伍洲聞，程寒亮

在對火電廠各個生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面檢查和安全監(jiān)測的過程中，需要對不同類型的儀器設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有序篩選，并保障金屬部件和非金屬部件能夠正常使用。金屬部件的表面缺陷問題主要源于原材料質(zhì)量不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)、焊接操作質(zhì)量較低等核心技術(shù)因素，因此會逐步凸顯應(yīng)力集中的狀態(tài)以及力學(xué)結(jié)構(gòu)，還會直接關(guān)聯(lián)到各類生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的正常運行狀態(tài)。

1 火電廠金屬部件的主要應(yīng)用位置

1.1 超臨界直流鍋爐

超臨界直流鍋爐，是很多火電廠中普遍應(yīng)用的熱能裝置之一，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)流調(diào)壓等自動控制功能，并能夠顯著降低對周邊環(huán)境的影響程度。但是在超臨界直流鍋爐設(shè)備的實際使用過程中，會經(jīng)常出現(xiàn)較多系統(tǒng)故障問題，與其內(nèi)部金屬部件有關(guān)，例如給水溫度的突變、鍋爐受熱面泄漏爆破、蒸汽溫度過高、鍋爐內(nèi)部燃料品質(zhì)失衡等問題，會直接關(guān)聯(lián)到鍋爐設(shè)備的正常使用狀態(tài)以及熱能轉(zhuǎn)換效率。在火電廠企業(yè)中，超臨界直流鍋爐設(shè)備的生產(chǎn)效率以及實際功率等核心技術(shù)參數(shù)并不完全穩(wěn)定，還會直接影響到鍋爐設(shè)備與發(fā)電機組之間的連接強度。此類鍋爐設(shè)備內(nèi)部金屬部件普遍集中在安裝連接以及焊接位置上，對各項機械系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)功能造成一定影響。尤其在自動化以及智能化的超臨界直流鍋爐設(shè)備中，各類金屬部件能夠呈現(xiàn)不同的使用功能和性能指標(biāo)參數(shù)，還會對蒸汽壓力和環(huán)境壓力等數(shù)據(jù)參數(shù)產(chǎn)生一定影響。部分火電廠在研發(fā)與應(yīng)用超臨界直流鍋爐設(shè)備的過程中，會對其中部分金屬部件進(jìn)行表面缺陷檢查以焊接強度檢驗等工作，也能夠精準(zhǔn)把控鍋爐設(shè)備內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換效率。

1.2 汽動引風(fēng)機

在火力發(fā)電廠中，汽動引風(fēng)機設(shè)備的應(yīng)用也非常廣泛，但是也會出現(xiàn)較多設(shè)備故障問題，與金屬部件直接相關(guān)，例如軸承異常升溫故障問題、葉片卡澀故障問題以及振動故障問題等等。很多火力發(fā)電廠企業(yè)在引進(jìn)較多熱能動力裝置以及發(fā)電機組設(shè)備的過程中，很容易忽略某一類別機器設(shè)備內(nèi)部金屬部件的具體使用功能以及質(zhì)量性能評估指標(biāo)等內(nèi)容，因此在實際生產(chǎn)管理過程中，也容易出現(xiàn)較多機械和電氣故障問題，對不同生產(chǎn)機器設(shè)備的正常運行狀態(tài)造成嚴(yán)重的影響。在對汽動引風(fēng)機設(shè)備進(jìn)行故障檢修操作的過程中，需要對金屬軸承和其他金屬部件進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗和無損檢測，才能夠充分保障熱能動力裝置與發(fā)電機組之間的精準(zhǔn)連接狀態(tài)。若汽動引風(fēng)機設(shè)備所處的運行環(huán)境存在較多不穩(wěn)定的環(huán)境因素和人為誤操作因素，則可以有序進(jìn)行安全檢查和應(yīng)急處理等工作。若汽動引風(fēng)機設(shè)備的內(nèi)部金屬部件存在表面缺陷例如裂縫和斷裂等問題，則需要及時采取更換維修等措施，避免影響到汽動引風(fēng)機設(shè)備的正常使用壽命。根據(jù)汽動引風(fēng)機設(shè)備的額定功率以及模擬運行狀態(tài)，在對其內(nèi)部金屬部件進(jìn)行集中檢修操作的過程中，需要盡量排查周邊環(huán)境中是否存在較多灰塵和煤塵，以免出現(xiàn)爆炸等安全責(zé)任事故。

1.3 汽動給水泵

在眾多熱力發(fā)電廠中，汽動給水泵是非常關(guān)鍵的給水設(shè)備之一，但是在實際運行過程中，也會存在較多故障問題，與其內(nèi)部金屬部件的實際應(yīng)用參數(shù)有關(guān)，例如運行效率降低以及振動過大等現(xiàn)象，都與設(shè)備內(nèi)部金屬部件存在磨損有關(guān)。很多火電廠企業(yè)的生產(chǎn)車間普遍存在較多噪聲以及空氣污染問題，與汽動給水泵設(shè)備的實際運行效率降低有關(guān)，在對給水流量以及壓力參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的過程中，需要盡量避免出現(xiàn)較多環(huán)境污染物，例如被污染的水資源等等，會直接影響到設(shè)備內(nèi)部各類金屬部件的傳導(dǎo)性以及抗氧化性。部分軸承以及焊接處的金屬部件，對設(shè)備外部環(huán)境因素非常敏感，若金屬部件和非金屬部件普遍存在較多損傷現(xiàn)象以及調(diào)參故障等問題，不僅會直接影響到鍋爐設(shè)備的正常運行狀態(tài)，還會對周邊人員和環(huán)境造成一定影響。若汽動給水泵設(shè)備內(nèi)部金屬部件失靈或者磨損過大，除卻更換金屬部件之外，也需要對汽動給水泵內(nèi)部不同功能系統(tǒng)進(jìn)行全面的安全檢查，避免影響到各個功能系統(tǒng)之間的銜接質(zhì)量以及自動控制精度。除此之外，汽動給水泵設(shè)備中的各類金屬部件，若在完成焊接固定操作之后設(shè)備運行效率并未得到改善，還需要全面排查設(shè)備內(nèi)部是否存在較多煤塵和灰塵。

2 火電廠金屬部件的表面缺陷檢測要點

2.1 檢測要求

在火電廠中，根據(jù)金屬部件的不同應(yīng)用位置以及具體使用功能，可以適用于不同的表面檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尤其對于原材料自身缺陷因素以及焊接工藝缺陷因素等情況，需要及時采用科學(xué)有效的檢測技術(shù)方案，才能夠及時確定后續(xù)儀器設(shè)備的運行維護(hù)工序。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定，在對金屬部件進(jìn)行焊接質(zhì)量檢測工作的過程中，需要對焊接前、焊接中以及焊接后三個核心階段進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，可以選用無損檢測技術(shù)方法，對高溫高壓條件進(jìn)行嚴(yán)格管控。為充分保障金屬部件的完整性以及安全可靠性，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定要求，需要對焊接和熱處理工序進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，可以利用滲透檢測以及磁粉檢測技術(shù)方法，快速輸出精準(zhǔn)的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果。很多火電廠中的金屬部件實際應(yīng)用位置和功能性能指標(biāo)參數(shù)相對比較特殊，因此也會間接約束和限制各項無損檢測技術(shù)方法的實際應(yīng)用效果，但是可以根據(jù)近距離無損檢測技術(shù)方案的具體應(yīng)用流程，對標(biāo)檢測工件表面可能存在的質(zhì)量缺陷問題以及安全隱患因素，才能夠及時采取相應(yīng)的解決方案。

2.2 檢測機器設(shè)備

不論選用何種檢測機器設(shè)備，在對火電廠金屬部件進(jìn)行表面缺陷檢測以及性能檢測的過程中，需要保障某類機器設(shè)備的實際運行功率以及操作參數(shù)在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍之內(nèi)。專業(yè)的無損檢測技術(shù)方法，所對應(yīng)的檢測機器設(shè)備，能夠?qū)x表精度、主儀器性能以及輔助器材進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，并保障儀器設(shè)備的檢修和保養(yǎng)工序符合日常應(yīng)用需求。若某類無損檢測機器設(shè)備的精度參數(shù)并不符合實際要求，則需要及時進(jìn)行校驗操作，避免影響到金屬部件的表面缺陷檢測結(jié)果以及性能指標(biāo)結(jié)果的精確度以及可靠性。根據(jù)專業(yè)檢測機器設(shè)備所顯示的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以對某類金屬部件的基準(zhǔn)值進(jìn)行嚴(yán)格比對和統(tǒng)計分析，并嚴(yán)格檢驗檢測儀器設(shè)備是否存在較大數(shù)據(jù)誤差，將多次檢測結(jié)果的有效性和合理性進(jìn)行全面檢驗和客觀統(tǒng)計分析。除此之外，在火力發(fā)電廠中，相關(guān)人員需要對專業(yè)檢測儀器設(shè)備進(jìn)行定期檢修和保養(yǎng)管理，并將其置于安全穩(wěn)定的貯存環(huán)境之中，避免其影響到不同批次金屬部件的質(zhì)量檢測工作進(jìn)展。

2.3 檢測物料和人員

在對火電廠金屬部件進(jìn)行全面質(zhì)量和性能檢測工作的過程中，需要詳細(xì)劃分檢測物料以及人員組合，并對待檢測項目進(jìn)行編碼統(tǒng)計，例如金屬部件的機械性能、元素測定、無損檢測以及金相分析等相關(guān)內(nèi)容，并根據(jù)不同類別金屬部件以及生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備，詳細(xì)標(biāo)定檢測物料的具體編碼形式，將其分配給檢測人員小組。若在無損檢測操作的過程中，充分運用磁粉、載液以及磁懸液等物料，則需要嚴(yán)格按照國家規(guī)定和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行物料采購工作，并保障金屬部件的實際使用條件符合預(yù)期檢測要求。在對各類金屬部件進(jìn)行表面缺陷檢測以及內(nèi)部性能檢測操作的過程中，需要對待檢測物料和已完成檢測物料進(jìn)行詳細(xì)分類，避免出現(xiàn)物料混淆等情況。在火電廠中，專業(yè)的檢測人員，需要具備一定安全意識和環(huán)保意識，并充分重視每項重復(fù)的金屬部件檢測操作流程和關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)等相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)專業(yè)檢測人員的具體操作程序，能夠?qū)ξ锪线M(jìn)行安全存放，也能夠及時判斷和識別金屬部件的狀態(tài)是否正常，還能夠協(xié)助火電廠企業(yè)及時篩選出原材料不合格的金屬部件采購批次。

2.4 檢測環(huán)境

在實際的金屬部件表面檢測過程中，除了以上質(zhì)量控制因素外，還有一大質(zhì)量控制因素，即環(huán)境因素。金屬部件表面檢測的環(huán)境因素主要包括光照環(huán)境和溫度環(huán)境。在執(zhí)行磁粉檢測程序時，如果在實際檢測過程中環(huán)境溫度過低，則容易造成磁懸液凝固甚至結(jié)冰。針對這種情況，如果改善溫度環(huán)境較為困難，可采取向磁懸液添加防凍液的方法來減小其凝固可能性。相反，如果環(huán)境溫度過高，磁懸液敏感度會顯著下降，進(jìn)而影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在執(zhí)行滲透檢測程序時，如果環(huán)境溫度過高，則可能使?jié)B透液在檢測過程中出現(xiàn)干涸，進(jìn)而造成滲透液無法回滲，最終影響到檢測結(jié)果準(zhǔn)確性。因此，對于火電廠而言，保障專業(yè)檢測環(huán)境和設(shè)備操作環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性，是有效提升金屬部件缺陷檢測質(zhì)量的關(guān)鍵點，也能夠進(jìn)一步約束不規(guī)范檢測行為的產(chǎn)生。在全面管控金屬部件檢測環(huán)境參數(shù)的過程中，專業(yè)檢測人員需要對光照傳感器以及溫度傳感器設(shè)備所采集到的各項數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行動態(tài)統(tǒng)計分析，并將數(shù)據(jù)結(jié)果同步到電子顯示屏上，協(xié)助檢測人員判斷和識別檢測環(huán)境中的不穩(wěn)定和不安全因素，為提升檢測效率奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 火電廠金屬部件的相控陣超聲檢測方法

3.1 相控陣超聲檢測技術(shù)概述

很多火力發(fā)電廠在研發(fā)與應(yīng)用各項生產(chǎn)輔助設(shè)備和檢測設(shè)備的過程中，不能夠完全實現(xiàn)對金屬部件的缺陷檢測以及質(zhì)量性能檢測目標(biāo)，尤其在實際投入使用過程中，不能夠精準(zhǔn)定位金屬部件的具體缺陷和故障產(chǎn)生原因，因此會嚴(yán)重影響各類金屬部件的正常使用狀態(tài)，還會增加金屬部件材料的重復(fù)購置成本費用。相控陣超聲檢測技術(shù)方法，能夠?qū)Ω黝惔龣z測金屬部件的表面和內(nèi)部缺陷因素進(jìn)行精準(zhǔn)定位和識別分析，并能夠?qū)饘俨考母黜棇傩詤?shù)進(jìn)行有效檢驗，確保不同類別金屬部件的功能和性能指標(biāo)符合實際生產(chǎn)需求。但是在實際應(yīng)用相控陣超聲檢測技術(shù)方法的過程中，需要對陣列晶片探頭尺寸以及聲束發(fā)射角度范圍進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)置，才能夠確保各類信號發(fā)射頻率以及接收吸收比例的穩(wěn)定性?；痣姀S在運用此項超聲檢測技術(shù)方法的過程中，能夠顯著提升金屬部件表面和內(nèi)部缺陷因素的整體檢出率，也能夠為火電廠生產(chǎn)技術(shù)人員提供安全可靠的設(shè)備故障檢修和維護(hù)保養(yǎng)策略。根據(jù)相控陣超聲檢測設(shè)備輸出的具體數(shù)據(jù)結(jié)果，儀器設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更強大的數(shù)據(jù)存儲和可視化分析功能，并對各類金屬部件的實際應(yīng)用質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測分析和量化統(tǒng)計。

3.2 大管徑對接環(huán)焊縫檢測

在石油化工行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，大管徑對接環(huán)焊縫檢測技術(shù)方法的廣泛應(yīng)用，能夠有效檢驗金屬管道表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷因素和安全隱患因素，也被應(yīng)用在火電廠的生產(chǎn)質(zhì)量檢測等關(guān)鍵環(huán)節(jié)之中。在對火電廠再熱管道的具體規(guī)格和材料類別進(jìn)行詳細(xì)分類的過程中，能夠?qū)ΤＲ?guī)超聲探頭和相控陣超聲探頭所得出的缺陷參數(shù)結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格比對，缺陷問題的整體檢出率有所提升，并對超聲探頭檢測角度進(jìn)行了全面的校驗，還能夠?qū)?shù)據(jù)結(jié)果及時同步到計算機系統(tǒng)設(shè)備之中。在對大管徑對接環(huán)焊縫進(jìn)行缺陷檢測和內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢測的過程中，雖然焊縫表面基本平整，但是其內(nèi)部金屬元素的排布形式并不完全規(guī)則，也能夠提供更加精準(zhǔn)的缺陷檢測參數(shù)結(jié)果。相控陣超聲檢測技術(shù)方法的有效應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升各個典型缺陷參數(shù)的精確度和可靠性，能夠從周向位置、焊縫深度、水平位置、周向?qū)挾?、縱向?qū)挾纫约八綄挾鹊雀鱾€類別中詳細(xì)劃分金屬部件的具體缺陷程度。針對大管徑對接環(huán)焊縫進(jìn)行缺陷檢測的過程中，需要對焊縫位置是否存在夾渣以及裂紋等缺陷因素進(jìn)行精準(zhǔn)定位識別以及統(tǒng)計分析，并綜合判斷不同檢測位置的金屬部件是否具有可用性。

3.3 高中壓汽輪機隔板檢測

在火電廠中，汽輪機是被廣泛應(yīng)用的核心生產(chǎn)動力設(shè)備之一，因此需要對其內(nèi)部金屬部件進(jìn)行整體質(zhì)量以及性能檢測，才能夠確保其實際生產(chǎn)質(zhì)量和運行狀態(tài)參數(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。其中在對高中壓汽輪機進(jìn)行隔板檢測操作的過程中，核心檢測區(qū)域為隔板外環(huán)與葉片圍帶之間的主焊縫，并且主焊縫的深度和寬度相對較大，非常容易出現(xiàn)未熔合等典型缺陷問題。尤其在對各類生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行全面安全檢查的過程中，此類檢測區(qū)域非常容易被忽略，因此在對汽輪機隔板區(qū)域進(jìn)行金屬部件缺陷檢測操作的過程中，需要對此類面積型缺陷問題進(jìn)行集中解決，對相控陣超聲發(fā)射裝置的入射角度要求相對較高。若檢測面與主焊縫存在一定偏差角度，在選用常規(guī)檢測裝置的過程中，很多超聲信號會難以被接收和識別分析，從而降低了金屬部件的靈敏度。相控陣超聲檢測的聲束覆蓋范圍大，具有角度可調(diào)和動態(tài)聚焦的特點，較常規(guī)超聲接收回波信號能力較強，對面積型缺陷檢出率較高。

3.4 受熱面小徑管焊縫檢測

在火電廠中，受熱面小徑管材料能夠被廣泛應(yīng)用在各類生產(chǎn)工序之中，其輕量級以及容易安裝配置等獨特應(yīng)用優(yōu)勢，能夠及時減少發(fā)電機組的能量轉(zhuǎn)換次數(shù)，但是很容易出現(xiàn)爆管泄漏等常見的質(zhì)量通病問題以及缺陷因素，能夠直接影響到發(fā)電機組的非計劃停運狀態(tài)。受熱面小徑管的焊縫檢測工序是非常關(guān)鍵的，需要對焊縫表面以及內(nèi)外壁進(jìn)行無損檢測操作，才能夠及時排查各項安全隱患因素和質(zhì)量通病問題。在應(yīng)用相控陣超聲檢測技術(shù)方法的過程中，需要對探頭檢測角度以及聚焦深度進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整，保障檢測區(qū)域能夠涵蓋全部焊縫，還能夠及時穿過兩個小徑管之間的縫隙，減少檢測盲區(qū)數(shù)量。因此在對部分火電廠過熱器的受熱面對接焊縫進(jìn)行相控陣超聲檢測操作的過程中，缺陷問題主要集中在兩管并排之間的焊縫位置上，并且基本屬于未熔合缺陷問題。因此在對各類金屬部件的焊縫位置進(jìn)行全面缺陷和性能檢測的過程中，需要檢測角度以及聚焦深度等數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行適度調(diào)整。

3.5 汽輪機葉根檢測

在很多火電廠中，汽輪機是非常關(guān)鍵的熱能動力裝置，也能夠直接銜接各類發(fā)電機組裝置設(shè)備等技術(shù)資源，因此在對汽輪機葉根部位進(jìn)行金屬部件缺陷檢測操作的過程中，需要對容易出現(xiàn)斷裂問題的檢測區(qū)域進(jìn)行重點標(biāo)記和排查，確保各類缺陷因素能夠被精準(zhǔn)定位和識別分析。尤其在第一和第二齒內(nèi)的凹陷位置處，葉片結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，常規(guī)的超聲探頭不能夠放置在此類區(qū)域之內(nèi)，很容易遺漏較多缺陷因素，因此在應(yīng)用相控陣超聲檢測技術(shù)的過程中，可以對實際檢測面進(jìn)行動態(tài)模擬和分析，減少檢測盲區(qū)和死角。在應(yīng)用相控陣超聲檢測探頭的過程中，需要對不同齒的內(nèi)凹部位進(jìn)行精準(zhǔn)定位和識別分析，并對檢測面的具體位置參數(shù)進(jìn)行同步采集，及時識別和統(tǒng)計分析裂紋缺陷問題，全面展現(xiàn)葉根部位的波形結(jié)構(gòu)特征信息。相控陣超聲檢測設(shè)備能夠?qū)Υ龣z部位進(jìn)行精準(zhǔn)定位，缺陷問題的檢出效率普遍偏高。

3.6 高溫螺栓檢測

高溫螺栓的常規(guī)超聲檢測已經(jīng)成熟，并且檢出率也很高，但是在檢測時需要檢測人員對不同波形進(jìn)行分析。而通過相控陣超聲檢測，操作人員可以從圖像直觀分析波形，提高檢測效率。對比常規(guī)超聲檢測技術(shù)方法，在應(yīng)用相控陣超聲檢測技術(shù)的過程中，需要對刻槽人工缺陷因素以及異?；夭ńY(jié)果進(jìn)行直觀展示，并保障定量分析結(jié)果的可靠性和精確度。除此之外，在對高溫螺栓等細(xì)節(jié)金屬部件進(jìn)行缺陷和性能檢測操作的過程中，需要嚴(yán)格篩選待檢測金屬部件，將表面缺陷和材料內(nèi)部缺陷進(jìn)行有效區(qū)分和識別分析，并及時同步到火電廠相關(guān)工藝管理系統(tǒng)以及設(shè)備管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫之中。在對高溫螺栓檢測參數(shù)進(jìn)行可視化分析以及定量統(tǒng)計操作的過程中，需要盡量避免出現(xiàn)較多主客觀影響因素，并對異常回波信號進(jìn)行重點標(biāo)注和回溯處理，并及時給出科學(xué)合理的后續(xù)解決方案。

4 結(jié)語

火力發(fā)電廠的金屬部件不僅運行工況較為惡劣，且制造工藝復(fù)雜。經(jīng)長時間運行后，金屬部件會產(chǎn)生一些缺陷，這些缺陷對于金屬部件的安全運行危害很大。因此，就要對其進(jìn)行檢測，從而及時發(fā)現(xiàn)缺陷、消除缺陷。相控陣超聲檢測已在部分電廠檢修中得到應(yīng)用，并且檢測結(jié)果較好，也得到了電廠專業(yè)人員的認(rèn)可。