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锅炉检验中的常见缺陷与无损检测技术

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：高彩玲于杨薛磊

[导读] 摘要：锅炉是一项非常重要的特种设备，在运行期间会产生不同的缺陷。

        西安特种设备检验检测院陕西西安 710065
        摘要：锅炉是一项非常重要的特种设备，在运行期间会产生不同的缺陷。要了解锅炉的常见缺陷，对锅炉展开有效的检测，并充分发挥出无损检测技术的优势，就能达到事半功倍的效果。本文主要对锅炉中的常见缺陷进行分析，然后探讨无损检测技术的具体应用，旨在进一步提高锅炉的检验水平，保证检验的精确性。
        关键词：锅炉检验；缺陷；无损检测技术
        引言
        由于锅炉与人们的生活和工作息息相关，是重要的能量转换装置，并在各大领域中多有应用，因此，在使用锅炉的过程中，必须要加强对锅炉的检验。锅炉在运行时需消耗大量的燃料，会面临各种因素的影响，很容易出现爆炸事故。要及时分析锅炉中存在的质量缺陷问题，采取有效的检测技术，就能提高锅炉的安全性和可靠性。
        1 锅炉常见缺陷
        1.1 腐蚀
        腐蚀是一种比较常见的缺陷。一旦发生局部腐蚀，那么其扩散速度会变得比较快，而且不容易被发现，这样就会导致设备可能会出现重大安全事故。在日常使用中，锅炉很容易受到各种因素的影响，从而产生腐蚀。比如，省煤器的腐蚀速率和温度、硫酸浓度等因素均会导致锅炉产生不同程度的腐蚀。此外，若选择比较便宜的燃料，就可能会导致锅炉遭到腐蚀，加速其腐蚀的速度。
        1.2 裂纹
        裂纹是比较危险的缺陷，裂纹的产生可能会使得其内部部件出现爆炸，从而产生严重的后果。锅炉中的裂纹分布情况和大小情况各有差异，大部分裂纹需要通过专业的仪器设备进行检测，才能被发现。一旦发现锅炉中存在裂纹，就要停止使用，及时对其情况进行汇报，然后再予以处理。
        1.3 变形
        锅炉的内部部件出现变形问题，就会导致部件的形状或大小发生变化，使得变形部位的应力过分集中，结构不再连续。锅炉除了会面临变形的问题之外，还会产生其他缺陷，比如筒体产生鼓包、管板鼓起等。可采用有限元法对各类因素进行模拟，这样就能了解其对锅炉部件变形所产生的影响，从而制定相应的解决对策。由于水冷壁长期面临高温高压的影响，很容易出现故障，以锅炉水冷壁管所出现的变形情况为例，可采用Ansys软件建立三维有限元模型，通过对模型进行简化处理，明确边界条件，对温度场和热应力等技术参数进行分析，就能了解到造成膨胀变形的主要原因是水冷壁产生结垢现象。
        1.4 磨损
        锅炉的磨损主要分为局部和均匀两种。锅炉的受热面会受到烟气的影响，可采取有效的措施避免发生均匀磨损。在烟气流速比较高的部位，很容易发生局部磨损。由于锅炉的结构设计不合理，或受到燃料特性、烟气速度和冲刷角度等方面的影响，均会导致锅炉产生磨损。许多研究人员对锅炉的磨损机理进行预测，对磨损可能发生的部位进行分析。比如，部分专家以CFB锅炉为例，通过对锅炉内部和旋风分离器进行数值模拟，预测到锅炉的重点磨损部位与实际的磨损部位基本相符。
        2 无损检测技术的应用
        由于锅炉会产生一些不可避免的缺陷，因此，要及时发现和处理缺陷，才能避免出现更加严重的问题，减少不必要的损失。在锅炉检测中，无损检测是一种比较常见的检测方法，可有效保证锅炉的质量。无损检测技术不会损害内部构件，但也不能完全替代破坏性检测。通常会将无损检测和破坏性检测技术相结合，就能对问题进行更加精准的分析与判断。要掌握无损检测技术使用的最佳时机，确保锅炉的性能得到正确评价。

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        2.1 射线检测
        射线检测主要对锅炉中的焊接接头内部缺陷进行检测，比如，通过该技术可以对锅炉的裂纹和气孔等缺陷进行检测。在射线检测中，X射线比较常见。射线检测可以对厚度有限的构件和对接焊缝进行检测，这样就能直观地反映出缺陷的具体情况，使相关人员了解缺陷的各项技术参数。射线检测能够获得缺陷的底片，并对检测结果进行保存。对缩孔等质量缺陷进行检测时，射线检测技术具有一定的实用性。对裂纹等缺陷进行检测时，需确保裂纹方向与射线的照射方向彼此平行，才能确保缺陷得到准确的检测。射线检测具有较高的成本，而且检测效率比较低，在实际使用中会面临一定的限制，同时因为有辐射的原因，还会威胁人的身体健康，因此，必须要采取有效的防护措施才能实施。
        2.2 超声波检测
        超声波检测技术适用范围比较广泛，可对锅炉部件进行准确的检测。通常要将超声波的频率控制在一定范围内，这样才能获得准确的检测结果。由于超声波检测不会获得相应的图像，而且可以在厚度较大的材料中进行检测，因此，该技术与射线技术呈现出一定的差异性。超声波检测技术可对面积类的缺陷进行检测，检测效率比较高，检测成本比较低，不会对人体造成危害，可随时进行携带。然而，这一检测技术会受到构件的外形、表面粗糙度等技术参数的影响。
        2.3 磁粉检测
        磁粉检测可对采用铁磁性材料的锅炉表面的缺陷进行检测，也可对近表面的质量问题进行检测。大部分铁磁性材料的构件表面会逐渐产生疲劳性裂纹等质量缺陷，通过磁粉检测技术进行检验，就能获得较为精准的结果。该技术具有较高的灵敏度，检测速度比较快，但由于其检测深度比较浅，因此，只能对缺陷的形状和位置等技术参数进行确认，不能对缺陷的高度予以确认。
        2.4 渗透检测
        渗透检测可对锅炉表面的开口缺陷进行检测。即使构件的形状比较复杂，也可以使用这一技术，而且检测效率比较高。与渗透检测技术相关的设备操作比较便捷，但由于其检测的灵敏度较低，而且部分检测试剂的成本较高，还存在一定的毒性，因此，就会限制该技术的使用。通常，要结合锅炉构件的具体情况，以及相应的条件选择合适的渗透探伤方法。
        2.5 声发射检测
        若采用传统的无损检测技术，只能对锅炉的静态缺陷进行检测。实际上，锅炉运行经常会受到动态缺陷的影响，此时，就要采用声发射检测技术。该技术不会对每一个缺陷的部位进行逐一扫描，只需采用若干个传感器就能对部件进行检测。声发射技术具有较高的灵敏度，可通过在线检测的方式即可获得准确的结果。但由于该检测所使用的设备成本较高，还会受到天气环境的影响，因此，通常要将该技术与其他检测技术相结合，才能获得更加精准的检测结果。
        3 结束语
        总之，为了保证锅炉的质量，就要及时发现锅炉的质量缺陷。可合理使用无损检测技术，就能获得比较精准的检测结果。通常要将各种无损检测技术合理搭配，就能提高检测的有效性。
        参考文献：
        [1]吕良广,牟旭.锅炉检验各环节质量控制要点分析[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(19):48-49.
        [2]吴永平,程跃.浅析无损检测技术在锅炉检验中的应用[J].门窗,2019(08):110.
        [3]郎冬余.电站锅炉无损检测技术研究[J].内燃机与配件,2017(19):54-55.
        作者简介：高彩玲 (1987.04--)女，陕西省西安市人，学历：硕士研究生，专业：材料科学与工程。