
锅炉作为一种承受高温高压的特种设备,其安全性至关重要。无损探伤(NDT)是保障锅炉设计、制造、安装、运行和报废全生命周期安全的核心技术手段。
无损探伤是在不破坏被检测对象使用性能的前提下,利用材料内部结构异常或缺陷引起的声、光、电、磁等物理量的变化,来探测工件表面和内部缺陷,并判断其位置、大小、形状和种类的方法。
对于锅炉而言,其核心目标是检测出可能引发泄漏、爆炸等灾难性事故的缺陷,如裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣、腐蚀减薄等。
最常用的是以下五种方法,常被称为“五大常规方法”。
射线检测
原理:利用X射线或γ射线穿透工件,由于缺陷部位与完好部位对射线的吸收率不同,在底片或数字探测器上形成影像。
优点:直观、可永久记录、对体积型缺陷(气孔、夹渣)敏感,检测结果易于评定。
缺点:有辐射安全要求,对裂纹等面状缺陷检出率与方向有关,成本较高,对厚壁件需要高能量设备。
典型应用:
对接焊缝:锅筒、集箱、大口径管道的纵/环焊缝。
厚度测量:可辅助评估腐蚀情况。
铸件:阀门、弯头等铸钢件。
超声波检测
原理:利用高频声波(通常>1MHz)穿透工件,当遇到缺陷或界面时会发生反射、折射,通过分析回波信号来判断缺陷。
优点:对裂纹、未熔合等面状缺陷非常敏感;穿透力强,适合厚壁件;无辐射;便携;可测厚。
缺点:结果不直观,对操作人员经验依赖度高;通常无永久记录(相控阵、TOFD等新技术可记录)。
典型应用:
焊缝检测:特别是厚壁锅筒和集箱焊缝,常作为射线检测的补充或替代。
母材检测:检测钢板、锻件中的分层、白点等。
壁厚测定:至关重要!定期测量锅筒、炉管、省煤器管、过热器管等的腐蚀减薄和冲蚀减薄。
角焊缝:接管座角焊缝、支撑件角焊缝等。
磁粉检测
原理:对铁磁性材料(钢、铁)工件磁化后,缺陷处会产生漏磁场,吸附磁粉形成肉眼可见的磁痕。
优点:对表面和近表面缺陷(裂纹)极其敏感;直观;快速;成本低。
缺点:仅适用于铁磁性材料;需要表面处理;对深层缺陷无效。
典型应用:
表面裂纹检测:焊口表面、坡口、临时附件拆除处、应力集中区(如孔桥周围)。
制造过程检查:焊接前后、水压试验后。
在役检查:检查疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹。

渗透检测
原理:将含染料或荧光剂的渗透液涂于工件表面,使其渗入表面开口缺陷,清洗后显像,将缺陷放大显示出来。
优点:适用于所有非多孔性材料;可检测非常细微的表面开口缺陷;便携。
缺点:只能检测开口缺陷;表面光洁度要求高;化学试剂有污染。
典型应用:
非铁磁性材料:如奥氏体不锈钢炉管、阀门的表面检测。
铁磁性材料:当无法使用磁粉检测时(如形状复杂)的替代方法。
焊缝表面:尤其是薄壁管对接焊缝。
涡流检测
原理:利用交变磁场在导电工件中感生涡流,缺陷会干扰涡流,导致检测线圈的阻抗或电压变化。
优点:高速、非接触、自动化程度高;可检测表面和近表面缺陷;能用于涂层下检测。
缺点:主要用于导电材料;对缺陷形状判断能力较弱;存在边缘效应。
典型应用:
管材检测:核心应用领域。用于锅炉换热管(凝汽器管、过热器管、省煤器管)的快速在役检测,发现腐蚀坑、裂纹、磨损等。
材料分选和测厚。