金属检测法在火电厂检修中的合理应用

金属检测法在火电厂检修中的合理应用

王金

（天津蓝巢电力检修有限公司天津市300380）

摘要：火电厂的压力容器及管道是由金属材质制造而成，其材料状况直接影响生产的安全状况。定期、严格、准确、精确地对压力容器进行无损检测、容器管壁的厚度和硬度检测，是摆在当前检修人员面前“重于泰山”的责任。本文对金属检测法在火电厂检修中的合理应用进行了论述。

关键词：金属检测法；火电厂检修；合理应用

裂缝会严重影响金属材料的性能。在火电厂的生产中，有大量的压力容器和承压管在运行一段时间后，需要进行无损金属检测，以确保机组能安全稳定地运行。另外，为了更好地服务于机组的安全运行，将常见的故障或破损进行有方向的原因分析，加强金属检测法在火电厂检修中的合理应用研究非常有必要，需要人们重视。

一、火电厂概况

火电厂是利用可燃物作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。火电厂具有以下特点：①布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。②建造工期短，同时一次性建造投资少。③煤耗量大，目前发电用煤约占全国煤炭总产量的25%左右，加上运煤费用和大量用水，其生产成本较高。④动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，运行费用高。⑤汽轮机开、停机过程时间长，耗资大，不宜作为调峰电源用。⑥对空气和环境的污染大。

二、火电厂金属检测法分类

1、磁粉检测法。磁粉检测法的具体操作方法如下：1）确定监测区域。为确保磁痕的有效辨别，减少不利因素的感染，应清洁监测区域，清除油漆、油脂、氧化皮层及其他污物。2）提升被检件表面的粗糙度，可用的方法有：机械加工、打磨。3）涂抹反差增强剂于监测区域，增强磁痕与表面的反差。4）对监测区域进行磁化处理，一边喷磁粉一边磁化。5）观察监测区域，若有磁痕，则说明表面有裂纹，否则没有；为进一步确定裂缝的开裂程度、具体位置及形状，可借助放大镜在光照充足的环境中进行观察。受多种因素影响，伪磁痕也存在出现的可能，应在观测中加以排除。产生伪磁痕的因素有：划痕、表面附着物、棱缘及材料导磁率的急剧改变；排除方法有：金相检验、磁后重新检验、渗透检验、仔细观测。

2、渗透检测法。渗透检测法的具体操作方法：1）确定探伤部位，用清洗剂或其他溶剂清除其表面的油脂、污垢及其他附着物，清洁的范围应大于探伤部位25mm，直至充分干燥。2）根据铸钢件的形状、数量、尺寸选用最适合的渗透剂，并综合考虑以上因素确定渗透处理的具体方法，可供选择的方法有：涂刷、浸渍、喷洒等。3）待达到预定时限时，清洗探伤部位的渗透剂，清洗程度要适当，避免渗透剂的过度清洗，影响探伤效果。4）在清洗过程中会留下一定水分，为避免水分影响后期的显像处理，应进行干燥处理，方法有：自然干燥、布或纸擦干。需注意的是，不得加热干燥，擦拭方向要保持一致。5）在探伤部位喷洒和涂刷显像剂，显像后应立刻对显像剂进行干燥。6）在显像剂施加30min后进行观察，找出显示痕迹，即为裂纹。渗透检测法适用于被检件表面有开口缺陷的探伤，磁性材料或非磁性材料也可，如塑料、钢铁、有色金属、陶瓷等，也能一次性全面检测形状复杂的缺陷，是磁粉监测的有效补充。但该方法无法检测出闭合性表面缺陷及埋藏缺陷，此外，还存在灵敏度低、程序繁琐、成本高等问题。

3、超声检测。超声检测的具体操作方法（以承压管材焊接接头超声检测为例）：1）确定检测面，并根据母材的厚度确定探测方法和探头的移动区域。探头的移动区域是检测面的部分，另外还有检测区及其两侧区域，如图1所示。2）校验探测仪的灵敏度，逐批探伤，为确保检查的效果，应定期进行再校验。3）记录检验缺陷回波幅度，并与人工缺陷回波幅度进行比对，以比对的结果进行合格评定，应根据缺陷的反射当量和特征、缺陷位置、缺陷的指示长度结合生产工艺综合分析，来推断缺陷的性质。当怀疑有裂纹等存在而超声又无法准确判定时，可辅以其它检测方法。

4、X射线检测法。在工业上，X射线检测应用比较广泛，尤其是在军工、航天、电力、石油等领域，其能检测到一些肉跟无法看到的内部伤，具有其他检测方法无法替代的地位。用X射线检测仪对物品进行照射，在射线穿过物品后，由于不同厚度的物质对X射线的吸收率不同，从而使有缺陷的地方在底片上形成的图像与其他正常地方形成的图像有一定的区别，那么检测人员就可根据形成的图像来确定缺陷的性质和大小。

X射线检测的优势是既能探测内部的裂纹，也可探测表面的裂纹，更容易确定开裂程度及部位，但检测物不能太厚。应用X射线检测法时，需注意的是：1）为不混淆或遮蔽任何缺陷形成的图像，应尽量确保焊缝表面平滑，并消除内壁和外壁的焊波。2）为方便焊缝接头号、部件号及零件号的查出，应加强永久性识别标记系统的建设。3）为避免混淆缺陷的影像或遮蔽受检区域的影像，应确保射线底片上没有化学污损、机械污损及其他污损。

三、金属检测法在火电厂检修中的合理应用

1、现场金相试验。因金属是由碳和铁不同的组织形态构成，包括马氏体、奥氏体、铁素体、珠光体等。对不同的形态会受到不同程度的腐蚀，当其受到外界条件影响时，金属或合金内部结构晶体会发生想要的改变。

在使用此方法时需遵循一定的原则：1）监测的位置直径需控制在六十毫米，然后再用角磨机将氧化皮层去掉，打磨平整。2）需将测点用金相砂纸进行打磨。3）清洗，将抛光处理的检测点用脱脂棉蘸上酒精进行清洗。4）腐蚀，用4%硝酸钾的酒精溶液对监测点做2～3s的腐蚀，直至光亮的金属面变暗。作用是腐蚀掉金相晶格中的铁素体，让晶格比较明显地显现出来；5）观察，如：看裂纹末端的形态是穿晶还是延晶，来判别产生裂纹的原因；6）覆膜，在金相检测点滴上几滴硝酸钾的丙酮溶液附上覆膜。

2、硬度检测。火电厂的压力容器或管道因长时间承受高温高压，其金属材料的结构组成会发生变化，此变化也必将引起材料表面的硬度发生变化，因此通过测量金属表面的硬度可得知容器和管道的材质是否能再进行正常工作。

硬度检测最常用的仪器是里氏硬度计。它的工作原理：具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度，利用电磁原理，感应与速度成正比的电压。里氏硬度值以冲击体回跳速度与冲击速度之比来表示。计算公式：

式中：HL-里氏硬度值；VB-冲击体回跳速度，m/s；VA-冲击体冲击速度，m/s。

以往机组运行事故记录及检修人员的经验实施抽查，对焊缝的硬度要求其布氏硬度值不能超过母材布氏硬度值100；检测时在被检区域内取5个监测点，测量出这5个点上硬度值，去掉最大和最小值再求剩余的平均值即是该检测区的硬度。

3、受压容器或管壁的厚度检测。厚度检测所用的仪器是超声波测厚仪。它是根据超声波脉冲反射来进行厚度测量，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。抽检部位和原则：此项检测主要针对内有工质流动管子的焊缝、弯头处，参照以往检修的部位和以往机组运行事故记录及检修人员的经验实施抽查。测厚时要在探头上涂上耦合剂，以保证探头与被检测体之间紧密接触，没有空气层的阻隔。

四、结束语：

金属检测是火电厂检修中非常重要的部分，然而在检修时容易被各方所忽视，实际上合理的金属检测能有效提升检测效率、降低检测成本、维护设备正常运行，因此进一步加强对其的研究非常有必要，从而更好地服务于火电厂的安全生产。

参考文献：

[1]田卫红.浅谈X射线检测法的主要应用[J].有色金属设计，2014（02）．

[2]叶耀忠.金属检测法在火电厂检修中的合理应用[J].中国管理信息化，2015（12）.

[3]高红斌.金属检测法在火电厂检修中的应用[J].电站系统工程，2014（06）.