工业锅炉测厚检测工作的重点及注意事项

董湘群

(江苏省特种设备安全监督检验研究院常州分院,江苏常州 213016)

工业锅炉测厚检测工作的重点及注意事项

董湘群

(江苏省特种设备安全监督检验研究院常州分院,江苏常州 213016)

对工业锅炉检验中测厚应凉意的问题及测厚数值变化可能出现的原因进行了分析,提出了判断处理方法及建议。超声波测厚仪已成为锅炉、压力容器、压力管道内外部检验过程中的常规手段。正确合理使用是对检验人员的基本要求,同时学会判断各种异常情况及处理方法对出具科学的检验结论至关重要,这些都需在实际检验工作中不断积累经验。

工业锅炉 超声测厚

在工业锅炉的在用检验工作中，准确判断锅炉各受压部件的腐蚀、磨损状况，选择合适的测厚点，使选出的测厚点具有代表性，测厚的数据能客观地反映出在用锅炉的实际情况，使检验人员对锅炉的现状做出正确的判断，是一项十分重要的工作。现行管壁厚度测量方法为超声波法，测厚用仪器是数字式超声波测厚仪。从原理上讲是脉冲反射式，其工作过程是:发射电路输出一个上升时间很短、脉冲很窄的周期性电脉冲，通过电缆加到探头上，激励压电晶片产生脉冲超声波。探头发出的超声波进入工件，在工件上下表面间形成多次反射，反射波经过电晶片再变成电信号，经放大器放大，由计算电路测出超声波在管壁上下表面间的传播时间，然后再依据测厚仪中预置的管子所用金属材料的声速显示出管壁厚度值。

1 测厚检测的工作重点

按照《锅炉定期检验规则》的要求，在工业锅炉的内部检验中，存在以下情况的，应增加测厚检测。(1)锅炉有严重的腐蚀、磨损减薄和结垢，特别是锅筒底部、管孔区、水位线附近、进水管或排污管与锅筒集箱连接处、炉胆的内外表面、立式锅炉的下脚圈等部位;(2)水管、对流管束、沸腾炉埋管、吹灰口附近等受烟气高速冲刷部位和易受低温腐蚀的尾部烟道管束;测厚的方法很多，除了常规的机械方法(卡尺、千分尺)外，还有其它一些方法，如超声波测厚、射线测厚、磁性测厚、电流法测厚等。因为超声波测厚仪体积小、重量轻、速度快、精度高、携带方便，因而被广泛采用。

在实际工作中，常会遇到检测的数据与实际情况有较大的误差，使得到的数据不能全面反映在用锅炉的实际情况，得出的结论不能全面概括锅炉的实际运行状态。所以，应根据不同炉型、不同的燃料、不同的水循环，对锅炉的测厚位置做出不同的调整。

1.1 液位经常波动的部位

液位经常波动的部位易产生液体介质与金属材料的机械摩损，造成金属减薄。特别是在液位线附近及液位变动区域，要增加测厚点。在不同的炉型中，液位经常波动部位也不尽相同。对于锅壳式锅炉来说，汽水分界线附近往往是液位波动最频繁的部位，锅壳壁厚的减薄量相对来说也最大，这是测厚应重点关注的部位。对热水锅炉及贯流式锅炉来说，不存在汽水分界线，那么进水管水流冲刷部位就是液位波动最大的部位，对这些地方应加强检测。

1.2 易受腐蚀部位

腐蚀不仅可以产生在设备内部，也可以产生在设备外部，特别是有保温绝热材料遮盖的部位，由于漏雨、漏汽而使金属表面有积水而产生腐蚀。对于锅壳式锅炉来说，内部腐蚀一般产生在汽水波动较弱的集箱两端及经际隔热处理的横水管上。前后管板的管束区域也是腐蚀产生的高发部位，应加以重视。而对于现在越来越多的内燃式锅壳锅炉来说，炉胆顶部及回燃室管板是最易发生腐蚀的部位，在实际检测时应加以关注。

1.3 受烟气集中冲刷部位

在锅炉的炉膛受热面布置中，有许多部位存在着烟气正向、横向的冲刷。在工业锅炉的烟气流程中，流通截面有突发改变的部位，其周围布置的水管、烟管等，发生磨损的机率大大提高。在外燃式锅壳锅炉中，中拱前端附近的水冷壁管、烟气第一回程入口处的锅壳扳边圆弧附近、对流受热面烟室烟气入口周围的水管等是重点。特别应注意的是，对有中间折烟室的锅炉，如炉堂与折烟室之间的折烟墙顶部有开裂烟气走短路的情况，则顶部附近布置的水冷壁管应是测厚的重点部位，应加以重视。

2 测厚检验中注意事项

在锅炉压力容器检验过程中，经常会遇到这类问题，个别测点或个别部位测厚仪示值与其它测点示值相差很大，出现这种情况，除了测厚仪本身出现故障或未经调整、校准外仍有多种情况需区别对待、综合分析。

2.1 管子表面氧化物堆积

实践中发现锅炉经过长时间运行后，其表面有较厚的氧化物存在。管子外表面由于高温烟气的氧化及腐蚀性作用，会生成一层氧化和腐蚀产物层，其厚度随运行时间和烟气温度(及烟气中腐蚀性气份)的增加而增厚。管壁厚度测量，并不能真实地反映出管壁金属层厚度。超声波测厚仪的壁厚读数比实际的大，特别是运行时间较长的锅炉。通过试验分析，发现测厚仪上反映出的读数实际为管子表面氧化物厚度加管壁金属层厚度。测厚仪读数并不是两层实际厚度的简单相加，这是因为两层材料的声速不一样，而超声测厚仪中只设了钢的声速。工作中发现壁厚测量合格的管子，割管检查壁厚却有不合格的现象。厚度由向火面向背火面逐渐减薄，同时管壁金属层厚度减小。同样，管子内壁在高温蒸汽及烟气的作用下，在内表面生成与金属基体接合紧密、致密的氧化层。同时管壁金属层厚度减薄，内壁氧化层由向火面向背火面逐渐减薄。对外壁的氧化物，可以使用手工打磨的方式进行清除，以减小对测厚检测的影响，对内壁的氧化层，因清除较为困难，一是通过相似部位的对比检测，寻找有代表性的部位加以确定，二是通过割管分析，来确定氧化层的厚度。

2.2 管子金属的夹层

金属的夹层缺陷都是在冶炼过程夹杂物氧化铝、氧化钙等杂质而引起的。金属的夹层情况比较少见，但也不可以忽视。在实际检测中，发现金属厚度发生突越变化，测厚仪示值减少很多，有时超过正常值一半，且内外表面检查无异常缺陷，而变化有一定的面积范围，就应考虑金属夹层存在的可能性。在排除检测背面有面状腐蚀情况外，需要通过其它的检测方法来确定是否有金属夹层存在，如采用超声波无损检测等方法进行深度检测。

2.3 点腐蚀

点腐蚀也较为常见，如探头正好处于点蚀孔处，示值显然会明显降低，偏低值与蚀孔深成正比。点腐蚀特点是边界清楚、范围小，稍稍改变测点位置，示值即可回升，通常可采用小范围增加测点数量即可判明腐蚀范围、深度。

总之，超声波测厚仪已成为锅炉、压力容器、压力管道内外部检验过程中的常规手段。正确合理使用是对检验人员的基本要求，同时学会判断各种异常情况及处理方法对出具科学的检验结论至关重要，这些都需在实际检验工作中不断积累经验。

[1]《锅炉定期检验规则》.国家质量技术监督局,1999.

[2]《锅炉安全技术监察规程》国家质量技术监督局,2012.