注汽锅炉检测段的焊接与电磁检测方法

(洛阳欣隆工程检测有限公司 ， 河南 洛阳 471012)

0 前言

现代科技的飞速发展，让世界各国纷纷重视开发稠油资源。注蒸汽锅炉也叫湿蒸汽发生器，是大多数油田生产稠油的主要造汽设备[1]。注汽锅炉的焊接工艺，是锅炉生产环节中最为重要的。锅炉是一种特殊的压力设备，带给人们日常生活便利的同时也隐藏着危险。随着中国锅炉行业日益增长,生产工艺趋于现代化，产品质量和规格逐渐增加和改进。锅炉金属焊接技艺精湛，技术含量高，操作时不小心可能会引发恶性事件发生，必须符合焊接质量要求。

工业的快速发展应用，促进磁粉探伤工艺发展，并已得到全面使用，在造船、航天、兵器、铁路、锅炉及压力器械、石油化工、压力管道及科技特种设备均有应用[2]。

为了提高产品质量，采取预防措施，本文采用磁粉检测对注汽锅炉蒸汽干度测控装置检测段焊缝进行无损探伤，来对焊接工艺进行验证。

1 实验准备

磁粉检测采用CDX-Ⅱ型多用磁粉探伤仪。

检测段测量管线选材与蒸汽注汽锅炉管线材料(20G)相同，节流元件材料选用耐热不锈钢材料，引压加强管材料选用优质钢(20G)，见图1。

检测段件材质要求：检测段承压能力≥32MPa，承温能力≥370 ℃，材质20G 15GrMo，应符合国家标准GB/T14976—2012。

图1 注汽锅炉检测段宏观图片

材料型号选择结束后，进行焊接工作，进行焊条电弧焊。焊接之后，焊接探伤检验和验收按GB/T16507—2013《水管锅炉》相关部分执行。焊后整体要进行退火热处理，设备水压试验完毕应除锈，并涂刷高温防锈漆两遍。

2 实验过程

对采用手工电弧焊的注汽锅炉检测段进行磁粉检测，按图2流程进行磁粉探伤。

图2 磁粉探伤流程

2.1 预处理

磁粉探伤是一种表面探伤，所以构件表面的磁粉探伤状态和敏感度对其有很大作用，为了提高检测的灵敏度，下面进行前处理要求的工作：①清除工件表面杂物；②清除通电部位的非导电层；③分解装配件；④封堵。

2.2 实验过程

实验采用连续法，液流要微弱，操作过程如下。

2.2.1磁悬液的配制

实验采用水磁悬液，把100 g浓乳添加到1 L50 ℃的温水中，不停搅拌使其溶解完全，再加入亚硝酸钠、乙醇胺和消泡剂，成分如表1所示。

表1 磁悬液成分

磁粉添加时，先取少量分散剂，让其和磁粉混合，充分搅拌来让磁粉完全润湿，变成均匀的糊状，然后，加入其余的分散剂。一般采用的浓度为10～25 g/L。因工件表面粗糙不平、颜色深等因素，导致磁痕与构件颜色的对比清晰度很低，为增加对比度，探伤前涂一层白色薄膜使其覆盖在工件上，使磁痕清晰可见。

2.2.2测定灵敏度标准试片

以A1型标准试片进行校准，试片在实验时，先把刻槽的一侧紧贴在被检工件表面，并用黏胶纸固定，注意人工缺陷部位不可被黏胶纸覆盖，当设备接通电流后，调整探伤机两端的宽度，打开开关，这时对试片用连续法喷洒磁悬液，就可在试片上发现与人工缺陷相同的磁痕，则可确定所配制的磁悬液可用于磁粉检测。

2.2.3检测段磁粉检测

将检测段焊接部位清理干净，当调整磁极位置与试验段的焊接部分，确保两极之间的距离在75～200 mm，在这两个方向相互垂直，使磁极与检测面充分接触，磁化区间叠加每次至少要在25 mm左右。把两极跨在电弧焊接区之间，打开开关，观察发现磁化现象，立刻喷洒磁悬液，采用喷的方法。为了避免漏检，工件同一位置要进行两次磁化，但必须保证相互垂直。如检查横向缺陷，可以把焊缝细分许多检测段，各个检测段的尺寸应小于两磁极间距10～20 mm，检测时，交替重叠改变磁轭位置。纵向缺陷的检测，可在焊缝上横跨电磁轭，两极连线垂直于焊缝相，逐次使磁极变换位置，然后对各个检测段逐次检查。检查工件表面应绘制网格，以便检查区域进行适当检查，保证电极间距均匀, 每次通过1～3 s的磁化持续时间，整个区域被磁悬液覆盖以停止磁化。

2.3 清理退磁

在试验结束后，用适当的试剂立即清除残留的磁粉，以检测工件的退磁要求，如需要的话要去磁，去除后剩磁应<3 Gs。

2.4 后处理

工件退磁后，为了消去残余的磁类物质，要对工件进行适当的处理，并进行防锈处理。当检测到以下情况之一时，要重新检查：①在现场返工后重新检查；②检查试件的灵敏度结果不符合要求或发现技术条件变化，操作方法错误重新检查；③合同各方有争议，有必要重新检查；④磁粉检测质量评级，工件不允许检测出缺陷，不可以有白点或裂纹，不允许存在横向裂纹于紧固件或者轴中。探伤人员要进行必要的培训和资格鉴定，在取得资格证书后才能进行探伤工作。这些都可以为探伤进行把关，控制焊接质量。

3 实验结果及分析

本实验对用手工电弧焊进行焊接的检测段进行磁粉检测，经反复检验，并没有发现缺陷。经灵敏度测试，磁粉检测适用于焊缝表面检测，能够发现缺陷。注汽锅炉的焊接质量与检测是密不可分的，优良的检测方法可以及时发现缺陷问题，并及时改正，可以有效避免锅炉运行时发生安全事故，减少经济损失，提高生产效益。

4 结论

根据对手工电弧焊检测段的检测，没有发现缺陷，这是对焊接人员操作技术的肯定。通过检测得出，对于在高温高压下运行的注汽锅炉而言，焊接和检测是非常重要的，好的焊接技师和焊接方法会大大降低锅炉发生安全事故的几率。经灵敏度测试，磁粉检测技术适用于锅炉表面或近表面焊缝检测，有着较高的准确性，操作较为简单方便，通过对磁粉检测方法和步骤的研究，可以得出结论，操作人员在检测时要严格留意国标规范、操作工艺的相关要求，并且要用不同的检测方法来检验不同的对象，这样才可以发挥磁粉检测在压力容器检测方面中的优势，使锅炉的运转更加安全。