無損檢測是一門新興的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科,也是一門綜合性技術(shù),不僅在機(jī)械、冶金、電子、化工、鐵道、船舶、核能、航空、航天等各種工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,而且在電力工業(yè)中也得到較快發(fā)展,已成為保障安全發(fā)、供電不可缺少的重要手段。
在我國,83%以上的電力是由火力發(fā)電廠提供的。火力發(fā)電廠在基建安裝時(shí),成千上萬的管子或管道的焊接接頭需要用射線或超聲檢測。一臺300MW機(jī)組的鍋爐本體就有1萬多個(gè)管子焊接接頭,為保證鍋爐的安全運(yùn)行,要求100%探傷,可見其檢測工作量之大。另外,還有眾多的供熱機(jī)組。隨著老機(jī)組服役時(shí)間的增長,以及新裝機(jī)組參數(shù)的增高等,給熱力設(shè)備的完全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和維護(hù)帶來許多新問題。據(jù)近期統(tǒng)計(jì),熱力設(shè)備事故中鍋爐占60%,其中管道破損事故占鍋爐事故的65%。在美國鍋爐管道損傷也是熱力發(fā)電設(shè)備可用率低的首要原因,近10年來,已發(fā)現(xiàn)5萬多臺鍋爐管道損傷,相當(dāng)于可用率減少6%。由此可見,研究鍋爐管道的無損檢測評價(jià)技術(shù),以預(yù)知隱患,對確?;鹆Πl(fā)電設(shè)備尤其是鍋爐的安全、可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。
1 鍋爐管道檢測新技術(shù)
無損檢測技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀表明,下述鍋爐管道檢測新技術(shù)的研究前景看好。
1.1管道無損檢測新技術(shù)
目前,我國火力發(fā)電系統(tǒng)無損檢測的自動(dòng)化技術(shù)研究和開發(fā)還處于初級階段,鍋爐管道自動(dòng)化檢測技術(shù)的研究和開發(fā)更是處于萌芽階段。這主要是由于相關(guān)技術(shù)發(fā)展的限制以及財(cái)力等方面的因素造成的。然而,從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看,利用無損檢測評價(jià)傳感器提供實(shí)時(shí)過程控制,并實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化,則是廣大無損檢測工作者長遠(yuǎn)的目標(biāo)。
從我國現(xiàn)狀考慮,火力發(fā)電廠管道無損檢測自動(dòng)化技術(shù)的研究與開發(fā)應(yīng)著重從以下幾個(gè)方面著手:
?。?)厚壁管道超聲波自動(dòng)化檢測系統(tǒng)的研究
該系統(tǒng)一般由3大部分組成:爬行器、換能器、驅(qū)動(dòng)器、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)。國外在此領(lǐng)域的研究比較活躍。日本九州電力公司已研制出管道內(nèi)孔自動(dòng)檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由超聲、光學(xué)檢測裝置和驅(qū)動(dòng)器三部分組成,最大爬行距離110mm,爬高20mm。
?。?)射線底片的智能化評片系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要包括圖象處理系統(tǒng)、缺陷識別系統(tǒng)和評片系統(tǒng)。目前,實(shí)時(shí)射線檢測數(shù)字化圖象處理已經(jīng)比較成熟,其應(yīng)用使得檢測靈敏度提高了一個(gè)檔次。然而對于射線底片的圖象處理還處在實(shí)驗(yàn)室階段。因?yàn)槿毕葑R別系統(tǒng)和評片系統(tǒng)目前已取得比較理想的結(jié)果,故射線底片的智能化評片系統(tǒng)的難點(diǎn)是圖象處理,而解決圖象處理這一難題的關(guān)鍵是解決底片上影象的采集問題。
(3)用于薄壁小徑管焊縫探傷的相控陣列換能器的超聲檢測技術(shù)研究
將一組換能器繞在焊縫的一周,換能器不動(dòng),通過相控在短時(shí)間內(nèi)一次性取得信息,從而完成一個(gè)焊口的檢測工作。