鍋爐檢驗檢測技術 演示文稿

1、TSG Z8002-2013特種設備檢驗人員考核規(guī)則提出：了解相關檢驗方式、設備、工具等的特點與適用性，并且合理選用。1. 檢測與檢檢驗方法檢測：按規(guī)定程序確定一種或多種特性或性能的技術操作。通常它只需要提供所測數據或結果。檢測方法：選擇合適的方法和裝置，將被測對象的有關信息通過檢查與測量的方法賦予定性或定量結果的過程。通常指獲得檢驗結果的方式。3檢驗：對實體的一個或多個特性進行諸如測量、檢查、試驗和度量，并將其結果與規(guī)定的要求進行比較，以確定每項特性的合格情況所進行的活動。檢驗方法：檢驗時所采用的檢驗原理、檢驗程序、檢驗器具、檢驗條件、結果判定的總和。通常指獲得檢驗結果和結論的方式。 2.檢

2、驗檢測方法的分類（1）感官法：憑借視（目視）、聽、味、嗅、觸覺進行檢查的方法。（2）度量衡法：測量幾何尺寸、質量、體積等測量方法。（3）物理法：利用物理原理借助各種檢測儀器設備對被檢對象的物理量及其在光、熱、機械、電、磁、輻射、聲等作用下所表現的物理性能和機械性能進行檢測的方法。5（4）化學分析法：利用化學試劑和試驗儀器用一定的方法對被檢對象的化學組份及含量進行測定的方法。（5）生物法：微生物檢驗、生物試驗、生化試驗。（6）試驗性使用：觀察和測試被檢對象在實際使用或設定條件下性能性狀變化的方法。6檢測方法檢測方法檢驗方法檢驗方法感官感官目視檢測（直接目視檢測、間接目視檢測、透光目視檢測）、錘擊

3、檢查宏觀檢測等度量衡度量衡焊縫檢驗尺檢查、游標卡尺測量、鋼板（卷）尺、樣板檢查、內徑伸縮尺、線墜檢查、塞尺直線度、水平儀、經緯儀、全站儀受熱面管脹粗檢驗方法等物理物理超聲波測厚、射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、TOFD、超聲導波、金相檢驗高溫部件測厚集中下降管角焊縫超聲檢測合金材料鑒別方法金屬材料老化判定氧化皮測厚與壽命評估氧化皮堆積量測量方法等化學化學金屬材料濕法分析、看譜分析、直讀光譜、熒光光譜金屬材料成分光譜分析方法垢樣分析、腐蝕產物分析等生物生物/試驗試驗壓力試驗水壓試驗、能效測試等71、受熱面管脹粗檢驗方法受熱面管脹粗檢驗方法2、金相檢驗方法金相檢驗方法3、氧化皮測厚與壽命

4、評估方法氧化皮測厚與壽命評估方法4、氧化皮堆積量測量方法氧化皮堆積量測量方法5、光譜分析方法光譜分析方法6、全站儀測量方法全站儀測量方法7、高溫部件測厚方法高溫部件測厚方法8、TOFD檢測方法檢測方法9、垢樣分析方法垢樣分析方法10、集中下降管角焊縫超聲檢測方法集中下降管角焊縫超聲檢測方法81.檢驗的目的脹粗：鍋爐受熱面管子既要承受高溫，又要承受很高的壓力，長時間的運行，使管子的外徑超出原設計管子的外徑，這一現象稱為脹粗。目的：監(jiān)督鍋爐受熱面管的蠕變變形程度。9 （1 1）定距卡規(guī)測量法。）定距卡規(guī)測量法。 定距卡規(guī)是根據受熱面各種管子的不同規(guī)格，加工制定距卡規(guī)是根據受熱面各種管子的不同規(guī)格，

5、加工制造出一批尺寸固定的卡規(guī)，每一種尺寸的管子，根據其管造出一批尺寸固定的卡規(guī)，每一種尺寸的管子，根據其管子材質的不同制作出多種尺寸的卡規(guī)。最大值卡規(guī)是根據子材質的不同制作出多種尺寸的卡規(guī)。最大值卡規(guī)是根據奧氏體不銹鋼受熱面管脹粗量不超過公稱直徑的奧氏體不銹鋼受熱面管脹粗量不超過公稱直徑的4.54.5或或碳鋼管最大脹粗不超過碳鋼管最大脹粗不超過3.53.5或合金鋼管最大脹粗不超過或合金鋼管最大脹粗不超過2.52.5或或9 91212CrCr鋼受熱面管脹粗量不超過公稱直徑鋼受熱面管脹粗量不超過公稱直徑1.21.2的規(guī)定而制作的，用最大值卡規(guī)，根據管子的材質的規(guī)定而制作的，用最大值卡規(guī)，根據管子的

6、材質進行管子外徑測量，可以判斷管子的脹粗是否超過規(guī)定值。進行管子外徑測量，可以判斷管子的脹粗是否超過規(guī)定值。10特點：采用定距卡規(guī)測量受熱面管子是否超過規(guī)定，具有效率高，檢查速度快。11（2）游標卡尺測量法 用游標卡尺對受熱面的各種管子易于燒脹或磨損的部位進行測量，在實際操作中，一般對過熱器或再熱器管子壁溫的最高區(qū)域進行測量，用以驗證管子是否脹粗、磨損或腐蝕。特點：將受熱面管子測量部位及其測量結果記錄在案，以便與下次檢修時在同一部位進行測量得出的數值進行比較，來判斷受熱面管子易于燒脹部位的燒脹趨勢，作為以后檢修的依據。12鍋爐內部檢驗進行張粗測量的部位：水冷壁管：折焰角區(qū)域水冷壁管、頂棚水冷壁

7、管、包墻水冷壁管、凝渣管。 過熱器和再熱器管：高溫出口段管子。13電站鍋爐部件存在以下缺陷，應當對相關部件及時安排進行更換：碳鋼受熱面管脹粗量超過公稱直徑的3.5，低合金鋼受熱面管脹粗量超過公稱直徑的2.5，912Cr鋼受熱面管脹粗量超過公稱直徑1.2，奧氏體不銹鋼受熱面管脹粗量超過公稱直徑的4.5，管道脹粗量超過公稱直徑的1；141.檢驗目的（1）檢驗和評定鍋爐高溫部件或材料在運行中的老化和損傷程度。是鍋爐定期檢驗的重要方法之一；（2）檢驗和評定鍋爐事故部件或材料在事故后損傷程度，分析推測事故原因。15 金相分析是人們通過金相顯微鏡來研究金屬和合金顯微組織大小、形態(tài)、分布、數量和性質的一種方

8、法。顯微組織是指如晶粒、夾雜物以及相變產物等特征組織。 161） 金相顯微鏡的成象原理人眼對客觀物體細節(jié)的鑒別能力是很低的，一般是在0.150.30mm間。因此，觀察物體的顯微形貌，必需藉助顯微鏡。顯微鏡放大的光學系統(tǒng)由兩級組成。17第一級是物鏡，細節(jié)第一級是物鏡，細節(jié)AB通過物通過物鏡得到放大的倒立實角鏡得到放大的倒立實角AB。AB的細節(jié)雖已為被區(qū)分開，但的細節(jié)雖已為被區(qū)分開，但其尺度仍很小，仍不能為人眼其尺度仍很小，仍不能為人眼所鑒別，因此，還需第二次放所鑒別，因此，還需第二次放大。大。第二級放大是通過目鏡來完成第二級放大是通過目鏡來完成。 當經第一級放大的倒立實象當經第一級放大的倒立實象

9、處于目鏡的主焦點以內時，人處于目鏡的主焦點以內時，人眼可通過目鏡觀察到二次放大眼可通過目鏡觀察到二次放大的的AB的正立虛象。觀察物體的的正立虛象。觀察物體的細節(jié)經物鏡放大后的實象落到細節(jié)經物鏡放大后的實象落到目鏡主焦點以內后，人眼觀察目鏡主焦點以內后，人眼觀察可看到經兩次放大后的虛象?？煽吹浇泝纱畏糯蠛蟮奶撓?。 AB 虛象就是經物鏡和目鏡虛象就是經物鏡和目鏡兩次放大后的組合物象。兩次放大后的組合物象。18顯微鏡總的放大倍數1920磨制拋光浸蝕鑲嵌取樣磨制拋光浸蝕觀察砂紙磨拋光液拋光機浸蝕劑吹風機酒精清洗水清洗水清洗吹干顯微鏡211）檢驗時不會破壞被檢物；2）檢驗時一般不受物件大小限制。22（1

10、）珠光體（2）石墨化（3）蠕變孔洞和裂紋（4）氧化皮厚度2324過熱器、再熱器集箱和集汽集箱912Cr系列鋼材料制造集箱環(huán)焊縫、熱影響區(qū)和母材、同級過熱器和再熱器進口、出口集箱的環(huán)焊縫、熱影響區(qū)和母材。912Cr鋼材料制造的主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段管道和蒸汽主要連接管道對接焊接接頭和彎頭(彎管)。25電站鍋爐部件存在以下缺陷，應當對相關部件及時安排進行更換：(3)高溫過熱器管和高溫再熱器管表面氧化皮厚度超過0.6mm，而且晶界氧化裂紋深度超過35個晶粒；(5)碳鋼、鉬鋼的石墨化程度達到4級以上； (6)已經產生蠕變裂紋或者疲勞裂紋。26DL/T 884-2004 火電廠金相檢驗與評定技術導則D

11、L T 674-1999 火力發(fā)電廠用20號鋼珠光體球化評級標準DL T 773-2001火電廠用12Cr1MOV鋼球化評級標準DL T 787-2001火電廠用15CrMo鋼珠光體球化評級標準27DL T 786-2001碳鋼石墨化檢驗及評級標準DL T 818-2002低合金耐熱鋼碳化物相分析技術導則281.檢驗目的通過鍋爐管壽命診斷主動預防因過熱所導致的爆管。29（1）機理一定材料的高溫鍋爐管內壁氧化層的增長厚度與其在該段服役期內的當量金屬溫度滿足相應的方程式，如（1）、（2）： 30高溫鍋爐管的壽命診斷正是基于當量金屬溫度及運行應力的Larson-Miller公式（3）： 31考慮各管

12、段在今后的使用中由于氧化、磨損或腐蝕將使壁厚明顯減薄，它所導致的應力升高改變了原有的蠕變速率，會造成實際壽命縮短。因此，理論計算壽命的診斷是采用考慮壁厚減薄率的經驗公式(4)： 321）超聲波氧化層測量：設備由超聲脈沖發(fā)生/接收器、示波器及高頻探頭組成。示波器上顯示的金屬/氧化層界面及氧化層背面的射頻回波。示波器可同時測量超聲波在管壁金屬中的傳播時間和在氧化層中的傳播時間，再按試驗測出的氧化層超聲波聲速求得內壁氧化層厚度。超聲波在鋼中的傳播速度是一定的，因而很容易由超聲波在管壁金屬中的傳播時間來計算剩余金屬層壁厚。 332）金相法：用車床車光被測管的橫斷面，用金相顯微鏡直接測量。34（2）特點

13、1）快速測算；2）需要材料數據庫資料。35（1）TubeAlertSM 管內壁氧化皮厚度測定系統(tǒng)，采用美國APTECH公司TubeAlert系統(tǒng)及相關技術，設備由超聲脈沖發(fā)生/接收器、示波器及高頻探頭組成。示波器可同時測量超聲波在管壁金屬中的傳播時間和在氧化層中的傳播時間，再依據超聲波在氧化層和金屬層中的傳播速度求得內壁氧化層厚度和剩余壁厚。36再配合溫度及壽命評估軟件，即可快速給出所測各管段的壽命診斷結果。自動根據氧化皮測量厚度計算管壁當量溫度及剩余使用壽命，生成電子表格檢測報告、跨爐膛剩余蠕變壽命分布表格、沿管排或管列管壁厚度測量結果分布圖、跨爐膛管排管子溫度分布圖、管子預計剩余使用壽命圖

14、和管壁當量溫度和管壁氧化皮厚度關系圖。做出設備處理（繼續(xù)運行、修理、替換）決定。371.目的：快速有效地檢測電廠鍋爐不銹鋼管內部氧化皮剝落堆積狀況，排除不銹鋼管氧化皮過多而導致爆管；另一方面還可以通過不銹鋼管內部氧化皮的檢測，給鍋爐不銹鋼管的整體氧化腐蝕狀態(tài)提供有效的數據支持，從而幫助實現對鍋爐的安全評估。38（1）機理火力發(fā)電機組鍋爐中比較普遍使用了耐高溫、抗腐蝕性能更好的不銹鋼來制造過熱器、再熱器管。經過較長時間運行，管道內部還是不可避免地產生氧化。所產生的氧化皮達到一定厚度（0.1mm）后，在溫度波動、特別是停爐、啟爐時，容易因為熱應力剝落,堆積在管彎頭部位。它們對于鍋爐的安全運行造成多

15、方面的危害，最嚴重時會直接導致管道在加熱時發(fā)生爆裂。3940過熱器和再熱器氧化皮脫落一直是管子堵塞和汽輪機沖蝕的一個主要原因。國內外檢查的方法主要有兩種：一是傳統(tǒng)的射線拍片,二是通過磁性測量來確定氧化皮大致的堆積量。對管子進行射線拍片，這種方法費時費力,檢驗周期長。采用磁性測量檢測氧化皮堆積量缺點是對少量存在的氧化皮不敏感,需要一定的堆積量才有反應,而且受內壁附著氧化皮磁性等較多干擾因素影響,檢測穩(wěn)定性差,重復性差。 41審查氧化皮剝落堆積檢查記錄或者報告，是否記載有氧化皮剝落嚴重堆積的情況；4243 根據物質的光譜來鑒別物質及確定它的化學組成和相對含量的方法叫光譜分析。4445光分析法光譜分

16、析法非光譜分析法原子光譜分析法分子光譜分析法原子吸收光譜原子發(fā)射光譜原子熒光光譜X射線熒光光譜折射法圓二色性法X射線衍射法干涉法旋光法紫外光譜法紅外光譜法分子熒光光譜法分子磷光光譜法核磁共振波譜法1.目的（1）金屬材料和焊接接頭合金成分鑒別；（2）金屬材料和焊接接頭合金成分復驗。46（2）檢測機理與特點1）看譜鏡直接用眼睛觀測譜線強度，用于定性或半定量成分分析。4748特點：設備成本低；效率低；操作者有一定經驗。492）便攜式便攜式直讀光譜儀一般采用電火花,電弧的方式對樣品進行激發(fā)，由光電倍增管或CCD檢測器檢測出譜線，已電信號或含量讀數的形式顯示。5051特點：激發(fā)槍可以應用火花光源，用于包

17、括C元素 在內合金的成分分析，也可以使用電弧光源用于材料分選和牌號鑒別。選用特殊設計的小光學系統(tǒng)可分析鋼中的P，S等；CCD可以接收分析波長范圍的全部元素譜線，具有一定的精度和穩(wěn)定性； 不宜代替普通化學分析法對合金成分進行仲裁。523）x射線熒光光譜儀機理：X-射線熒光光譜法，是用X-射線管發(fā)出的初級線束輻照樣品，激發(fā)各化學元素發(fā)出二次譜線(X-熒光)。借助高分辨率敏感半導體檢測器與多道分析器將未色散的X-射線按光子能量分離X-射線光譜線，根據各元素能量的高低來測定各元素的量。5354特點：分析的元素范圍廣；熒光X射線譜線簡單，相互干擾少，樣品不必分離，分析方法比較簡便；分析濃度范圍較寬,從常

18、量到微量都可分析；分析樣品不被破壞，分析快速，準確，便于自動化。不能進行非金屬元素分析。55特點：手持重量輕；有輻射。56鍋爐監(jiān)督檢驗 鍋筒、汽水(啟動)分離器、分離器儲水箱、集箱類部件含減溫器、分汽(水、油)缸 對合金鋼材質安裝焊接接頭進行化學成分光譜分析檢查，每種部件檢查比例至少5(B類)57受熱面(包括水冷壁、對流管束、過熱器、再熱器、省煤器等)及其附件對合金鋼材質安裝焊接接頭進行化學成分光譜分析檢查，每種部件抽查比例至少1(B類)；鍋爐范圍內管道、主要連接管道對合金鋼材質安裝焊接接頭進行化學成分光譜分析檢查，抽查比例至少1(B類)；58DL/T 991-2006 電力設備金屬光譜分析技

19、術導則591.目的精確測量設備安裝的方位；精確測量鋼架、板梁的變形。60全站儀，即全站型電子速測儀。它是隨著計算機和電子測距技術的發(fā)展，近代電子科技與光學經緯儀結合的新一代既能測角又能測距的儀器，它是在電子經緯儀的基礎上增加了電子測距的功能，使得儀器不僅能夠測角，而且也能測距，并且測量的距離長、時間短、精度高。由于全站型電子速測儀較完善地實現了測量和處理過程的電子化和一體化，所以人們也通常稱之為全站型電子速測儀或稱全站儀。61（1）機理全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系統(tǒng)，測量結果能自動顯示，并能與外圍設備交換信息的多功能測量儀器。6263全站

20、儀簡單地說就是水準儀、經緯儀、測距儀及測量軟件功能的結合?？梢詼y目標高度測目標夾角和高度角測距離可以按儀器設計的功能計算64坐標放樣坐標測量邊角放樣對邊測量懸高測量直線放樣面積測量后方交會高程傳遞相對直線坐標坐標正反算相對直線放樣線路放樣斷面測量地形測量65讀數頭測角測角：提供水平角（HAR）和豎直角(VA)測距頭測距測距：提供水平距離(HD)和高差(VD) Z目 標 點目 標 點斜 距天 頂 距平 距儀 器 高坐 標 方 位 角EN測 站 點 （ N 0 , E 0 , Z 0 ）66H 2V 2測 站目 標 點 （ P 2 ）起 始 點 （ P 1 ）目 標 點 （ P 3 ）S 2% 2

21、% 1S 1V 1H 1測點基線測點到基線的垂直距離偏距（水 平方向）長度偏離測點終點起點剖視抽查大板梁，是否有明顯變形；首次檢驗抽查大板梁撓度，是否大于大板梁長度的1/850，以后每隔5萬小時檢查一次；671.目的必要時在一定高溫條件下測厚。6869（1）原理在固體介質中，當不考慮邊界影響時，聲速由密度、彈性模量E和泊松比決定：CL=CS= =式中G 剛性模量或稱剪切彈性模量材料的彈性模量隨溫度升高而減小，不同溫度下的超聲波聲速將發(fā)生變化，隨彈性介質溫度的升高，超聲波的傳播速度降低。當鋼的溫度低于500時，縱波聲速隨溫度變化率平均約為0.5m/s 。 2111E12EG70測量VT/V常溫V

22、T高溫環(huán)境下聲速V常溫常溫環(huán)境下聲速測量儀器顯示的厚度值（2）特點：高溫環(huán)境下測厚，需采用特殊設計，具有耐高溫元件的儀器，專用高溫探頭裝置和高溫專用耦合劑；在溫度升高時，需要對厚度讀數進行校正，經常使用的經驗法則如下：溫度升高時，對鋼來說，其測得的壁厚值是偏高的（即過厚），每55增加大約1%厚度。71（3）測厚儀讀數不穩(wěn)定；在測厚儀讀數不穩(wěn)定或者無讀數的時候，一般在探頭與高溫部位接觸的時間不超過10秒。每次測量完后都要讓探頭冷卻到常溫再進行第二次測量?？梢灾貜蜏y量，使測厚儀顯示穩(wěn)定讀數。72衍射時差法超聲檢測技術（Time of Flight Diffraction Technique， TO

23、FD）依靠超聲波與缺陷尖端或端部相互作用后，而發(fā)出的衍射波來檢測缺陷并對缺陷進行定位、定量的一種無損檢測技術。TOFD技術是一種基于衍射信號實施檢測的技術。731.目的提高缺陷檢出率對缺陷自身高度進行定量74752.檢測原理與特點檢測原理與特點（1）原理：）原理：裂紋衍射波衍射波入射波反射波衍射現象衍射現象裂紋的上下端點都裂紋的上下端點都可以產生衍射波?？梢援a生衍射波。 衍射波信號比反射衍射波信號比反射波信號弱得多，且波信號弱得多，且向空間的各個方向向空間的各個方向傳播，即沒有明顯傳播，即沒有明顯的指向性的指向性。圖圖1.1 裂紋端點衍射波示意圖裂紋端點衍射波示意圖76發(fā)射探頭接收探頭直通波上

24、端點下端點底面反射信號雙探頭的優(yōu)點：雙探頭的優(yōu)點：(1) 可避免鏡面反射信號掩蓋可避免鏡面反射信號掩蓋衍射波信號，從而在任何情衍射波信號，從而在任何情況下都能很好地接收端點衍況下都能很好地接收端點衍射波信號，射波信號，(2) 測定反射體的準確位置和測定反射體的準確位置和深度，深度，(3) 易于實現大范圍掃查，快易于實現大范圍掃查，快速接收大量信號。速接收大量信號。雙探頭系統(tǒng)是雙探頭系統(tǒng)是TOFD技術的技術的基本配置和特征?；九渲煤吞卣?。 7712341）一次掃查幾乎能夠覆蓋整個焊縫區(qū)域（除上下表面盲區(qū)），檢測效率高；2）可靠性要好，對于焊縫中部缺陷檢出率高；3）對缺陷的走向不敏感；4）可以識

25、別向表面延伸的缺陷；785）對缺陷垂直方向的定量和定位非常準確；6）和脈沖反射法相結合時檢測效果更好；7）TOFD圖像更有利于缺陷的識別和分析。8）TOFD儀器能全過程記錄信號，長久保存數據，能高速進行大批量信號處理9）TOFD技術除了用于檢測外，還可用于缺陷擴展的監(jiān)控，對裂紋高度擴展的測量精度可高達0.1mm。7913）不適合于T型焊縫檢測；14）近表面存在盲區(qū)，對該區(qū)域檢測可靠性不夠9）對缺陷定性比較困難10）橫向缺陷檢出比較困難；11）對粗晶材料，檢出比較困難；12）對復雜幾何形狀的工件比較難測量。80適合主蒸汽管道焊縫檢測。8182TOFD檢測儀器情況檢測儀器情況國外產品1、以色列、以

26、色列Sonotron NDT公司產品公司產品Isonic2005型、型、2008型檢測儀型檢測儀2、加拿大R/D Tech公司產品公司產品Omnisacn MX TOFD檢測檢測儀儀3、美國物理聲學公司（、美國物理聲學公司（PAC）公司）公司4、美國、美國AIS公司公司NB2000-MC八通道超聲波檢測設備引進八通道超聲波檢測設備引進國內國內國內產品國內產品1、武漢中科創(chuàng)新公司于、武漢中科創(chuàng)新公司于2005年研制了年研制了HS800便攜式便攜式TOFD超聲波檢測儀，超聲波檢測儀，2008年年7通道的儀器已經投入了通道的儀器已經投入了檢測市場檢測市場2、南通友聯公司開發(fā)了、南通友聯公司開發(fā)了PX

27、UT-900便攜式便攜式TOFD檢測儀，檢測儀，該儀器具有三種操作模式、該儀器具有三種操作模式、U盤恢復等優(yōu)點。盤恢復等優(yōu)點。83發(fā)射探頭接收探頭直通波裂紋衍射波底面反射橫波dD2S84TOFD聲場中的A掃信號發(fā)射探頭接收探頭直通波直通波LW上端點上端點下端點下端點底面反射波底面反射波BW85上表面上表面下表面下表面B掃掃直通波直通波這種掃查會產生典型的這種掃查會產生典型的 反向拋物線反向拋物線當探頭相對于當探頭相對于缺陷對稱時時缺陷對稱時時間最短間最短 。86yyxz2343412265789內部埋藏缺陷8788國家能源局于國家能源局于2010年年8月月27日發(fā)布了日發(fā)布了NB/T47013.10-2010 （JB/T4730.10）第第10部分：衍射時差法超聲檢測，該標準于部分：衍射時差法超聲檢測，該標準于 2010年年12月月15日實施。日實施。1.目的：通過測量垢量和分析垢樣成分，可為分析設備缺陷原因、查找水汽系統(tǒng)有害離子污染源、驗證相關在線檢測儀表準確性提供重要依據。89（1）垢量測定90垢和腐蝕產物分析的工作步驟和總