锅炉检验检测技术 演示文稿

1、TSG Z8002-2013特种设备检验人员考核规则提出：了解相关检验方式、设备、工具等的特点与适用性，并且合理选用。1. 检测与检检验方法检测：按规定程序确定一种或多种特性或性能的技术操作。通常它只需要提供所测数据或结果。检测方法：选择合适的方法和装置，将被测对象的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。通常指获得检验结果的方式。3检验：对实体的一个或多个特性进行诸如测量、检查、试验和度量，并将其结果与规定的要求进行比较，以确定每项特性的合格情况所进行的活动。检验方法：检验时所采用的检验原理、检验程序、检验器具、检验条件、结果判定的总和。通常指获得检验结果和结论的方式。 2.检

2、验检测方法的分类（1）感官法：凭借视（目视）、听、味、嗅、触觉进行检查的方法。（2）度量衡法：测量几何尺寸、质量、体积等测量方法。（3）物理法：利用物理原理借助各种检测仪器设备对被检对象的物理量及其在光、热、机械、电、磁、辐射、声等作用下所表现的物理性能和机械性能进行检测的方法。5（4）化学分析法：利用化学试剂和试验仪器用一定的方法对被检对象的化学组份及含量进行测定的方法。（5）生物法：微生物检验、生物试验、生化试验。（6）试验性使用：观察和测试被检对象在实际使用或设定条件下性能性状变化的方法。6检测方法检测方法检验方法检验方法感官感官目视检测（直接目视检测、间接目视检测、透光目视检测）、锤击

3、检查宏观检测等度量衡度量衡焊缝检验尺检查、游标卡尺测量、钢板（卷）尺、样板检查、内径伸缩尺、线坠检查、塞尺直线度、水平仪、经纬仪、全站仪受热面管胀粗检验方法等物理物理超声波测厚、射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、TOFD、超声导波、金相检验高温部件测厚集中下降管角焊缝超声检测合金材料鉴别方法金属材料老化判定氧化皮测厚与寿命评估氧化皮堆积量测量方法等化学化学金属材料湿法分析、看谱分析、直读光谱、荧光光谱金属材料成分光谱分析方法垢样分析、腐蚀产物分析等生物生物/试验试验压力试验水压试验、能效测试等71、受热面管胀粗检验方法受热面管胀粗检验方法2、金相检验方法金相检验方法3、氧化皮测厚与寿命

4、评估方法氧化皮测厚与寿命评估方法4、氧化皮堆积量测量方法氧化皮堆积量测量方法5、光谱分析方法光谱分析方法6、全站仪测量方法全站仪测量方法7、高温部件测厚方法高温部件测厚方法8、TOFD检测方法检测方法9、垢样分析方法垢样分析方法10、集中下降管角焊缝超声检测方法集中下降管角焊缝超声检测方法81.检验的目的胀粗：锅炉受热面管子既要承受高温，又要承受很高的压力，长时间的运行，使管子的外径超出原设计管子的外径，这一现象称为胀粗。目的：监督锅炉受热面管的蠕变变形程度。9 （1 1）定距卡规测量法。）定距卡规测量法。 定距卡规是根据受热面各种管子的不同规格，加工制定距卡规是根据受热面各种管子的不同规格，

5、加工制造出一批尺寸固定的卡规，每一种尺寸的管子，根据其管造出一批尺寸固定的卡规，每一种尺寸的管子，根据其管子材质的不同制作出多种尺寸的卡规。最大值卡规是根据子材质的不同制作出多种尺寸的卡规。最大值卡规是根据奥氏体不锈钢受热面管胀粗量不超过公称直径的奥氏体不锈钢受热面管胀粗量不超过公称直径的4.54.5或或碳钢管最大胀粗不超过碳钢管最大胀粗不超过3.53.5或合金钢管最大胀粗不超过或合金钢管最大胀粗不超过2.52.5或或9 91212CrCr钢受热面管胀粗量不超过公称直径钢受热面管胀粗量不超过公称直径1.21.2的规定而制作的，用最大值卡规，根据管子的材质的规定而制作的，用最大值卡规，根据管子的

6、材质进行管子外径测量，可以判断管子的胀粗是否超过规定值。进行管子外径测量，可以判断管子的胀粗是否超过规定值。10特点：采用定距卡规测量受热面管子是否超过规定，具有效率高，检查速度快。11（2）游标卡尺测量法 用游标卡尺对受热面的各种管子易于烧胀或磨损的部位进行测量，在实际操作中，一般对过热器或再热器管子壁温的最高区域进行测量，用以验证管子是否胀粗、磨损或腐蚀。特点：将受热面管子测量部位及其测量结果记录在案，以便与下次检修时在同一部位进行测量得出的数值进行比较，来判断受热面管子易于烧胀部位的烧胀趋势，作为以后检修的依据。12锅炉内部检验进行张粗测量的部位：水冷壁管：折焰角区域水冷壁管、顶棚水冷壁

7、管、包墙水冷壁管、凝渣管。 过热器和再热器管：高温出口段管子。13电站锅炉部件存在以下缺陷，应当对相关部件及时安排进行更换：碳钢受热面管胀粗量超过公称直径的3.5，低合金钢受热面管胀粗量超过公称直径的2.5，912Cr钢受热面管胀粗量超过公称直径1.2，奥氏体不锈钢受热面管胀粗量超过公称直径的4.5，管道胀粗量超过公称直径的1；141.检验目的（1）检验和评定锅炉高温部件或材料在运行中的老化和损伤程度。是锅炉定期检验的重要方法之一；（2）检验和评定锅炉事故部件或材料在事故后损伤程度，分析推测事故原因。15 金相分析是人们通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方

8、法。显微组织是指如晶粒、夹杂物以及相变产物等特征组织。 161） 金相显微镜的成象原理人眼对客观物体细节的鉴别能力是很低的，一般是在0.150.30mm间。因此，观察物体的显微形貌，必需藉助显微镜。显微镜放大的光学系统由两级组成。17第一级是物镜，细节第一级是物镜，细节AB通过物通过物镜得到放大的倒立实角镜得到放大的倒立实角AB。AB的细节虽已为被区分开，但的细节虽已为被区分开，但其尺度仍很小，仍不能为人眼其尺度仍很小，仍不能为人眼所鉴别，因此，还需第二次放所鉴别，因此，还需第二次放大。大。第二级放大是通过目镜来完成第二级放大是通过目镜来完成。 当经第一级放大的倒立实象当经第一级放大的倒立实象

9、处于目镜的主焦点以内时，人处于目镜的主焦点以内时，人眼可通过目镜观察到二次放大眼可通过目镜观察到二次放大的的AB的正立虚象。观察物体的的正立虚象。观察物体的细节经物镜放大后的实象落到细节经物镜放大后的实象落到目镜主焦点以内后，人眼观察目镜主焦点以内后，人眼观察可看到经两次放大后的虚象。可看到经两次放大后的虚象。 AB 虚象就是经物镜和目镜虚象就是经物镜和目镜两次放大后的组合物象。两次放大后的组合物象。18显微镜总的放大倍数1920磨制抛光浸蚀镶嵌取样磨制抛光浸蚀观察砂纸磨抛光液抛光机浸蚀剂吹风机酒精清洗水清洗水清洗吹干显微镜211）检验时不会破坏被检物；2）检验时一般不受物件大小限制。22（1

10、）珠光体（2）石墨化（3）蠕变孔洞和裂纹（4）氧化皮厚度2324过热器、再热器集箱和集汽集箱912Cr系列钢材料制造集箱环焊缝、热影响区和母材、同级过热器和再热器进口、出口集箱的环焊缝、热影响区和母材。912Cr钢材料制造的主蒸汽管道、再热蒸汽热段管道和蒸汽主要连接管道对接焊接接头和弯头(弯管)。25电站锅炉部件存在以下缺陷，应当对相关部件及时安排进行更换：(3)高温过热器管和高温再热器管表面氧化皮厚度超过0.6mm，而且晶界氧化裂纹深度超过35个晶粒；(5)碳钢、钼钢的石墨化程度达到4级以上； (6)已经产生蠕变裂纹或者疲劳裂纹。26DL/T 884-2004 火电厂金相检验与评定技术导则D

11、L T 674-1999 火力发电厂用20号钢珠光体球化评级标准DL T 773-2001火电厂用12Cr1MOV钢球化评级标准DL T 787-2001火电厂用15CrMo钢珠光体球化评级标准27DL T 786-2001碳钢石墨化检验及评级标准DL T 818-2002低合金耐热钢碳化物相分析技术导则281.检验目的通过锅炉管寿命诊断主动预防因过热所导致的爆管。29（1）机理一定材料的高温锅炉管内壁氧化层的增长厚度与其在该段服役期内的当量金属温度满足相应的方程式，如（1）、（2）： 30高温锅炉管的寿命诊断正是基于当量金属温度及运行应力的Larson-Miller公式（3）： 31考虑各管

12、段在今后的使用中由于氧化、磨损或腐蚀将使壁厚明显减薄，它所导致的应力升高改变了原有的蠕变速率，会造成实际寿命缩短。因此，理论计算寿命的诊断是采用考虑壁厚减薄率的经验公式(4)： 321）超声波氧化层测量：设备由超声脉冲发生/接收器、示波器及高频探头组成。示波器上显示的金属/氧化层界面及氧化层背面的射频回波。示波器可同时测量超声波在管壁金属中的传播时间和在氧化层中的传播时间，再按试验测出的氧化层超声波声速求得内壁氧化层厚度。超声波在钢中的传播速度是一定的，因而很容易由超声波在管壁金属中的传播时间来计算剩余金属层壁厚。 332）金相法：用车床车光被测管的横断面，用金相显微镜直接测量。34（2）特点

13、1）快速测算；2）需要材料数据库资料。35（1）TubeAlertSM 管内壁氧化皮厚度测定系统，采用美国APTECH公司TubeAlert系统及相关技术，设备由超声脉冲发生/接收器、示波器及高频探头组成。示波器可同时测量超声波在管壁金属中的传播时间和在氧化层中的传播时间，再依据超声波在氧化层和金属层中的传播速度求得内壁氧化层厚度和剩余壁厚。36再配合温度及寿命评估软件，即可快速给出所测各管段的寿命诊断结果。自动根据氧化皮测量厚度计算管壁当量温度及剩余使用寿命，生成电子表格检测报告、跨炉膛剩余蠕变寿命分布表格、沿管排或管列管壁厚度测量结果分布图、跨炉膛管排管子温度分布图、管子预计剩余使用寿命图

14、和管壁当量温度和管壁氧化皮厚度关系图。做出设备处理（继续运行、修理、替换）决定。371.目的：快速有效地检测电厂锅炉不锈钢管内部氧化皮剥落堆积状况，排除不锈钢管氧化皮过多而导致爆管；另一方面还可以通过不锈钢管内部氧化皮的检测，给锅炉不锈钢管的整体氧化腐蚀状态提供有效的数据支持，从而帮助实现对锅炉的安全评估。38（1）机理火力发电机组锅炉中比较普遍使用了耐高温、抗腐蚀性能更好的不锈钢来制造过热器、再热器管。经过较长时间运行，管道内部还是不可避免地产生氧化。所产生的氧化皮达到一定厚度（0.1mm）后，在温度波动、特别是停炉、启炉时，容易因为热应力剥落,堆积在管弯头部位。它们对于锅炉的安全运行造成多

15、方面的危害，最严重时会直接导致管道在加热时发生爆裂。3940过热器和再热器氧化皮脱落一直是管子堵塞和汽轮机冲蚀的一个主要原因。国内外检查的方法主要有两种：一是传统的射线拍片,二是通过磁性测量来确定氧化皮大致的堆积量。对管子进行射线拍片，这种方法费时费力,检验周期长。采用磁性测量检测氧化皮堆积量缺点是对少量存在的氧化皮不敏感,需要一定的堆积量才有反应,而且受内壁附着氧化皮磁性等较多干扰因素影响,检测稳定性差,重复性差。 41审查氧化皮剥落堆积检查记录或者报告，是否记载有氧化皮剥落严重堆积的情况；4243 根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析。4445光分析法光谱分

16、析法非光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法原子吸收光谱原子发射光谱原子荧光光谱X射线荧光光谱折射法圆二色性法X射线衍射法干涉法旋光法紫外光谱法红外光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法核磁共振波谱法1.目的（1）金属材料和焊接接头合金成分鉴别；（2）金属材料和焊接接头合金成分复验。46（2）检测机理与特点1）看谱镜直接用眼睛观测谱线强度，用于定性或半定量成分分析。4748特点：设备成本低；效率低；操作者有一定经验。492）便携式便携式直读光谱仪一般采用电火花,电弧的方式对样品进行激发，由光电倍增管或CCD检测器检测出谱线，已电信号或含量读数的形式显示。5051特点：激发枪可以应用火花光源，用于包

17、括C元素 在内合金的成分分析，也可以使用电弧光源用于材料分选和牌号鉴别。选用特殊设计的小光学系统可分析钢中的P，S等；CCD可以接收分析波长范围的全部元素谱线，具有一定的精度和稳定性； 不宜代替普通化学分析法对合金成分进行仲裁。523）x射线荧光光谱仪机理：X-射线荧光光谱法，是用X-射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发出二次谱线(X-荧光)。借助高分辨率敏感半导体检测器与多道分析器将未色散的X-射线按光子能量分离X-射线光谱线，根据各元素能量的高低来测定各元素的量。5354特点：分析的元素范围广；荧光X射线谱线简单，相互干扰少，样品不必分离，分析方法比较简便；分析浓度范围较宽,从常

18、量到微量都可分析；分析样品不被破坏，分析快速，准确，便于自动化。不能进行非金属元素分析。55特点：手持重量轻；有辐射。56锅炉监督检验 锅筒、汽水(启动)分离器、分离器储水箱、集箱类部件含减温器、分汽(水、油)缸 对合金钢材质安装焊接接头进行化学成分光谱分析检查，每种部件检查比例至少5(B类)57受热面(包括水冷壁、对流管束、过热器、再热器、省煤器等)及其附件对合金钢材质安装焊接接头进行化学成分光谱分析检查，每种部件抽查比例至少1(B类)；锅炉范围内管道、主要连接管道对合金钢材质安装焊接接头进行化学成分光谱分析检查，抽查比例至少1(B类)；58DL/T 991-2006 电力设备金属光谱分析技

19、术导则591.目的精确测量设备安装的方位；精确测量钢架、板梁的变形。60全站仪，即全站型电子速测仪。它是随着计算机和电子测距技术的发展，近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，而且也能测距，并且测量的距离长、时间短、精度高。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或称全站仪。61（1）机理全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。6263全站

20、仪简单地说就是水准仪、经纬仪、测距仪及测量软件功能的结合。可以测目标高度测目标夹角和高度角测距离可以按仪器设计的功能计算64坐标放样坐标测量边角放样对边测量悬高测量直线放样面积测量后方交会高程传递相对直线坐标坐标正反算相对直线放样线路放样断面测量地形测量65读数头测角测角：提供水平角（HAR）和竖直角(VA)测距头测距测距：提供水平距离(HD)和高差(VD) Z目 标 点目 标 点斜 距天 顶 距平 距仪 器 高坐 标 方 位 角EN测 站 点 （ N 0 , E 0 , Z 0 ）66H 2V 2测 站目 标 点 （ P 2 ）起 始 点 （ P 1 ）目 标 点 （ P 3 ）S 2% 2

21、% 1S 1V 1H 1测点基线测点到基线的垂直距离偏距（水 平方向）长度偏离测点终点起点剖视抽查大板梁，是否有明显变形；首次检验抽查大板梁挠度，是否大于大板梁长度的1/850，以后每隔5万小时检查一次；671.目的必要时在一定高温条件下测厚。6869（1）原理在固体介质中，当不考虑边界影响时，声速由密度、弹性模量E和泊松比决定：CL=CS= =式中G 刚性模量或称剪切弹性模量材料的弹性模量随温度升高而减小，不同温度下的超声波声速将发生变化，随弹性介质温度的升高，超声波的传播速度降低。当钢的温度低于500时，纵波声速随温度变化率平均约为0.5m/s 。 2111E12EG70测量VT/V常温V

22、T高温环境下声速V常温常温环境下声速测量仪器显示的厚度值（2）特点：高温环境下测厚，需采用特殊设计，具有耐高温元件的仪器，专用高温探头装置和高温专用耦合剂；在温度升高时，需要对厚度读数进行校正，经常使用的经验法则如下：温度升高时，对钢来说，其测得的壁厚值是偏高的（即过厚），每55增加大约1%厚度。71（3）测厚仪读数不稳定；在测厚仪读数不稳定或者无读数的时候，一般在探头与高温部位接触的时间不超过10秒。每次测量完后都要让探头冷却到常温再进行第二次测量。可以重复测量，使测厚仪显示稳定读数。72衍射时差法超声检测技术（Time of Flight Diffraction Technique， TO

23、FD）依靠超声波与缺陷尖端或端部相互作用后，而发出的衍射波来检测缺陷并对缺陷进行定位、定量的一种无损检测技术。TOFD技术是一种基于衍射信号实施检测的技术。731.目的提高缺陷检出率对缺陷自身高度进行定量74752.检测原理与特点检测原理与特点（1）原理：）原理：裂纹衍射波衍射波入射波反射波衍射现象衍射现象裂纹的上下端点都裂纹的上下端点都可以产生衍射波。可以产生衍射波。 衍射波信号比反射衍射波信号比反射波信号弱得多，且波信号弱得多，且向空间的各个方向向空间的各个方向传播，即没有明显传播，即没有明显的指向性的指向性。图图1.1 裂纹端点衍射波示意图裂纹端点衍射波示意图76发射探头接收探头直通波上

24、端点下端点底面反射信号双探头的优点：双探头的优点：(1) 可避免镜面反射信号掩盖可避免镜面反射信号掩盖衍射波信号，从而在任何情衍射波信号，从而在任何情况下都能很好地接收端点衍况下都能很好地接收端点衍射波信号，射波信号，(2) 测定反射体的准确位置和测定反射体的准确位置和深度，深度，(3) 易于实现大范围扫查，快易于实现大范围扫查，快速接收大量信号。速接收大量信号。双探头系统是双探头系统是TOFD技术的技术的基本配置和特征。基本配置和特征。 7712341）一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域（除上下表面盲区），检测效率高；2）可靠性要好，对于焊缝中部缺陷检出率高；3）对缺陷的走向不敏感；4）可以识

25、别向表面延伸的缺陷；785）对缺陷垂直方向的定量和定位非常准确；6）和脉冲反射法相结合时检测效果更好；7）TOFD图像更有利于缺陷的识别和分析。8）TOFD仪器能全过程记录信号，长久保存数据，能高速进行大批量信号处理9）TOFD技术除了用于检测外，还可用于缺陷扩展的监控，对裂纹高度扩展的测量精度可高达0.1mm。7913）不适合于T型焊缝检测；14）近表面存在盲区，对该区域检测可靠性不够9）对缺陷定性比较困难10）横向缺陷检出比较困难；11）对粗晶材料，检出比较困难；12）对复杂几何形状的工件比较难测量。80适合主蒸汽管道焊缝检测。8182TOFD检测仪器情况检测仪器情况国外产品1、以色列、以

26、色列Sonotron NDT公司产品公司产品Isonic2005型、型、2008型检测仪型检测仪2、加拿大R/D Tech公司产品公司产品Omnisacn MX TOFD检测检测仪仪3、美国物理声学公司（、美国物理声学公司（PAC）公司）公司4、美国、美国AIS公司公司NB2000-MC八通道超声波检测设备引进八通道超声波检测设备引进国内国内国内产品国内产品1、武汉中科创新公司于、武汉中科创新公司于2005年研制了年研制了HS800便携式便携式TOFD超声波检测仪，超声波检测仪，2008年年7通道的仪器已经投入了通道的仪器已经投入了检测市场检测市场2、南通友联公司开发了、南通友联公司开发了PX

27、UT-900便携式便携式TOFD检测仪，检测仪，该仪器具有三种操作模式、该仪器具有三种操作模式、U盘恢复等优点。盘恢复等优点。83发射探头接收探头直通波裂纹衍射波底面反射横波dD2S84TOFD声场中的A扫信号发射探头接收探头直通波直通波LW上端点上端点下端点下端点底面反射波底面反射波BW85上表面上表面下表面下表面B扫扫直通波直通波这种扫查会产生典型的这种扫查会产生典型的 反向抛物线反向抛物线当探头相对于当探头相对于缺陷对称时时缺陷对称时时间最短间最短 。86yyxz2343412265789内部埋藏缺陷8788国家能源局于国家能源局于2010年年8月月27日发布了日发布了NB/T47013.10-2010 （JB/T4730.10）第第10部分：衍射时差法超声检测，该标准于部分：衍射时差法超声检测，该标准于 2010年年12月月15日实施。日实施。1.目的：通过测量垢量和分析垢样成分，可为分析设备缺陷原因、查找水汽系统有害离子污染源、验证相关在线检测仪表准确性提供重要依据。89（1）垢量测定90垢和腐蚀产物分析的工作步骤和总