火力发电厂锅炉四管的无损检测和防漏

火力发电厂锅炉四管的无损检测和防漏

王彦刚

华电库车发电有限公司， 新疆 阿克苏库车市  842000

摘要：火力发电厂锅炉“四管”工作压力高，温度高，以及所处环境恶劣，是金属监督检验的重点。据统计资料显示，由焊接原因引发的锅炉“四管”爆管泄漏是火力发电厂最频发的事故，严重影响电厂运行的安全性和经济性。该文通过分析现场“四管”检测中的常见问题，提出合理的解决方案。

关键词：锅炉“四管”无损检测焊接缺陷

引言

在锅炉本体范围内，省煤气管、水冷壁管、过热气管和再热器管被统称为四管，它们是组成锅炉的重要组成部分，发挥着加热、蒸发和传输等重要工作。本文结合以往火电厂锅炉事故的实际经验，采用声学检测和射线检测两种无损检测方式对火电厂锅炉四管进行无损检测，深入分析了火电厂锅炉四管泄漏的原因，针对可能发生的事故情况采取相应的应对措施，从而提高火力发电厂的发电效率，减少不必要的经济损失，维护发电厂的正常运行。

1 火力发电厂锅炉四管的无损检测

“四管”检验常用的无损检测技术为超声波检测和射线检测,部分难检测到的部位还要用到磁粉检测和渗透检测技术。超声波检测是焊缝检验的一种主要探伤方法。
1.1 声学检测
   其特点主要表现在：

（1）数字检测仪小巧灵活，现场携带工作方便，检测速度快，成本低；

（2）超声波探伤对于面积性缺陷如未焊透、未熔合、裂纹等的检测灵敏度高。但对于体积性缺陷如气孔的检测灵敏度不如射线探伤,若缺陷不是相当大或密集的,就不能有足够的缺陷反射波而被漏检；

（3）检测过程不能自动记录，检测结果的判断在很大程度上取决于检测人员的水平、工作责任感及检测仪器的灵敏度，不如射线检测底片直接可靠。

声学检测在火电厂锅炉四管的无损检测技术运用中具有重要地位，通过发射超声波并配合超声波信号接收技术，能够对锅炉四管的泄漏缺陷、材料腐蚀、磨损进行精确检测，并且能够判断管材的厚度和光洁程度是否存在风险。且由于火电厂锅炉运行的复杂性，该无损检测技术可以对火电厂锅炉四管进行24h不间断连续监测，若发生信号变化，将迅速确定缺陷位置并及时报警，提醒维修员工进行停机检查，降低危险事故发生的概率。在进行声学检测时，对所检测管道通入0.3MPa的压缩空气，并设置信号接收仪，接收反馈的声学信号，并生成信号图像。由于火力发电厂四管所处位置不同，且工作环境复杂，存在噪声影响，在声学检测过程中，使反馈信号出现较低误差，为提高声学检测的准确率，通过构建声学检测的去噪模型，去除噪声污染，保证接收信号的准确性时间。
1.2 射线检测
  射线探测技术，利用X射线和Y射线的穿透能力，用来检查火电厂锅炉四管内存在的肉眼看不到的缺陷，包括气孔、裂缝等。在应用此技术时，首先在火电厂锅炉四管周围安装数据接收器，通过向火电厂锅炉四管内发射X射线或Y射线待射线穿透检查对象后，自动地将探查结果转变为电信号传输至数据接收器中，并通过相关计算方法计算射线的折射角度和衰变系数，并应用成像技术对试管内部的缺陷进行描述，并通过显示器将描述结果显示出来。

但由于长时间接触X射线和Y射线对人体会造成一定的健康影响，因此，在火电厂锅炉四管无损检测中不能长时间采用射线技术，以免对工作人员造成身体影响。

2 火力发电厂锅炉四管的泄漏原因与防漏措施
2.1 火力发电厂锅炉四管的泄漏原因
  （1）化学腐蚀。根据化学腐蚀部位的不同，可以分别将化学腐蚀分为内管腐蚀和外管腐蚀两种。其中，造成内管腐蚀的主要原因在于水冷壁管内通过的水中含有许多化学成分，使得水中的含氧量和pH值超出标准范围，容易腐蚀管体内壁，进而造成管体损伤或与管体发生化学反应，在水压力的作用下，易发生鼓包或裂开等情况，进而出现泄漏。而外管壁的腐蚀则是由于管壁的受热面靠近锅炉一侧，锅炉燃烧后产生的硫化物、氯化物、氧化物等化学物质在高温的影响下与外管壁发生化学反应，使外管壁的金属被腐蚀，导致表面整体厚度变得不均匀。最后，因为受热不均、时间过长而导致爆管。

（2）超高温和氧化层的产生、脱落。超高温分为长时间超高温和短时间超高温两种情况。长时间的超高温会使管体的受热面在高温的影响下发生熔化，温度越高，金属材料的熔化速度就会越快，并且在熔化过程中四管很容易形成爆口或裂纹并伴有氧化皮的产生和脱落。而短时间的高温则会使管的承受能力发生较大差距，从而因温度差较大而发生爆管，若此时管壁，存在爆口，则可能会将其呈撕裂状快速张开，造成严重事故。此外氧化皮的产生与脱落也是造成四管泄漏的重要原因，由于锅炉长期处于高温状态，其产生的高温蒸汽能够加速氧气的流动，使得氧气与管壁的金属充分接触，提高了金属层中的氧气含量，使金属氧化皮生成速度加快，且当氧化皮达到一定厚度时，将自动脱落，从本质上讲，削薄了水冷壁管的厚度，在水压的冲击下，较薄的四管很容易发生泄漏。
2.2 火力发电厂锅炉四管的防漏措施
  （1）严格控制通过四管的水质，确保水的pH值和化学成分含量始终保持在安全范围内，从根本上减少四管的腐蚀现象，同时在满足pH值和化学成分含量安全范围的情况下，还需要保证化学元素含量，但由于火电厂锅炉的复杂性，必须保证壁管的受热均匀性，以避免管壁破裂。

（2）在实际的火电厂锅炉运行过程中，要严格按照相关规定进行操作，保证锅炉的各项工作参数在安全范围内，不得为提高生产效率而在短时间内升高温度，确保四管所受温度在合理范围内，控制温度的变化幅度，不能发生较大差距的变化，同时对锅炉燃烧的情况进行及时更正，避免发生火焰偏斜造成受热不均匀等问题的出现，要及时调整锅炉干湿状态和燃烧情况，控制管中水流量的通过，防止锅炉出现过干、过湿、管壁感受温度差较大等现象。

（3）对氧化皮的生成和脱落加以控制，总的来说就是要减缓氧化皮的生成，控制脱落，加强对氧化层的检查，及时清理和更换。具体手段为：在人工可操作的地方进行人工清理，在人工操作不到的地方，采用能够清除氧化皮的清洗水，最后要加强对工作人员的管
理，严格监督锅炉的受热情况，并按时对锅炉四管的膨胀、磨损情况进行相应记录，加强对燃烧区域内水冷壁管的高温区域、严重腐蚀区域、磨损区域和胀粗、鼓胀等区域的重点检查，及时更换受损严重的水冷壁管。
3 结语

为维护火电厂锅炉的运行安全提供了新的维护方法能够有效预防事故的发生降低事故的发生概率，以目前的人力水平最大限度地保证工作人员和国家财产的安全，并且希望在未来火电厂锅炉的安全稳定运行能够得到更好的保障。
参考文献
[1]罗芬娣,李树春.无损检测技术在火力发电厂锅炉“四管”检验中的应用[J].科技创新导报,2014,11(26):41