无损检测技术在锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检验中的运用

姜浩 汤倩 贵州省特种设备检验检测院

无损检测技术在锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检验中的运用

姜浩 汤倩 贵州省特种设备检验检测院

当前，新技术的发明越来越多，无损检测技术的出现，大大方便了锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的检测工作。锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检测，是对锅炉设备的正常运行的保障以及重要手段。现在锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的检测还存在许多问题，对锅炉设备的正常运行产生很大影响，也为它的安全性以及稳定性埋下隐患。所以，在实际工作中，一定要对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道进行检测，确保其不会出现故障而造成的人员以及经济的损失。

无损检测技术 锅炉受热面管子及锅炉范围内管道 检验 应用

现阶段，由于我国科技力量的增强，锅炉受热面管子及管道的检测技术也得到了显著提升。锅炉在实际工作运行中对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道会有很大的影响。继而造成压力管道出现问题，而这些问题与锅炉的工艺结构有很大关系。对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道采用无损检测技术，才能保障锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的正常使用，合理、科学的锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检测有着非常大的意义。

1 无损检测技术的相关概念

1.1 无损检测技术概念

无损检测技术指的是在不破坏、不影响被检测对象的使用性能，也不损坏被测对象内部组织结构的条件下，在材料内部结构出现异常以及缺陷的情况下，就会导致热量、声音、电磁特性等方面的变化，使用先进仪器设备进行定位、定量检测的过程。

1.2 无损检测技术的组成

无损检测技术是现代工业的重要组成，尤其是在锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的检测中，其发挥的作用越来越大。常规的无损检测技术包括射线检测、超声波检测、磁粉检测以及渗透检测等方法。一般情况下，对被检测物的内部缺陷进行检测时，应采用射线或超声波进行检测；对被检测物的表面缺陷进行检测时，选用磁粉检测和渗透检测，若被检对象为铁磁性材料时，要优先考虑磁粉检测，若被检对象为非多孔性材料的开口性缺陷时，应选择渗透检测方式。

1.3 无损检测技术人员的要求

从事无损检测工作的人必须具备相应的无损检测资格，无损检测资格等级分别为Ⅰ级（初级）、Ⅱ级（中级）和Ⅲ级（高级），其中Ⅰ级（初级）人员只能操作无损检测设备器材，Ⅱ级（中级）人员可编制无损检测工艺卡，并按检测工艺独立进行检测工作，评定检测结果。Ⅲ级（高级）人员可根据标准编制无损检测通用工艺规程，审核或签发检测报告，解释检测结果，裁定Ⅱ级（中级）人员对检测结论的技术争议，在出具检测报告时，对于射线检测技术，必须有初评人以及复评人参与，而初评、复评人必须具备Ⅱ级（中级）以上资格。

2 锅炉受热面管子及锅炉范围内管道无损检测重要性及检测原则分析

2.1 锅炉受热面管子及锅炉范围内管道无损检测重要性分析

锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的检测是对锅炉安全运行的有力保证。锅炉在实际工况下运行时，受热面管子和锅炉范围内管道很容易受到很多因素的影响而出现问题，所以，在实际的工作中，一定要确保受热面管子及锅炉范围内管道的安全性。为保证锅炉的安全使用，必须对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道实施检测，因此，无损检测成为了锅炉受热面管子及锅炉范围内管道必不可少的检测方法。使用无损检测，不仅可以锁定锅炉受热面管子及锅炉范围内管道中检测部位的异常情况，同时对被检设备不造成损坏，所以无损检测越来越受到人们的重视。

2.2 锅炉受热面管子及锅炉范围内管道无损检测的原则分析

对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道进行无损检测，可以对其使用情况以及问题进行评定，推断锅炉的安全状况，同时，通过定期检测还能够掌握缺陷的动态情况，可以对一定检测周期内锅炉受热面管子及锅炉范围内管道能否安全运行进行推测，评判锅炉受热面管子及锅炉范围内管道应该进行返修还是报废处理。在对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道进行质量评定时，对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道表面出现的问题进行检测，从而确定锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的质量问题，对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的质量进行评定，可以有效控制压力管道的质量。

3 锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检验过程中存在的问题及解决策略

3.1 存在的问题

（1）锅炉受热面管子及锅炉范围内管道自身存在问题

现在我国的锅炉受热面管子及锅炉范围内管道都普遍存在着一些问题，比如管道原材料刚度不够、支撑件腐蚀、强度不够、防护距离不够等，是当前锅炉受热面管子及锅炉范围内管道最常见的问题。

（2）检测过程中要受到异常物质及辐射物质的影响

检测时所遇到的异常物质主要是粉尘、有毒物质以及一些腐蚀性物质等，这些因素对压力管道的检测带来一定的困难。一旦受到非控制因素的影响，很容易使技术人员出现呼吸道感染、中毒、烧伤、烫伤或受到辐射现象。进行X射线检测时，如果现场操作不当，会造成人员受到辐射现象，这种辐射对人的损害是非常大，所以在检测过程中一定要注意辐射伤害，以免对技术人员本身造成损伤。

（3）锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检测过程中出现的其他一系列问题

相关设备的原始资料记录不全、管理不到位，使用管理与日常维护保养也没有按照要求进行，另外，锅炉受热面管子及锅炉范围内管道在长期使用过程中会出现老化现象，老化严重很容易出现裂纹和损坏现象，进行检测时一定要重视这些问题，并对出现损坏及老化部位及时进行更换。

3.2 解决策略

对于锅炉受热面管子及锅炉范围内管道自身存在的问题：首先，钢管生产应提高制造工艺水平，采用先进的生产线，完善检测手段和质量管理体系的建设，提高检测人员的责任心，确保各类缺陷均能在制造厂就被及时检出，尽量避免存在缺陷的管材出厂；其次，锅炉制造企业应按照相关标准严格把好材料入厂的检验关和水压试验关，尽可能使原材料质量缺陷在制造环节得到发现和消除，防止存在质量问题的原材料进入用于设备制造，避免给后续的安装和使用环节留下安全隐患，在生产制造以及安装过程中都要进行严格控制，对其原材料质量、焊接质量以及安装工艺要进行严格把关；再次，质量技术监督部门和特种设备检验检测机构应履行好监督检验职责，在水压试验等生产、制造、安装过程的一些重要环节实施有效的监督，使设备质量缺陷得以及时的发现和处理；最后，设备安装和使用单位应加强相关人员的责任心和设备质量的验收工作，积极探索和研究新的检测方法，扩展设备检测覆盖范围，以保障设备制造缺陷能够有效的检出和及时的处理，最大限度地防止因设备制造缺陷造成的生产事故和经济损失。在锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的实际生产制造过程中要严格按照生产规范进行生产制造，对于检测过程中的安全问题，尤其是射线检测应注意以下两个方面的问题：①人员防护，X射线操作人员应配备防护服、报警器及个人剂量仪，报警器及个人剂量仪应定期进行检定或校准，以保证准确有效；X射线操作人员应按期进行健康查体，检查应在具备资质的专业卫生部门进行；从事X射线操作人员应建立个人健康档案，包括个人健康查体记录、个人剂量记录等；对于经检查不适合从事放射性工作的人员，应及时调离放射性工作岗位。②现场防护，现场进行X射线检测时，应通知甲方及相关单位及时撤离放射区，并根据工作及所用射线程度计算出安全距离，在照射时应在安全距离15米以外拉警戒绳；每台探伤机应配备2台报警器进行监测，每次检测前应首先将X射线机开机，打到工作状态后，用两台报警器分别监测，如果两台报警器都能正常报警，说明报警器工作正常，可以用于监测，如果报警器不能正常工作报警时，不能用于现场监测，应修理并检定后方可使用；现场检测时，操作人员应佩带个人剂量计，个人剂量计应按期检定，保证剂量计处于正常状态。对于其他问题，使用单位应当在平时工作中做好维护保养等各项工作。

4 无损检测技术的主要特征及在锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检测中的应用

目前来说，无损检测技术是锅炉检测中最为常见的检测技术。在无损检测时应结合设备的结构、材质以及介质等对无损检测方法进行确定。无损检测技术的显著特点是对被检测物进行无损检测时，采用不同检测方法，检出率几乎可以达到百分之百。另外，进行无损检测时，不需要大量的辅助耗材，其检测工艺相对比较简易，且不会对被检部位造成损伤。

4.1 无损检测技术在检测中的具体应用

目前对锅炉进行无损检测时，最常用的无损检测技术主要有四种，即射线检测、超声波检测、磁粉检测以及渗透检测。其他比较常见的无损检测，比如电磁技术。下面对这四种无损检测技术以及电磁技术在进行压力管道的检测时的具体应用进行分析。

（1）射线检测

射线检测是锅炉受热面管子及锅炉范围内管道进行无损检测技术中最为普遍的一种检测技术。射线检测原理是将射线穿透管壁，依据射线在穿过管壁时，在不同组织中发生射线能量衰减程度不同的特性来对设备缺陷进行检测。目前常用的射线检测技术主要是射线照射法、DR、CR和工业视屏等。射线检测能检出各种缺陷，但对于面积型缺陷的检出率受到缺陷所在面与射线束夹角的影响。

（2）超声波检测

超声波探测技术也是无损检测技术中比较普遍的应用技术。超声波检测技术是依据超声波的界面反射和尖端衍射特性对设备进行检测的，这种检测技术的原理是经过晶片的压电效应产生超声波。超声波在传播过程中遇到两种不同组织的界面或缺陷尖端时，超声波会发生反射或衍射现象。也就是说，超声波检测时，管壁有气孔或者其他杂质，很可能使超声波在传播时出现反射或衍射现象。这时，经过专业的接收仪器，捕捉相应的反射波或衍射波，来判断缺陷的位置、大小等情况。利用超声波进行检测主要依靠的是超声波探伤仪，它是将仪器的探头部位与管壁接触，通过耦合剂，使超声波传播到管壁中，同时接收反射波或衍射波。在进行超声波进行检测时一定要注意，为了实现探测质量，需要被检部位的表面必须光滑，并且要有一定的位置方便探头接触压力管道。

（3）磁粉检测

磁粉检测运用于铁磁性材料的设备，这种铁磁性材料在磁场中被磁化后，存在表面或近表面缺陷的部位会出现漏磁现象，采用磁粉形成磁痕显示。这时就可以找到缺陷位置并对其进行分析判断。被检件磁化时可以用交流电，也可以用直流电，前者由于电流的集肤效应，而表现为检测表面缺陷时灵敏度较高，后者则由于磁化场较均匀而能发现近表面的缺陷。另外，磁化被检件时既要进行周向磁化，又要进行纵向磁化，以免不同方向的缺陷被漏检，检测过程中还应注意由于材料晶粒大小和组织不均匀等带来的假缺陷现象。

（4）渗透检测

渗透检测又被称为渗透探伤，依据毛细作用原理，使渗透剂渗透于被检表面开口性缺陷中，在通过显像剂显示缺陷的位置。正是用这种毛细原理为基本思路，来对设备表面开口缺陷进行无损检测，这种方法是常规无损检测方法之一，其适用性比较强。检测时，在被检部位的表面涂抹含有一定量的荧光染料或其他着色染料的渗透剂，在渗透作用下经过一定的时间段后，渗透剂就会随之渗透到缺陷位置处。然后将表面多余的渗透剂进行清除，最后再涂上一层可以吸附的显像剂。在毛细作用下，显像剂会吸附渗透到缺陷中的渗透剂，使其回渗到显像剂中，在一定的光源下，缺陷处的渗透剂也就会显露出来，从而探测到检测面缺陷的大小以及分布形态。

渗透检测的基本步骤主要包括了六个部分，主要是：首先，进行提前处理；第二，进行渗透剂渗透；第三，清理多余渗透剂；第四，用显像剂显像；第五，对缺陷位置的具体情况进行分析记录；第六，对缺陷位置进行处理。

使用渗透检测需要注意的是，这种检测方法的检测结果受检测人员的熟练程度影响较大，因此，进行渗透检测的技术人员一定要根据相关的检测工艺要求严格执行，保证渗透检测的结果准确可靠。

（5）电磁检测技术

电磁技术不仅可以对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道进行检测，也可以对其他设备进行检测。这种技术是结合探头设备，对被检设备输送电磁信号。如果被检部位存在缺陷，输送的电磁信号会将该缺陷信息反馈回来，可以对缺陷位置进行确定。这种技术的效果比较好，与超声波检测技术相类似，不会对被检设备造成损伤，也不会造成环境污染。

4.2 特定位置的无损检测

（1）原材料的无损检测

一般情况下，锅炉受热面管子及锅炉范围内管道有无缝道和有缝管道两种。有缝管的制造方法是将原材料卷成管形状态，然后再进行焊接而形成的管道。而在实际中，很多大口径管道都是通过焊接来完成的，从方法上来说是电阻焊或者埋弧自动焊。无缝管有很多明显的缺陷，这些缺陷大多平行于管轴线。管道的无损检测可以采用涡流检测技术，这种方法能够有效对管道进行检测。

（2）小口径管座角焊缝的无损检测

管座角焊缝结构在锅炉中广泛存在，对该类焊缝进行无损检测，其难度是非常大的，目前，该类管座角焊缝内部缺陷检测技术尚无简便有效的方法。通常仅采用磁粉检测或渗透检测对其表面或近表面缺陷检测。

5 总结

使用无损检测技术对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道进行检测，缺陷检出率相对比较高，能够快速找出缺陷，保证设备的正常、安全的运行，能够有效地排除一定的安全隐患，为生产运营等方面发挥重要的作用，由此可见无损检测技术的优越性。因此，现阶段对锅炉受热面管子及锅炉范围内管道进行缺陷检测应大力推行无损检测技术。这种技术，不仅仅适用于此，它还可以适用于其他行业。总之，无损检测技术在锅炉受热面管子及锅炉范围内管道检测中的实际应用能够起到有效的检测作用，对保障锅炉的安全性有着重要作用，能够迅速的检测到锅炉受热面管子及锅炉范围内管道的自身缺陷和相应缺陷位置，具体的实践过程中要能够不断的对无损检测技术进行完善，从而有效提升被检测设备的安全性能。

参考资料

[1]董世运，刘彬，徐滨士，林俊明.再制造领域中超声无损检测技术的应用及其发展趋势[J].全球华人无损检测高峰论坛

[2]张改梅.基于超声原子力显微镜的纳米无损检测技术及其应用研究[J].北京工业大学机械电子工程

[3]李晓丽，曾智，张存林，李怀富.红外热波无损检测技术用于风电叶片粘接质量的检测[J].第四届无损检测高等教育发展论坛暨电磁超声无损检测技术交流会

[4]富士岳，王位贵.涡轮机械无损检测技术的现状与问题[J].车用发动机.2014（03）

[5]陈燕飞，王道峰，汪莹.发动机无损检测应用分析[J].筑路机械与施工机械化.2013（06）

[6]李松涛.浅谈锅炉压力容器制造单位无损检测工作中存在的问题[J].内蒙古石油化工.2014（01）

[7]王滔.锅炉无损检测技术的发展趋势[J].科技创新与应用.2013（16）

[8]刘昱杰，盖红德，柳长磊，张明贤，衣宝葵，张宏敏.锅炉水冷壁爆管事故原因分析及处理和防范措施[J].全面腐蚀控制.2015（03）