便携式X射线数字成像技术DR在锅炉管道氧化物堆积检查中的应用

1. 概述

       锅炉管道由于氧化物剥落堵塞、引起爆管的事故不时见诸报道，一直以来都是一个在世界范围内普遍关注的问题。在我国，随着机组服役期的延长和承担调峰任务的增多，以及机组参数向超临界甚至超超临界参数发展，此类问题更为突出。资料显示：超临界机组π型锅炉一般运行30000小时以后，就容易出现氧化物脱落、堆积、堵塞、爆管现象。（国内，爆管之前，锅炉运行的最短时间是3000小时）。

      目前，主要有两种方法检查氧化物的堆积情况，预防爆管的发生：

1.1  传统胶片射线检查法：该方法最大的优势是直观，但实施起来耗时费力。主要原因是现场拍片参数选择复杂，不能实时显像，为取得理想的图像，往往需要多次拍摄。底片需暗室处理，得到最终结果的时间较长；

1. 2. 电磁感应法：通过氧化物（含磁性）和奥氏体不锈钢（不含磁性，如TP304H、TP347H、Super 304H等）的磁性不同，用电磁感应的方法，方便快捷的判断是否有氧化物堆积，但该法由于奥氏体基体自身可能带有磁性这一现象的存在，对电磁法检测结果会产生一定干扰，不易准确判定氧化物的管内堆积量，时有误判或检测结果与实际情况相差较大的记录。同时不适合铁素体钢（含磁性，如T91、P91、T23等）的检查。

便携式X射线数字成像技术DR能成功地克服上述两个方法的局限性，既能检查奥氏体不锈钢，又能检查铁素体钢；同时操作简单，经计算机数字采集和处理，无需暗室过程，只要20-30秒就能获得清晰、理想的图片（曝光的动态范围宽，软件的处理能力强）。

2.  检测原理及设备

       工业用X射线成像原理和我们通常在医院、机场、地铁等见到的拍片、CT、安检系统工作原理一样。X射线在穿透不同的物体时与物质发生相互作用，因吸收和散射而强度变化，感光材料DR板接受到该强度变化信号后，经信号处理形成我们常见的影像，见原理示意图。通常，用于氧化物堆积检查的一套完整的检测系统包括：射线源（微型脉冲射线源或X光机）、DR板（DXR250V)、Rhythm工作站Rhythm Workstations including Rhythm Software（图像显示系统，含图像处理分析软件）等。

3.   现场实际检查

       上海某发电厂2台600MW锅炉，自2009年11月至2011年2月间，因炉管弯头处氧化皮堆积，接连发生了5次爆破泄漏和2次超温事件。其中后屏过热器爆管泄漏3次、末级过热器氧化皮堵塞超温2次，末级过热器爆管泄漏2次。为了监督氧化皮堆积情况，该厂于2011年5月邀请GE检测控制技术对其过热器、再热器管进行氧化物堆积情况DR检查，首先，技术人员在实验室进行了大量模拟实验，获取得到清晰、理想图片的最佳实验参数范围，如焦距，射线源能量等，图1是实验室内模拟检查时，设备的布置图，图2是模拟检查获得的图片，管内积水面和氧化物堆积的情况非常清楚。然后，在现场选择可能发生氧化物堆积的区域进行DR检查，最终，发现了部分管道有氧化物堆积的情况，图3是在现场发现有氧化物堆积在弯头处的图片，为电厂制定检修方案提供了可靠的依据。

4.  结论

       实验和现场检查证明，便携式X射线数字成像技术DR是一种理想的氧化物堆积检查手段：

1. 操作快捷，拍摄时间短（20-30秒钟），无需暗室处理，可快速获得炉管内部透视图像，检测效率大幅提高；

2. 图像清晰，直观反映氧化物的堆积量；

3. 可适应各类钢种及部位的受热面管内部检验，不受其牌号限制。

参 考 文 献：

[1]朱建臣，李云飞，王玉兴《奥氏体不锈钢管内壁氧化物脱落原因分析及检测方法探讨》，电力设备，2008年2月。

[2]Digital Conversion DXR TSM Guide,  GE Inspection Technologies, Nov, 2010

[3]Industrial Radiography Image Forming Techniques, GE Inspection Technologies, 2008

手稿时间：2011-10-26

基金项目：/
作者简历：朱春旺（1968-），男，高级工程师，20年以上无损检测工作经验，RT、UT，III级，E-mail: chunwang.zhu@ge.com；Phone: 0086 18616833871.