摘 要:蒸汽锅炉水冷壁的泄露事故会影响到整个供气系统的安全和经济运行。漏磁检测是无损检测中的一种重要方式,采用漏磁法检测水冷壁不受水冷壁管件的表面状况影响,探头与管件不必接触,对管件内外表面检测灵敏度相同,对均匀减薄、渐变减薄都有较高的检测灵敏度,检测速度对检测结果无影响,管件内的介质对检测结果无影响,漏磁检测设备体积小、重量轻,便于现场应用,因此应用漏磁技术对水冷壁检测有重要意义。应用漏磁技术对水冷壁进行检测,分析了漏磁检测系统的原理和结构,以及水冷壁管件的特点,检测结果表明该检测技术的有效性。关键词:漏磁检测; 水冷壁管件; 检测信号; 检测灵敏度

中图分类号:TN919-36文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)19-0139-02

Application of Magnetic Flux Leakage Technology in Detection of Water-Cooled Tubes for Boiler

ZHANG Chong-yang

(Tianjin Petrochemical Mechanics Institute of Sinopec, Tianjin 300271, China)

Abstract: Leakage accident of water-cooled tube for boiler affects the security and economy operation of a whole supply system. The magnetic flux leakage testing (MFLT) is an emphasis mode of NDT(non-destructive testing). The MFLT detection of water-cooled tubes for boilers is unacted on superficial state of pipelines and the probe needn′t come into contact with pipes. The detecting sensitivity to pipe inside surface or outside surface is the same. The detecting velocity and medium in pipeline are independent of detecting outcome. The MFLT equipment possesses less cubage, light weight and carry-home feature. The application of MFLT in detection of water-cooled tube for boiler, the structure of the MFLT system, and the cha-racteristics of water-cooled tube of boiler are analyzed. The result of detection indicates that the technology is effective.Keywords: magnetic flux leakage testing; water-cooled tube of boiler; detecting signal; detecting sensitivity

0 引 言

蒸汽锅炉水冷壁管件在锅炉的长期运行过程中受到烟气、煤灰、火焰及管内水中杂质等的侵蚀,极易出现腐蚀、冲蚀及磨损等损伤,损伤部位在关键内高压、高温水及蒸汽的作用下,最终产生管体爆裂泄露等严重事故,往往会造成停机抢修,经济损失巨大。加强对水冷壁管件的检测具有十分重要的现实意义。

管道漏磁检测技术是目前较为成熟且工业应用较广泛的管道检测技术。应用该技术能检测出管道内外腐蚀,可以对缺陷进行较为精确的定量、定性及定位。

1 漏磁检测原理

漏磁检测法是建立在铁磁性材料高磁导率基础上的一种无损检测方法,主要检测工件表面及近表面缺陷,其通过测量铁磁材料中缺陷所导致的磁导率变化来检测缺陷的位置和大小的属性。图1为漏磁检测原理示意图。

漏磁检测器在水冷壁管件外表面运行过程中,其携带的永久磁铁将管壁饱和磁化,管壁和磁铁形成磁回路,当管壁没有缺陷时,磁力线在管道内均匀分布,形成匀强磁场。当管壁有缺陷时,磁力线在缺陷处扭曲,穿出管壁产生漏磁。在编码器脉冲信号触发下,探头将表征管壁特征的磁场信号转换为电信号,经过信号处理实时显示在便携式计算机上,检测人员根据信号波形的变化,及时确定缺陷大小、位置及性质。

图1 漏磁检测原理图

2 水冷壁管件的漏磁检测试样的制作及标准检测信号

制作对比试样管必须采用与背侧管件具有相同的尺寸、规格、材质及热处理状态的材料,水冷壁漏磁检测对比试样是在一根半剖管上制造一些规则的人工缺陷,如通孔、球形坑等,用作对漏磁检测系统进行校准以及与真实缺陷对比。

通孔用以模拟点腐蚀,球形坑模拟管壁腐蚀减薄,如图2所示。图2采用Ф57×4的半剖碳钢管,球形坑缺陷从左至右依次Ф14.4×3.2,Ф14.4×2.4,Ф14.4×1.6,Ф14.4×0.8,即模拟腐蚀坑深80%,60%,40%,20%等缺陷;通孔缺陷规格从左至右依次为Ф14.4×4,Ф12.8×4,Ф11.2×4,Ф9.6×4,Ф8×4,Ф6.4×4,Ф4.8×4,Ф3.2×4,Ф1.6×4。

图2 水冷壁管件漏磁检测试样

水冷壁漏磁检测系统对试样管检测信号如图3所示。试验表明该漏磁设备能够检出20%损失缺陷以及Ф1.6的通孔缺陷。

图3 水冷壁试样标准检测信号

3 实际漏磁检测案例分析

以某热电厂的蒸汽锅炉3#炉为例,应用经过标准试验信号校准的水冷壁漏磁检测系统进行漏磁检测。该锅炉内部情况如图4所示。

图4 某蒸汽锅炉水冷壁内部结构

水冷壁管件经常出现的点蚀、坑蚀、连续腐蚀、裂纹会导致漏磁信号的突变、尖点、阶跃和冲击等不规则信号波形的出现,通过与标准试样检测信号的对比可以判断被检水冷壁管件是否有缺陷存在。检测信号如图5所示。

图5 水冷壁管件现场检测信号

由图5和图3对比分析可知,该被检水冷壁管件有一处超过40%的缺陷产生。经过剖管可见清晰点蚀缺陷,如图6所示。

图6 水冷壁管件剖管图

4 结 语

漏磁检测系统作为一种新的检测手段,近年来在无损检测领域的应用越来越广泛。

但在水冷壁无损检测中,应用相对较少,本文利用漏磁检测技术对锅炉水冷壁进行检测,该技术具有如下优点:被检钢管表面清洁度对检测结果无必然影响;探头与钢管表面不需接触,探头与钢管外表面之间的间隙变化对检测结果影响很小;被检钢管内外表面的缺陷的检测灵敏度相同;对钢管均匀减薄、渐变减薄都有较高的检测灵敏度;探头检测速度对检测结果无必然影响;钢管内介质对检测结果无影响;检测设备体积小、重量轻,便于现场灵活应用;可以现场实时对缺陷进行定位、定量和定性。

实验和实际工作表明,以本文的漏磁检验系统,能够对锅炉水冷壁进行较精确的检测以及定性定量分析,现场检测结果证实了其有效性。

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