1.2电磁超声技术
常规的超声波探伤和测厚给无损检测工作者带来最大的不便就是需对探伤对象的表面进行处理,使其达到一定的表面粗糙度。电磁超声波探伤与常规方法相比无需机械和液体耦合,进行锅炉管道检测时对沾染或结渣轻微的表面无需进行处理,大大减少了辅助性工作量。
从物理学可知,在交变的磁场中,金属导体内将产生涡流,同时该电流在磁场中会受到力的作用,金属介质在交变应力的作用下将会产生机械波。当交变磁场的效率达到某一范围时就会产生超声波;与此相反,此效应呈现可逆性。人们把用这种方法激发和接收的超声波称为电磁超声。
目前,电磁超声换能器可以象传统的压电晶片换能器一样在金属件中产生纵波、横波、斜声束以及聚焦声束,可同常规的超声波探伤一样来检查工作中的缺陷。这种换能器所具有的缺陷检出能力和信噪比能够与以往的压电陶瓷换能器相媲美。电力工业部已将电磁超声技术研究列入火力发电厂金属材料10年科技发展规划(草案)之中。美国材料工程协会为美国电力研究所研制的电磁超声测厚装置可测厚达1mm,准确度为0.05mm。
1.3蒸气管道超声波检漏技术
蒸气管道爆管前若能及时采取措施就可能消除爆管引起的潜在威胁。在无损检测技术发展的今天,这一设想已成为现实。
蒸汽管损坏前的开始阶段总是伴有耳听不到的微小泄漏声。这种泄漏随时间的延续呈指数增长,一旦等到人耳可以听到泄漏声时,泄漏速度已经很大,这时欲采取措施可能已经来不及了。研究表明,蒸气微小泄漏发出的声波是宽频带的,包括人耳听不到的次声波和超声波,其中的音频信号因发电厂环境中的低频机械噪声较强而人耳听不到。然而采用超声波接收装置,则在爆管前8~10h就可以接收到微小泄漏声波中的超声波分量。超声波检漏技术是由意大利、法国和英国的电力工业部门在70年代开发的,目前,在美国已广泛地用于在役锅炉管道的检漏。据美国1986年对参加检漏试验的有关电厂的统计表明:在24次锅炉管道泄漏事故中,有50%由声学检漏系统作出了早期警报;据分析,探测率低是由于在事故发生时有些声检漏探测系统还没有全部投入运行。我国目前已经开始了此方面技术的开发与研究工作。
2 结语
无损检测锅炉管道的常规方法及超声波法、射线透照法,无疑在目前及将来都是主要的检测手段。然而,从安全性、经济性观点看,还应向具有下述特征的先进无损检测手段的方向发展:
(1)尽可能减少人为因素,朝着自动化和智能化的方向发展;
(2)能够准确迅速地检测锅炉管壁厚度,管内结垢厚度,氧化皮厚度以及腐蚀磨损、疲劳和高温引起的材质损伤情况;
(3)尽可能减少辅助性工作,不妨碍正常的检修工作;
(4)实现机组运行过程中的在线检测和评价等。
随着火力发电厂机组延长寿命工作的开展,锅炉管道无损检测(包括在线监测)在确保热力设备安全经济运行方面将起着越来越重要的作用。面对二十一世纪,广大电力系统的无损检测工作者,除了开展常规的无损检测工作之外,还应积极研究、开发和推广无损检测新技术,朝着提高准确性和检测效率,扩大检测范围的方面努力。