在役循环流化床锅炉相控阵超声检测.pdf

Jul.2023BOILER2023年0 7 月MANUFACTURINGNo.4造炉锅第4期制在役循环流化床锅炉相控阵超声检测郑小腾，戚道华，宋赞（绍兴市特种设备检测院，浙江绍兴3 1 2 0 7 1）摘要：近年来，随着我国节能减排政策的推行和园区经济的发展，大容量循环流化床锅炉应用越来越广。循环流化床锅炉结构复杂，在长时间、高负荷运行后，可能会产生磨损、变形及制造缺陷扩展等问题。锅炉内部检验中，相控阵检测的应用能弥补普通超声检测的诸多不足，提升缺陷检出率，减少事故的发生。关键词：循环流化床锅炉；相控阵；超声中图分类号：TG441.7文献标识码：B文章编号：CN231249（2 0 2 3）0 40 0 6 3-0 2The Ultrasonic Phased Array Inspection of theCirculating fluidized bed boilerZHENG Xiaoteng,QI Daohua,SONG Yun(Shaoxing Special Equipment Testing Institute,Shaoxing 312071,China)Abstract:In recent years,with the implementation of energy conservation and emission reduction pol-icies in China and the development of industrial park economy,large capacity circulating fluidizedbed boilers have been used more and more widely.The structure of circulating fluidized bed boiler iscomplex,easily worn,deformed and pron to defects under a long-term and high-load running process.Therefore,it is vital to achieve defect detection of the circulating fluidized bed boiler.The UltrasonicPhased Array detection technology can make up for the lack of the common Ultrasonic testing,andimprove defect detection rate,reduce accidents.Key words:Circulating fluidized bed boiler;Phased Array;Ultrasound0引言近年来，随着国家节能减排政策的大力推行，各地园区经济高速发展，大容量、高参数的大型热电循环流化床锅炉成为发展趋势。以绍兴为例，截至2 0 2 1 年底，全市共有热电企业1 8 家，循环流化床锅炉8 5 台，其中3 0 万以上机组用锅炉2 台，循环流化床锅炉已经成为当地经济社会发展重要的供能设备，其使用安全直接关系到经济社会发展和人民生命财产安全。一在役循环流化床锅炉常见缺陷循环流化床锅炉经较长时间运行后，常发生炉膛水冷壁管、过热器管等磨损减薄，个别管路堵塞爆管，不同膨胀量引起膨胀裂口，尾部省煤器管积灰严重等问题，也有集箱或汽包等部位管座角焊缝制造现场安装时产生的气孔、夹渣、未焊透其他焊缝裂纹水冷壁管堵塞水冷壁管磨损尾部积灰图1绍兴市循环流化床锅炉内部检验缺陷分类收稿日期：2 0 2 2-0 9-2 5作者简介：郑小腾，男，高级工程师，主要从事承压类特种设备检验及无损检测工作。造锅64总第3 0 0 期制炉等焊接缺陷随时间增加发生扩张，从而影响设备安全正常运行。笔者统计了绍兴地区3 5 台循环流化床锅炉近4年内部检验缺陷，主要分类如图1。2循环流化床锅炉相控阵检测2.1常见无损检测在役循环流化床锅炉内部检验常用无损检测方法有超声检测和磁粉检测。超声检测主要用于焊接接头埋藏缺陷的检测，具有穿透能力较强、面积型缺陷检出率高、操作简单等优点，但也存在着对操作人员经验要求较高、结构复杂件难以检测、结果呈现不够直观等局限性。2 0 2 1 年8 月2 6 日起，承压设备无损检测第1 5 部分：相控阵超声检测（NB/T47013.15-2021）正式实施，相控阵检测在锅炉内部检验中也得到了广泛地应用。磁粉检测则主要用于表面缺陷的检测。2.2相控阵超声检测主要应用范围根据锅炉安全技术规程（TSG11-2020）的要求，对运行时间超过5 万小时的热电锅炉，需要对锅筒纵、环焊缝进行超声检测，纵焊缝抽查比例一般为2 0%，环焊缝抽查比例一般为1 0%，对集中下降管、给水管管座角焊缝进行1 0 0%超声检测；出口集箱引人管桥部位进行超声检测（条件具备时）；此外，对蒸汽主要连接管道对接焊缝、主蒸汽管道和再热蒸汽热段管道对接焊缝及主给水管道和再热蒸汽冷段管道对接焊接等也都提出了超声检测要求。因此，在役循环流化床锅炉相控阵检测主要有平板对接焊接、管子对接焊缝和管座角焊缝等类型另外，我国对承压类特种设备角焊缝控制主要偏重于对焊接结果的控制，对焊前坡口检查、焊接工艺控制、焊工技能控制等相对不是很严格。因此，为了提高定期检验中角焊缝质量检测水平，需要加强相控阵检测技术在锅炉内部检验中的应用。2.3相控阵超声检测主要难点目前，相控阵超声检测在电站锅炉内部检验中应用日趋成熟，但在实际检测过程中也存在着以下难点。1）由于结构原因，部分管子对接接头检测时，受弯头部位弧度影响，扫查架移动不连续，导致探头与楔块耦合不良，从而无法获得连续的C扫图形，只能手动扫查获得S扫图形。2）对于管管角焊缝，缺乏专用扫查装置，无法精确记录扫查距离，且扫查过程楔块所处界面弧度动态变化，楔块接触面耦合不良。对扫查结果，受曲率影响，仪器显示的缺陷位置等信息存在较大偏差，缺陷定位不精确。3)对水冷壁集箱接管、集汽集箱接管、低温过热器进出口集箱接管等部件的焊接接头检测，需要综合有限元模型仿真、检测结果分析等，检测分析存在一定难度。3结语目前相控阵检测在在役循环流化床锅炉定期检验中应用越来越普遍，其最大优势在于探头可控聚焦、直观的成像系统及便捷的数据处理系统，大有逐步取代常规超声检测的趋势。但在实际使用中，相控阵超声检测还存在着复杂结构扫查架难以放置、曲率较大管管角焊缝定位不准等问题，需要结合现场检验实际持续改进。参考文献1黄奕利.相控阵超声检测技术对焊接接头实际检测应用实例 J.中国特种设备安全，2 0 2 0,5.2王小聪，黄奕利，倪进飞，等.电站锅炉安放式中径管T型角接接头超声相控阵检测技术研究 J.石油和化工设备，2 0 1 8,1 1.3王悦民.超声相控阵检测技术与应用M.北京：国防工业出版社，2 0 1 4.4林彤.电站锅炉管座角焊缝相控阵超声检测应用J.质量技术监督研，2 0 1 6,5.欢迎订阅欢迎投稿欢迎刊登广告信息