电厂锅炉管座角焊缝相控阵超声检测

电厂锅炉管座角焊缝相控阵超声检测

本文简要分析了电厂锅炉管座角焊缝常规超声检测技术所存在的弊端及技术疑难点，并以此为基础深入探究了相控阵超声检测技术的优势及特点。

标签：电厂锅炉；管座角焊缝；相控阵超声检测技术

1 引言

为满足电厂锅炉的安装需求，其在安装的过程中会存在一定量的管座角焊缝。从锅炉运行的可靠性角度来看，管座角焊缝的质量会对电厂锅炉的正常运营造成一定的影响。当管座角焊缝存在质量问题时，极易在锅炉运行的过程中出现意外事故，如锅炉爆漏事故等。此外，管座角焊缝也是最为容易出现问题的部位之一，针对管座角焊缝而开展的设备检测及维护工作就成为了电厂日常工作的主要任务。由此可见，加强对于管座角焊缝超声相控阵检测技术的研究，对于提高检测效果，保证电厂锅炉正常运行有着一定的现实意义。

2 管座角焊缝概述

从形式结构的角度来看，管座角焊缝的主要包括插入式结构和安放式结构两种。前者指的是接管座插入到管道内部后焊接而形成的焊缝，后者指的是接管座放置在管道上焊接后所形成的焊缝。从样式结构来看，管座角焊缝属于马鞍形状，且管座角焊缝距离管座台阶的距离较近，一般为大于60mm，小于90mm，特殊情况下会超过这个范围。对于管座角焊缝的主要威胁问题在于焊接质量和裂缝情况。

3 常规超声检测技术的现状

现阶段，常规超声波检测技术是在检测管座角焊缝时最常用的检测技术。超声波检测技术在实际应用中具有较强的实用价值，尤其是当管座角处存在面积缺陷问题时的表现效果最佳，而且该项检测技术不会受到外界环境的干扰，即便是在多种因素所组成复杂环境的背景下也可以轻易实现检测工作。从管座角焊缝的实际情况来看，其具有复杂程度高的特点，在结构组成方面尤为明显。正因如此，超声波检测技术容易在检测中遭受到壁厚度、管座曲线的负面影响，从而导致检测结果失衡。此外，超声波检测在检测位置上存在一定的缺陷性，特殊情况下容易出现无法识别信号的情况。综合来看，超声波检测技术所存在的缺陷主要包括以下几点：一是信号难以识别。当管座角焊缝存在不同的缺陷问题时，对检测结构也会造成不同的影响，例如：当管道曲线率较高，且管壁较薄时，若探测所使用的探头K值较高，则会致使检测过程受到一定的波动干扰。这种波动现象主要来源于管道内壁的反射波，尤其是一些结构组成较为特殊的部位所受到的影响最大。管座角焊缝不同的接头和坡口形式会影响到波动的位置，从而致使工作人员无法正确区分干扰波与缺陷波，最终做出错误的诊断决定。二是定位难。导致超声波定位难的主要原因在于焊缝两侧所设置的具有对称特征的管道结构。此

外，由于管座角焊缝接口处的焊接结构具有多样性的特点，因而导致超声波检测需要根据不同形式的焊接结构则选择不同参数，从而使用针对性较强的缺陷定位方式。例如：超声波所发出的声波信号运动方向不是固定的，而是回随着射入点曲线率的不同而发生改变。二次波的运行轨迹与前者运行原理相同，是根据探伤点的曲线率而发生变化，且反射波也会因为射入点的曲线率而改变。由此可见，常规超声波探测技术在定位方面存在着较大的缺陷。因此，在实际工作的过程中，常规超声波探测技术仅仅是判断管座角焊缝缺陷的参考和依据，多数情况下需要依靠维修人员的工作经验进行缺陷位置的判断。三是检测范围小。由于常规超声波检测技术的检测面特性，因而在诊断插入式管座角焊缝时，探头的可运动范围相对较小，基本无法实现对于整个检测区域的全面检测。正因如此，在使用常规超声波检测技术时难免会出现缺陷点遗漏的现象。

4 相控阵超声检测技术

相控阵超声检测技术具有较强的自动化特点，其探头为晶片探头，探头在运行过程中全部由计算机进行控制。当晶片接收到内部的刺激信息时，即可产生声波实现检测功能。此外，与检测过程相关的各项因素均可以通过特定的计算机进行参数调整，如探头的角度、焦点等。正是因为相控阵超声检测技术的可控性、灵敏度以及先进程度较高，因而其在检测效率和检测质量方面均要由于常规的超声检测技术。

4.1 CIV A程序

从超声检测技术所存在的弊端可以看出，管座角焊缝在结构方面的复杂性是影响到检测效果的主要原因之一。而在应用相控阵超声检测技术时，检测人员可以通过对于CINA程序的应用实现对于检测过程的高度仿真模拟。在模拟的过程当中，检测人员可以直观的看到相控阵超声检测技术的检测全过程以及检测的顺序。这样一来，就可以有效避免出现定位难的现象，提高检测的准确性。此外，CIV A程序的应用能够成为检测人员调整设备仪器参数的主要依据，从而提高检测过程的流畅度，保证检测的全面性。从某种角度来看，CIV A程序属于一种辅助软件，其主要功能在于保障检测技术的可靠性，为技术应用提供一定的帮助。

4.2 扫查方法

扫查方法指的是探头的移动方向和相控阵波束方向的频率及运动方向，在检测管座角焊缝时需要结合其实际情况，合理选择扫查方法。线性扫查方法是在应用相控阵超声检测技术时最常用的方式之一，其扫查路线为线性路线，扫查到的全部数据均需要通过同一个编码器进行数据编辑及分类。此外，在应用相控阵超声检测技术前，还需要调整相关参数，如扫查的速度、分辨率等。

5 结语

综合来看，相控阵超声检测技术在多方面由于常规的超声检测技术，其检测结果的可靠性较高，并能通过多维方式展示检测结果，对于保障电厂锅炉的稳定

性具有直接的意义价值。

参考文献：

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[2]夏舞艳，贺存良. 相控阵技术在电站锅炉管座角焊缝检测中的应用[J]. 机电工程技术，2016，45（2）：81-84.

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[4]许志升，袁焕源. 插入式管座角焊缝相控阵超声检测技术研究[J]. 吉林电力，2017，45（3）：39-41.

（作者單位：苏州湖天电气开发有限公司）