无损检测技术在锅炉压力管道检验中的应用探讨

王伟

摘 要：随着我国城市群建设步伐的加快，城镇电力、热力的需求日益提升。锅炉压力管道作为火力发电及热力生产的重要组成部分，长期运行易存在安全隐患，因此做好压力管道的检验工作是十分必要的。本文介绍了常用的几种无损检测技术的原理与特点，并重点探讨压力管道检验中无损检测技术的综合应用，以确保在用压力管道安全运行。

关键词：锅炉压力管道;无损检测;检验;综合应用

对于压力管道来讲，一定要在安装过程中完全符合标准要求和操作规范。但是在长期使用过程中，因受管道介质、运行环境、外部因素的影响，压力管道往往会出现裂纹、腐蚀、减薄等问题，为管道的安全运行埋下隐患。因此，需要应用无损检测技术来判断、评估在用压力管道的质量与安全状態，以便于进行后续处理。

1无损检测技术简介

无损检测技术是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象结构与使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小、位置、性质和数量等信息。相对于其他检测手段，其优势在于非破坏性、全面性、全程性，即在生产安装使用的全过程中不损害被检设备，在成品上即可实现100%检测。

2压力管道检验中常用的无损检测技术

2.1射线检测（RT）

射线检测是利用工件内部缺陷或结构差异会改变射线衰减，射线束透过工件到达胶片不同区域透射射线强度不同，以此判断工价内部的缺陷和物质分布。工业射线检测一般使用的是X射线、γ射线，其可以对缺陷进行定性和定量分析，直观反映质量缺陷的类型、数量、尺寸和位置。射线检测的缺点是检测速度较慢、成本高;且对人体具有辐射生物效应，危害人体健康，需要做好辐射防护措施。

2.2超声检测（UT）

超声检测是基于超声波在介质中的传播特性，且在遇到声阻抗不同的两种介质分界面时会发生反射这一原理，对管道的质量缺陷进行检测。超声检测具有穿透能力强、灵敏度高、定位定量准确、检测速度快、设备便携且对人体没有危害等优点，而其最大不足就是定性困难，结果显示不直观，依赖检测人员经验。

2.3磁粉检测（MT）

磁粉检测是利用铁磁性工件被磁化后，不连续处工件表面和近表面的磁力线会发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉形成可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测几乎不受工件几何形状、大小及缺陷方向的影响，且结果显示直观、灵敏度高、检测速度快;但是磁粉检测无法用于内部深层次缺陷检测，检测时会污染工件、产生锈蚀，有时需要进行退磁处理。

2.4渗透检测（PT）

渗透检测是将渗透剂浸涂在经预处理后的压力管道被检测部位上，在毛细作用下渗透剂渗入表面开口缺陷中;然后利用清洗剂去除多余的渗透剂，最后在被检查设备表面施涂吸附介质显像剂，使存有质量缺陷的位置显现出来。渗透检测可广泛应用于非吸收性物料的表面开口缺陷，对于形状复杂的缺陷可一次性全面检测。但其难以检测多孔材料，且检测材料属于化学制剂，喷涂作业会形成粉尘污染环境、危害检测人员身体健康。

2.5X射线数字成像检测（DR）

X射线数字成像检测技术与X射线胶片照相方法在基本原理上是相同的，不同之处在于平板探测器替代了胶片并引入计算机处理技术。数字图像形成过程是“光电转换”与“模数转换”的结果。数字成像检测技术可以实现连续曝光，检测时间短、获取结果快，且检测结果易于查阅和保存。但其目前对于焊缝中存在的细小裂纹和未熔合难以检出，数字探测器性能易受环境条件的影响，使用时应特别注意。

2.6红外探伤检测

红外探伤检测技术是以热传导理论和红外热成像理论为基础，通过红外辐射的分析方法对物体内部能量流动情况进行测量，使用红外热成像仪显示检测结果，来判断压力管道的质量缺陷。红外探伤检测技术分为主动式和被动式两种：主动式是通过向被测物体注入热量破坏原热平衡，监测物体表面的温度场的分布，确定是否存在在孔洞、裂缝等质量缺陷;被动式检测无需加载热源，利用物体自身温度与环境温度的热交换，监测物体表面红外辐射进而检测质量缺陷。红外探伤检测技术可以实现快速扫描， 有较高的检测效率。但其仪器精度和灵敏度受外界影响较大，不适用于内外温差大的检测环境。

2.7超声导波检测

超声导波检测技术是根据被检工件特征，使用专用设备激励出能在构件中传播的导波，当导波遇到缺陷时会产生反射回波，利用接收传感器接收并分析回波信号的特征和传播时间，实现对缺陷大小和位置的判别。超声导波具有特定的频率，传播受管道几何边界条件的约束，一般可沿管壁传播数十甚至数百米。因此，其可实现大范围长距离在役压力管道的内外部缺陷同时检测，检测成本低、速度快。然而目前该技术的检测灵敏度和精度仍较低，信号解释难度大，国内缺乏专业技术人才和自主产权的高精度检测设备。

3无损检测技术的综合应用

无损检测技术的种类繁多，每一种无损检测方法均有其能力范围和局限性，使用不同的检测技术往往结果也会存在差异。无损检测技术选用时应深入了解压力管道的材质、功能结构、运行状态等信息，以不漏检任何缺陷为目的，且要方便现场检测实施。检测时为提高被检工件的缺陷检出率，可以将几种检测方法配合使用，确保整个设备的质量安全。例如，运用超声检测与磁粉或渗透检测技术同时检测厚大工件，能够有效地发现被检工件表面缺陷和内部缺陷;运用射线检测、DR检测技术进行探伤时易造成层间缺陷的漏检，而超声检测技术对分层、层间未熔合等面积型缺陷极为敏感;渗透检测技术在设备修复过程中，能够有效配合其他检测技术直观显示裂纹、虫孔等缺陷的走向及深度，方便修磨;运用常规无损检测技术检测长距离和管廊集中布置的压力管道时，面临着工作量大、面广、管距小、时间紧等特点，检测难度大、投入成本高。而超声导波检测检测速度快、测点设置少等特点恰好满足这一要求，其中磁致伸缩超声导波检测技术可在管距10 mm情况下检测，并且可在高温和带10 mm以下的涂层、防腐层和保温层情况下进行检测。但目前超声导波检测设备依赖进口、人才队伍缺乏，且对缺陷位置、性质的判断易受工件几何形状影响，还需采用传统无损检测技术进行补充评价与确认。另外，近几年无损检测技术随着科技水平和信息化技术的进步，不但传统无损检测技术逐渐完善，还涌现出很多新的检测技术。其中，运用直流电磁记忆测试技术不仅可以准确判断压力管道中裂纹的位置和方向，还可以发现深处的缺陷，避免由于某些缺陷的方向不同而导致漏检;衍射时差法、相控阵超声检测技术结果直观、检测数据可追溯的特点，很好的弥补了传统超声检测的缺憾，得到了越来越多的推广运用。总之，无损检测技术运用应弄清特点，合理选择， 互相补充。

结语：无损检测技术在锅炉压力管道上的应用，已有了一套完整的体系，但必须认识到任何一种无损检测方法都有其优缺点。应用无损检测技术要不拘一格，应尽可能采用多种方法互相取长补短，同时大胆尝试新技术，改进传统检测手段，以便获取设备更多的质量信息，从而及时修复压力管道中存在的缺陷，确保管道的安全运行。

参考文献：

[1]张树群.无损检测技术在锅炉压力管道检验中的运用[J].现代制造技术与装备，2016（12）：152+154.

[2]辛明亮，张术宽，杨波，李茂东，张胜军，黄泽夫，龙娟.无损检测技术在塑料制压力管道检验中的应用[J].广州化工，2015，43（13）：11-13+34.