到汽动引风机设备的正常使用寿命。根据汽动引风机设备的额定功率以及模拟运行状态,在对其内部金属部件进行集中检修操作的过程中,需要尽量排查周边环境中是否存在较多灰尘和煤尘,以免出现爆炸等安全责任事故。

1.3 汽动给水泵

在众多热力发电厂中,汽动给水泵是非常关键的给水设备之一,但是在实际运行过程中,也会存在较多故障问题,与其内部金属部件的实际应用参数有关,例如运行效率降低以及振动过大等现象,都与设备内部金属部件存在磨损有关。很多火电厂企业的生产车间普遍存在较多噪声以及空气污染问题,与汽动给水泵设备的实际运行效率降低有关,在对给水流量以及压力参数进行自适应调节的过程中,需要尽量避免出现较多环境污染物,例如被污染的水资源等等,会直接影响到设备内部各类金属部件的传导性以及抗氧化性。部分轴承以及焊接处的金属部件,对设备外部环境因素非常敏感,若金属部件和非金属部件普遍存在较多损伤现象以及调参故障等问题,不仅会直接影响到锅炉设备的正常运行状态,还会对周边人员和环境造成一定影响。若汽动给水泵设备内部金属部件失灵或者磨损过大,除却更换金属部件之外,也需要对汽动给水泵内部不同功能系统进行全面的安全检查,避免影响到各个功能系统之间的衔接质量以及自动控制精度。除此之外,汽动给水泵设备中的各类金属部件,若在完成焊接固定操作之后设备运行效率并未得到改善,还需要全面排查设备内部是否存在较多煤尘和灰尘。

2 火电厂金属部件的表面缺陷检测要点

2.1 检测要求

在火电厂中,根据金属部件的不同应用位置以及具体使用功能,可以适用于不同的表面检测技术标准,尤其对于原材料自身缺陷因素以及焊接工艺缺陷因素等情况,需要及时采用科学有效的检测技术方案,才能够及时确定后续仪器设备的运行维护工序。根据国家标准火力发电厂焊接技术规程中的相关规定,在对金属部件进行焊接质量检测工作的过程中,需要对焊接前、焊接中以及焊接后三个核心阶段进行精准检测,可以选用无损检测技术方法,对高温高压条件进行严格管控。为充分保障金属部件的完整性以及安全可靠性,根据国家标准的相关规定要求,需要对焊接和热处理工序进行严格监控,可以利用渗透检测以及磁粉检测技术方法,快速输出精准的检测数据结果。很多火电厂中的金属部件实际应用位置和功能性能指标参数相对比较特殊,因此也会间接约束和限制各项无损检测技术方法的实际应用效果,但是可以根据近距离无损检测技术方案的具体应用流程,对标检测工件表面可能存在的质量缺陷问题以及安全隐患因素,才能够及时采取相应的解决方案。

2.2 检测机器设备

不论选用何种检测机器设备,在对火电厂金属部件进行表面缺陷检测以及性能检测的过程中,需要保障某类机器设备的实际运行功率以及操作参数在国家标准规定的范围之内。专业的无损检测技术方法,所对应的检测机器设备,能够对仪表精度、主仪器性能以及辅助器材进行严格规定,并保障仪器设备的检修和保养工序符合日常应用需求。若某类无损检测机器设备的精度参数并不符合实际要求,则需要及时进行校验操作,避免影响到金属部件的表面缺陷检测结果以及性能指标结果的精确度以及可靠性。根据专业检测机器设备所显示的数据结果,可以对某类金属部件的基准值进行严格比对和统计分析,并严格检验检测仪器设备是否存在较大数据误差,将多次检测结果的有效性和合理性进行全面检验和客观统计分析。除此之外,在火力发电厂中,相关人员需要对专业检测仪器设备进行定期检修和保养管理,并将其置于安全稳定的贮存环境之中,避免其影响到不同批次金属部件的质量检测工作进展。

2.3 检测物料和人员

在对火电厂金属部件进行全面质量和性能检测工作的过程中,需要详细划分检测物料以及人员组合,并对待检测项目进行编码统计,例如金属部件的机械性能、元素测定、无损检测以及金相分析等相关内容,并根据不同类别金属部件以及生产系统设备,详细标定检测物料的具体编码形式,将其分配给检测人员小组。若在无损检测操作的过程中,充分运用磁粉、载液以及磁悬液等物料,则需要严格按照国家规定和相关技术标准进行物料采购工作,并保障金属部件的实际使用条件符合预期检测要求。在对各类金属部件进行表面缺陷检测以及内部性能检测操作的过程中,需要对待检测物料和已完成检测物料进行详细分类,避免出现物料混淆等情况。在火电厂中,专业的检测人员,需要具备一定安全意识和环保意识,并充分重视每项重复的金属部件检测操作流程和关键控制环节等相关内容。根据专业检测人员的具体操作程序,能够对物料进行安全存放,也能够及时判断和识别金属部件的状态是否正常,还能够协助火电厂企业及时筛选出原材料不合格的金属部件采购批次。

2.4 检测环境

在实际的金属部件表面检测过程中,除了以上质量控制因素外,还有一大质量控制因素,即环境因素。金属部件表面检测的环境因素主要包括光照环境和温度环境。在执行磁粉检测程序时,如果在实际检测过程中环境温度过低,则容易造成磁悬液凝固甚至结冰。针对这种情况,如果改善温度环境较为困难,可采取向磁悬液添加防冻液的方法来减小其凝固可能性。相反,如果环境温度过高,磁悬液敏感度会显著下降,进而影响到检测结果的准确性。在执行渗透检测程序时,如果环境温度过高,则可能使渗透液在检测过程中出现干涸,进而造成渗透液无法回渗,最终影响到检测结果准确性。因此,对于火电厂而言,保障专业检测环境和设备操作环境的稳定性和安全性,是有效提升金属部件缺陷检测质量的关键点,也能够进一步约束不规范检测行为的产生。在全面管控金属部件检测环境参数的过程中,专业检测人员需要对光照传感器以及温度传感器设备所采集到的各项数据指标进行动态统计分析,并将数据结果同步到电子显示屏上,协助检测人员判断和识别检测环境中的不稳定和不安全因素,为提升检测效率奠定坚实的基础。

3 火电厂金属部件的相控阵超声检测方法

3.1 相控阵超声检测技术概述

很多火力发电厂在研发与应用各项生产辅助设备和检测设备的过程中,不能够完全实现对金属部件的缺陷检测以及质量性能检测目标,尤其在实际投入使用过程中,不能够精准定位金属部件的具体缺陷和故障产生原因,因此会严重影响各类金属部件的正常使用状态,还会增加金属部件材料的重复购置成本费用。相控阵超声检测技术方法,能够对各类待检测金属部件的表面和内部缺陷因素进行精准定位和识别分析,并能够对金属部件的各项属性参数进行有效检验,确保不同类别金属部件的功能和性能指标符合实际生产需求。但是在实际应用相控阵超声检测技术方法的过程中,需要对阵列晶片探头尺寸以及声束发射角度范围进行系统预置,才能够确保各类信号发射频率以及接收吸收比例的稳定性。火电厂在运用此项超声检测技术方法的过程中,能够显著提升金属部件表面和内部缺陷因素的整体检出率,也能够为火电厂生产技术人员提供安全可靠的设备故障检修和维护保养策略。根据相控阵超声检测设备输出的具体数据结果,仪器设备能够实现更强大的数据存储和可视化分析功能,并对各类金属部件的实际应用质量进行预测分析和量化统计。

3.2 大管径对接环焊缝检测

在石油化工行业领域内,大管径对接环焊缝检测技术方法的广泛应用,能够有效检验金属管道表面和内部结构的缺陷因素和安全隐患因素,也被应用在火电厂的生产质量检测等关键环节之中。在对火电厂再热管道的具体规格和材料类别进行详细分类的过程中,能够对常规超声探头和相控阵超声探头所得出的缺陷参数结果进行严格比对,缺陷问题的整体检出率有所提升,并对超声探头检测角度进行了全面的校验,还能够将数据结果及时同步到计算机系统设备之中。在对大管径对接环焊缝进行缺陷检测和内部结构检测的过程中,虽然焊缝表面基本平整,但是其内部金属元素的排布形式并不完全规则,也能够提供更加精准的缺陷检测参数结果。相控阵超声检测技术方法的有效应用,能够进一步提升各个典型缺陷参数的精确度和可靠性,能够从周向位置、焊缝深度、水平位置、周向宽度、纵向宽度以及水平宽度等各个类别中详细划分金属部件的具体缺陷程度。针对大管径对接环焊缝进行缺陷检测的过程中,需要对焊缝位置是否存在夹渣以及裂纹等缺陷因素进行精准定位识别以及统计分析,并综合判断不同检测位置的金属部件是否具有可用性。

3.3 高中压汽轮机隔板检测

在火电厂中,汽轮机是被广泛应用的核心生产动力设备之一,因此需要对其内部金属部件进行整体质量以及性能检测,才能够确保其实际生产质量和运行状态参数的稳定性和可靠性。其中在对高中压汽轮机进行隔板检测操作的过程中,核心检测区域为隔板外环与叶片围带之间的主焊缝,并且主焊缝的深度和宽度相对较大,非常容易出现未熔合等典型缺陷问题。尤其在对各类生产系统设备进行全面安全检查的过程中,此类检测区域非常容易被忽略,因此在对汽轮机隔板区域进行金属部件缺陷检测操作的过程中,需要对此类面积型缺陷问题进行集中解决,对相控阵超声发射装置的入射角度要求相对较高。若检测面与主焊缝存在一定偏差角度,在选用常规检测装置的过程中,很多超声信号会难以被接收和识别分析,从而降低了金属部件的灵敏度。相控阵超声检测的声束覆盖范围大,具有角度可调和动态聚焦的特点,较常规超声接收回波信号能力较强,对面积型缺陷检出率较高。

3.4 受热面小径管焊缝检测

在火电厂中,受热面小径管材料能够被广泛应用在各类生产工序之中,其轻量级以及容易安装配置等独特应用优势,能够及时减少发电机组的能量转换次数,但是很容易出现爆管泄漏等常见的质量通病问题以及缺陷因素,能够直接影响到发电机组的非计划停运状态。受热面小径管的焊缝检测工序是非常关键的,需要对焊缝表面以及内外壁进行无损检测操作,才能够及时排查各项安全隐患因素和质量通病问题。在应用相控阵超声检测技术方法的过程中,需要对探头检测角度以及聚焦深度进行现场调整,保障检测区域能够涵盖全部焊缝,还能够及时穿过两个小径管之间的缝隙,减少检测盲区数量。因此在对部分火电厂过热器的受热面对接焊缝进行相控阵超声检测操作的过程中,缺陷问题主要集中在两管并排之间的焊缝位置上,并且基本属于未熔合缺陷问题。因此在对各类金属部件的焊缝位置进行全面缺陷和性能检测的过程中,需要检测角度以及聚焦深度等数据参数进行适度调整。

3.5 汽轮机叶根检测

在很多火电厂中,汽轮机是非常关键的热能动力装置,也能够直接衔接各类发电机组装置设备等技术资源,因此在对汽轮机叶根部位进行金属部件缺陷检测操作的过程中,需要对容易出现断裂问题的检测区域进行重点标记和排查,确保各类缺陷因素能够被精准定位和识别分析。尤其在第一和第二齿内的凹陷位置处,叶片结构非常复杂,常规的超声探头不能够放置在此类区域之内,很容易遗漏较多缺陷因素,因此在应用相控阵超声检测技术的过程中,可以对实际检测面进行动态模拟和分析,减少检测盲区和死角。在应用相控阵超声检测探头的过程中,需要对不同齿的内凹部位进行精准定位和识别分析,并对检测面的具体位置参数进行同步采集,及时识别和统计分析裂纹缺陷问题,全面展现叶根部位的波形结构特征信息。相控阵超声检测设备能够对待检部位进行精准定位,缺陷问题的检出效率普遍偏高。

3.6 高温螺栓检测

高温螺栓的常规超声检测已经成熟,并且检出率也很高,但是在检测时需要检测人员对不同波形进行分析。而通过相控阵超声检测,操作人员可以从图像直观分析波形,提高检测效率。对比常规超声检测技术方法,在应用相控阵超声检测技术的过程中,需要对刻槽人工缺陷因素以及异常回波结果进行直观展示,并保障定量分析结果的可靠性和精确度。除此之外,在对高温螺栓等细节金属部件进行缺陷和性能检测操作的过程中,需要严格筛选待检测金属部件,将表面缺陷和材料内部缺陷进行有效区分和识别分析,并及时同步到火电厂相关工艺管理系统以及设备管理系统的数据库之中。在对高温螺栓检测参数进行可视化分析以及定量统计操作的过程中,需要尽量避免出现较多主客观影响因素,并对异常回波信号进行重点标注和回溯处理,并及时给出科学合理的后续解决方案。

4 结语

火力发电厂的金属部件不仅运行工况较为恶劣,且制造工艺复杂。经长时间运行后,金属部件会产生一些缺陷,这些缺陷对于金属部件的安全运行危害很大。因此,就要对其进行检测,从而及时发现缺陷、消除缺陷。相控阵超声检测已在部分电厂检修中得到应用,并且检测结果较好,也得到了电厂专业人员的认可。

猜你喜欢

相控阵焊缝部件
某星载Ka频段相控阵天线结构设计与分析
钢结构桥梁焊缝无损检测技术探讨
泰国机车司机室总组装焊接工艺分析
浅谈激光焊机焊缝质量离线评价方法
一种相控阵天线波束指向角计算方法
一种陀飞轮表的双秒轮结构
现代汉字的两种分析法与国家文字规范(四)
古文字中“口”部件的作用研究
将Widget小部件放到
能分身的雷达