电站锅炉无损检测技术分析

窦永兵

（甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃 兰州 730050）

0 引言

锅炉是火力发电中必不可少的关键设备，在长期高温的状态下运营，很容易产生故障，影响其使用寿命，管道老化速度会大大加快。当前我国经济发展迅速，人们生活水平不断提升，各行各业对电力资源的需求量都不断上涨，这对锅炉运行的稳定性也提出了更高要求。为了避免设备出现故障，在实际工作中，可以根据不同情况合理选择无损检测技术，包括声波技术、电磁技术等，能够更及时、更直观的了解到锅炉功能性是否完好，为电力资源的稳定供应提供保障[1]。

1 无损检测技术概述

无损检测（non-destructive testing,NDT）就是在不改变被检测物质原貌的基础上，获取相关的特征和内容的技术。锅炉在发电中的作用不言而喻，其内部结构是否稳定、各零部件运行是否正常、材料质量是否满足标准，都和火炉能否稳定运行、电力资源能否稳定供应有着十分密切的联系，有关人员要掌握无损检测技术，对锅炉运行状态进行检查，以便及时找到影响设备运行稳定性的相关因素，并制定合理的解决方案[2]。

2 传统火力发电站检测方法概述

在以往火力发电中，由于科学技术不够发达，在对锅炉进行检测时，多半采用人工拆卸或是取样检查的方法，在每一次拆卸和组装过程中，都会对锅炉质量产生影响，长此以往，其出现故障的可能性就会大大增加，损伤也会不断积累，让关键零部件损坏。由此可见，传统的检测方法会大大影响到设备的使用寿命，且会为发电站带来额外的成本、资金浪费，十分得不偿失。在人们对电力资源需求量不断上升，以及我国科学技术不断发展的时代背景下，电站锅炉检测技术也得到了不断完善，各种无损检测技术被广泛应用于实践中，并取得了不错的成效[3]。

3 常见的电站锅炉无损检测技术

3.1 相控阵检测技术

相控阵检测技术是众多无损检测技术中的一种，具有较为广阔的发展前景，目前在很多电站锅炉检测中都得到了广泛应用。相控阵检测技术由一组数量固定的芯片组成，每个芯片都有其运行倒计时，相控阵检测能够让超声波在一个位置检测到不同的形状，这也是传统探测技术不具备的优势。在相控阵检测技术刚研发问世初期，其应用并不像如今这般广泛，主要是因为成本高，而且技术十分复杂。但随着我国科学技术的不断发展，相控阵检测技术在工业领域的应用取得了发展突破，在锅炉检测上的应用和其他技术相比相对较少。针对对流换热管件、二次预热设备箱连体连接管控桥区域，可以利用超声波检测技术，可以通过声波的反射，来了解到工件存在的缺陷，从而采取针对性的方法进行解决[4]。

3.2 低频检测技术

低频检测技术在应用过程中，要根据现场实际情况对探头进行不断调整，并通过发射低频信号来获取锅炉的运行信息，通过不同频率信号的反射，有关人员能够及时了解到锅炉材料、设备运行状况等方面存在的问题，并及时对设备漏洞进行修补，避免出现意外情况。低频检测技术在很多国家都得到了广泛应用，在我国也有应用越来越普遍的趋势，该技术还可以通过管道表面完成检测，并将检测结果及时发送给技术人员，但如果管道表面有油漆，则会严重影响检测结果的准确性。

3.3 不同材料的检测技术

3.3.1 管材的无损检测技术

通常来说，为了满足在高强度状态下的使用需求，锅炉管材的选择会十分谨慎，其质量基本不会出现任何问题。在无缝钢管的检测中，通常会用到超声波探伤检测法以及涡流探伤检测法，能够在不接触、不改变钢管原貌的情况下，了解管材是否存在质量问题。以上各种检测方法的应用原理在于，如果钢管材料质量存在缺陷，则会产生畸形的涡流场，并将涡流指数发送到系统中，技术人员就能够直观的了解到其质量问题。就目前情况来看，不仅是很多电站掌握了以上各种无损检测技术，对于管件的生产厂家而言，也会广泛应用到多样化的自动检测技术，例如在利用超声波进行检测时，可以根据声波反射回来的信号，第一时间了解到管材存在的质量缺陷，并及时对其进行修复。

3.3.2 板材的无损检测技术

自动化超声检测是板材质量检测中常用的方法之一，主要是因为钢板的形状、大小、尺寸等都较为稳定，不会发生较大改变，而且检测起来十分简单，以自动化的方式对其进行探伤十分合适。

3.3.3 锻件的无损检测技术

由于锅炉是电站中的关键设备，其结构十分复杂，关键部分会使用到锻件结构，为了保证该部分结构质量符合要求，可以利用超声波进行检测。在实心锻件的检测方面，可利用纵波探头，但由于不同部位的锻件形状、状态、型号等都存在差异，在实际工作中一定要做好区分，要能够应用不同的技术，从多个不同的角度进行综合探测处理[5]。

3.4 超声导波检测工艺

电站锅炉内部的气液相管路十分复杂，而且纵横交错，不管使用哪种方法，基本上都不可能做到100%的检测，部分细小问题更是难以被察觉，久而久之就会影响到设备使用寿命。由于工作环境的特殊性，对锅炉管道材料提出了更高要求，但抽样检测的方法具有一定的随机性，不仅如此，管道安装部位还具有局限性，如果探头无法深入到管道内部，其检测结果就会大受影响，或是受到探头本身质量原因，难以对关键工件进行检测。而超声导波检测技术就能够有效解决上述各种问题，从本质上来看，超声导波检测是超声检测技术的一种，导波作为超声波中的一个单一类型，声波可以穿透比较厚的管道壁，具有更强的穿透力和跨越度，根据有关数据显示，导波能够穿透一米多深的介质，从而起到检测作用，并且能够保证检测结果的真实性和准确性[6]。

3.5 内置旋转式超声波定量检测技术

该技术在应用过程中，主要是将水填充到被检测工件的导管中，将探头放置于管道中，通过超声波在水中的反射，利用晶片将回波进行吸收。并非所有的回波都能够被晶片回收，部分超声波会反弹到被检测单位的导管中，经过原路返回被晶片接收，在整个检测过程中，会收到不同的反射信号，可以有效提升检测的准确性，也能够避免出现检测盲区。

3.6 磁粉探伤技术

这是电站锅炉无损检测技术中，应用起来最为方便，也是技术含量要求最低的技术之一。从其名字可以看出，主要就是利用带有磁性的粉末，均匀撒在锅炉管道的内壁和外壁，通过观察磁粉的分布情况，就能够准确掌握锅炉是否存在质量问题或缺陷。该技术的主要应用原理在于，当锅炉管道存在质量缺陷时，磁粉就会受到缺陷的影响而呈现不均匀的分布，而如果管道没有缺陷，磁粉分布就会十分正常。这种检测方式十分直观，但在实际应用中也具有强烈的局限性，由于磁粉本身就存在磁性，很容易受到强烈磁场的干扰，无法保证检测结果的真实性，因此通常会被当作辅助检测手段，而非主要检测手段。

3.7 射线检测

在利用这种方法时，要根据不同射线设备的特点来进行合理选择，从而让射线能够更好的穿透锅炉设备完成检测。通常来说不同射线设备所发出射线的信号强弱、穿透能力等都存在区别，例如X射线探伤机的能量范围为50～450 kV，在厚度为50 mm以下的钢板检测中，就具有较强的应用优势。除此之外，在小型锅炉以及开孔较小位置的检测中，可以应用γ射线，主要是因为其穿透能力不强，在使用中值得注意的是，γ射线对人体有害，且灵敏度不高，具有一定的缺陷[7]。

4 电站锅炉设备运行质量分析

锅炉是火力发电站为人们提供稳定电力资源的重要设备，为了提升其质量管理水平，在日常工作中要做到以下几点。首先，要定期对锅炉设备进行检查、维护和保养，及时更换零部件，可应用先进技术，推动设备检测工作朝着信息化、现代化、智能化的方向发展，一旦发现问题，系统能够自动报警，提示技术人员进行维护。其次，要根据锅炉规格、材料、以及其他因素，合理选择应用无损检测技术，确保技术使用的合理性，在发现设备存在缺陷时，要能够采取针对性的应对策略。最后，全面提升锅炉管理人员的综合素质以及专业能力，要做到防患于未然，加强设备细节之处的检测，在实践中不断提升个人能力，积累工作经验，掌握各种突发情况的应对策略，在设备出现故障时不要慌乱，要能够及时解决问题，确保锅炉能够稳定运行。要掌握最基本的检测方法，包括目视检测、表面检测等，要能够通过裸眼、放大镜等对设备缺陷进行观察，包括组件连接是否正常、钢板焊接是否符合要求等，及时解决钢材的生锈、腐蚀等问题。

5 结语

总而言之，电力工业是我国经济发展的重要基础，当前人们生活水平不断提升，对电力资源的依赖性也越来越高，在火力发电中，想要保证锅炉能够正常工作，就要根据实际情况，合理选择无损检测技术。随着我国科学技术的进步，对无损检测技术的要求也越来越高，不同技术有其各自的应用优势和缺陷，要合理选择。有关人员要加大技术研发力度，以锅炉的稳定运行，推动我国电力事业的可持续发展。