（中国能源建设集团浙江火电建设有限公司）
摘要：火力发电厂1000MW超超临界机组运行中对高温再热器焊接质量要求高， 且作业环境困难，检验要求严格。本工作通过合理选择射线源的透照位置和透照焦距，设计制订了最佳的透照工艺。
近年来，随着我国经济的迅速发展，用电需求量与日俱增，当前形势下，国家出台了降低能耗的产业政策，小功率机组大量淘汰，取而代之的是超超临界的大功率机组在全国兴建。超超临界机组[1]的大规模建设也对电厂质量、稳定性及运安全行提出了全新的要求，对机组的安装质量检验就显得至关重要。超超临界机组高温再热器部件经常发生爆管事故，会带来了巨大的经济损失。为了降低此类事故的重复发生，对在建超超临界火力发电厂工程有必要加强高温再热器部件的无损探伤检验，使焊缝质量满足标准要求，确保电厂运行的安全稳定性。
由于高温再热器部件的特殊性，普通无损探伤方法无法满足安装要求。本文以某电厂1000MW超超临界机组为例，从几个方面分析，制订措施，顺利完成了高温再热器的探伤要求，为机组顺利建设提供了质量保证。
1、高温再热器的特点
高温再热器布置在凝渣管后部水平烟道内，管屏间间距228.6mm。高温再热器进口管排管子规格50.8×3.5，材质为SA-213T23,运行温度在340℃左右。高温再热器出口管排管子规格50.8×4.5，材质为SA-213T91, 运行温度在603℃左右。
根据DL/T869-2012标准，超超临界机组必须对设备进行100%无损探伤，射线探伤比率不低于50%。而高温再热器设备管子都为小口径薄壁管，本机组根据业主要求，确认对高温再热器进行100%射线探伤。
2、检验方法的选择
目前电厂安装中的射线探伤主要采用两大类，X射线探伤和源射线探伤。X
射线根据工件的不同，可以选择不同的能量来满足探伤的需要。源有Se75和Ir192两种，可根据能量、工件厚度及照相底片的灵敏度清晰度来选择不同的源。
根据DL/T821-2017标准，对外径小于或等于76mm的管子, 其焊缝采用双壁双投影透照法时允许一次透照并应选择较高电压，管子内壁轮廓应清晰地显现在底片上，此规格管子采用双壁双影方式。透照厚度： TA=0.8×√ (D-T) ×T +T（1）
X射线探伤仪体积大，需要电源，无法全面在高温再热器设备中进行透照应用，因此X光机的应用不在考虑之列。
Ir192可透照的钢厚度范围在20~80mm。根据公式（1）计算，两种规格双壁双影的透照厚度TA分别为13.8mm 和16.0mm, 都小于20mm，因此Ir192源满足不了透照灵敏度的要求。
Se75源射线能量较低，适宜透照较薄的工件，可透照的钢厚度范围在10~40mm，高温再热器出口透照厚度在其灵敏度范围。如果进行合理的工艺选择，射线照相底片质量能符合验收要求。
根据分析和对比选择，超超临界高温再热器焊缝的检验确定选择Se75进行探伤。
3、工艺设计
由于高温再热器出口选用T91材质，而T91材质在焊接过程及其后进行的
热处理中均可能出现裂纹。就以高温再热器出口管排中，最难检验的最中间的管排进行工艺方法设计，来满足质量验收标准。
3.1 透照角度的选择：
使用双壁双影透照工艺时，为了能有效检测出根部裂纹、未熔合以及未焊透等缺陷，特定椭圆开口最大处为5mm。另通过现场测量，此种规格的管子焊缝宽度约为8mm。根据计算，透照角度θ=arctan-1（13/51）=17º。
3.2 透照焦距的选择
选用Se75，焦点尺寸3×3mm，射源强度A为60Ci 。根据DL/T869-2012验收标准，火力发电厂锅炉焊缝底片质量要求为AB级。最小透照距离： L1≥10dfL22/3（2）
L2=D+2△t (D为外径，△t为余高一般取2mm)。根据公式（2），L2=54.8mm计算出透照距离：L1≥10dfL22/3=433mm。
在安装过程中，考虑工作量和工作效率的问题，要尽可能做到一次拍两个焊缝。按照以上要求，源要放置在轴线上，直线距离386mm≤f≤621mm，通过透照角度换算402mm≤F≤650mm。而标准规定L1≥433mm，最小焦距Fmin=484mm。根据透射性质和标准要求，484mm≤F≤650mm。
3.3 散射线屏蔽
由于管排紧密，间距小，管子集中，其他管子散射线对底片质量产生影响。Se75的平均能量为0.206MeV[2]，射线与物质的作用会发生康普顿散射。因此设计了一个铅板屏蔽装置，最大程度的降低散射线对射线照相质量的影响。
在现场探伤作业时，放置两个相同的曝光屏蔽装置，使装置透照焦点处重叠。在焦点放置处放置曝光源，两个曝光装置分别放入管排中进行探伤。
4、试验内容
根据高温再热器的特殊性和源的特性,我们确定选用C7胶片，曝光系数E=2.5。在工作中研究了不同焦距（500mm、550mm和600mm）、 不同曝光时间、放置曝光屏蔽与否以及不同铅箔增感屏（0.05mm/0.16mm(A)、0.10mm/0.16mm(B)和0.16mm/0.16mm(C)）的对底片质量的影响。
从试验结果中的底片上缺陷影像的轮廓和细节，比较缺陷，发现没有安置曝光屏蔽装置的底片较模糊，缺陷的清晰度不够。这是由于大量散射线的存在引起了射线底片对比度变化，而屏蔽装置能做到最大限度的降低散射的作用。随着透照焦距的增大，降低了底片的几何不清晰度Ug，提高了底片的质量。但由于选择的焦距均大于最小焦距Fmin，发现试验中同等条件下，底片的清晰度没有明显的变化。在有曝光屏蔽装置的条件下，像质清晰度和缺陷的清晰度都比较好。而在施工安装中，考虑底片质量的前提下，还要考虑经济和效率。因此，以选取透照焦距F=500mm，透照时间t=2.6min，快速高效的完成检验工作。
观察底片，比较不同厚度的增感屏对底片影像质量的影响，结果分析并无明显的差异。经过仔细的分析比较，在透照焦距F=500mm和有曝光屏蔽装置的条件下，0.10mm/0.16mm(A)类增感屏得到的底片清晰度最高，缺陷影像质量最好。同时以其他焦距为参考，发现此增感屏为最优。
在选用C7胶片的前提下，综合考虑以上三个因素，以透照焦距F=500mm，增感屏为0.10mm/0.16mm，配以自主设计的曝光屏蔽装置为最佳组合。合理的工艺设计，既经济又高效的方式完成高温再热器出口的无损探伤作业。
5、总结
火力发电厂中高温再热器的无损检验工作是锅炉安装检验过程中的难点。通过制订了合理的射线工艺，在此透照厚度下，合理的选用能量较低的Se75放射源，充分考虑了管排间距小带来的现实问题，通过计算得出合理的透照距离F=500mm和透照角度θ=17º。另外，由于高温再热器小径管紧密排列，防止旁边管子散射线对射线底片质量的影响，制作了高温再热器曝光屏蔽装置，提高了员工工作效率和底片质量。
工艺方法的设计和使用，可以方便其他超超临界机组中高温再热器无损检验要求，提高锅炉质量，延长锅炉的使用寿命，具有较好的实际应用价值。
参考文献
[1] 叶勇健, 何振东. 华能玉环电厂1000MW超超临界锅炉特性. 电力建设, 2007, 28(11): 66-69
[2] 李 衍.第二代Se75γ射源的特性及其在管道检测中的应用.无损探伤, 2003, 27(4):1-4