鍋爐壓力容器檢驗(yàn)方法與通用探析

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【摘要】本文中作者研究了鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)方法，分析了不同方法的基本原理、適用條件，為用戶的選擇提供了依據(jù)；在此基礎(chǔ)上針對提升鍋爐壓力容器安全檢驗(yàn)水平提出了具體的通用措施，可以為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員借鑒。

【關(guān)鍵詞】鍋爐壓力容器；安全檢驗(yàn)；措施方法

鍋爐是傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)現(xiàn)了化石燃料的化學(xué)能向多種應(yīng)用型能量形式的轉(zhuǎn)換，為人們源源不斷提供著蒸汽、高溫水或者有機(jī)熱載體[1]。鍋爐伴隨著工業(yè)革命的興起而產(chǎn)生，現(xiàn)如今已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)和生活的重要組成部分。作為最常見的一類特種設(shè)備，壓力容器獲得了廣泛應(yīng)用，一方面可以實(shí)現(xiàn)壓力數(shù)值的監(jiān)測，另一方面可以發(fā)揮壓力超調(diào)控制作用，有效確保了鍋爐安全穩(wěn)定地運(yùn)行。壓力容器需要定期進(jìn)行檢驗(yàn)，確保各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)都在額定范圍之內(nèi)，這樣才能消除安全隱患、避免意外事故，同時(shí)有效延長鍋爐設(shè)備的使用壽命。做好鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)和質(zhì)量監(jiān)督工作，既需要建設(shè)單位在設(shè)備選型和安裝過程中把好關(guān)、從源頭做好控制工作，也需要使用單位在日常使用過程中做好巡檢巡查和狀態(tài)監(jiān)測、一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)進(jìn)行處理[2]?？傊?，只有重視鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)和質(zhì)量監(jiān)督，多方協(xié)作、多措并舉，杜絕任何安全事故苗頭，才能保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而持續(xù)為人類生產(chǎn)和生活供給能量，促進(jìn)社會(huì)的快速發(fā)展。

1鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)方法

1.1射線檢驗(yàn)法

各類放射性射線的發(fā)現(xiàn)是18世紀(jì)物理學(xué)的重要進(jìn)步[3]，這些微小粒子改變了人們對微觀世界的看法。隨后，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些粒子在穿透不同類型材料（包括空氣）時(shí)，會(huì)在交界面發(fā)生不同程度的衰減和折射。于是，人們開始采用x射線或者γ射線照射鍋爐壓力容器，一旦其中存在不規(guī)則焊縫或者裂縫，在另一端感光膠片中就會(huì)發(fā)現(xiàn)射線透射強(qiáng)度或者折射率的改變，并且隨著焊縫（裂縫）的開裂程度不同變化量不一。基于這一原理，人們設(shè)計(jì)了各種壓力容器射線透射檢驗(yàn)工具，根據(jù)射線穿透壓力容器后透射強(qiáng)度或者折射率的變化程度來判斷容器中焊縫（裂縫）的厚度、形狀和位置，從而對壓力容器的性能做出判斷。射線檢驗(yàn)法具有檢測結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡單、耗時(shí)短等優(yōu)勢，但是檢測設(shè)備相對比較昂貴、單次檢驗(yàn)成本較高，同時(shí)射線普遍對人體有負(fù)影響，一旦操作不當(dāng)或者發(fā)生射線泄露會(huì)危害操作人員身體健康，這就限制了它的廣泛應(yīng)用。

1.2超聲波檢驗(yàn)法

超聲波檢驗(yàn)法是利用超聲波發(fā)射裝置發(fā)射超聲波穿透鍋爐壓力容器，一旦壓力容器使用材質(zhì)發(fā)生變化或者內(nèi)部存在裂縫，超聲波穿透時(shí)間與理論值就會(huì)發(fā)生偏差，通過測量時(shí)間差就可以計(jì)算出壓力容器內(nèi)部是否使用了劣等材質(zhì)或者產(chǎn)生了裂縫，從而給出安全鑒定結(jié)果[4]。超聲波傳輸速度較快，因此這種方法耗時(shí)較短、檢測速度較快，另外超聲波發(fā)射和接收儀器成本較低、檢測靈敏度較高，超聲波對人體一般沒有副作用，所以這種方法具有相對較高的性價(jià)比，在實(shí)際生產(chǎn)和生活中獲得了廣泛的應(yīng)用。但是，這種檢測方法具有一定的局限性，主要表現(xiàn)為檢測結(jié)果顯示不直觀，需要借助專用設(shè)備將檢測數(shù)據(jù)成像、從而給出壓力容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形狀圖，輔助做出是否有裂縫等缺陷的判斷，額外增加了工作量；另外，超聲波在平滑表面具有較好的穿透性而穿透凹凸不平的材料表面時(shí)會(huì)出現(xiàn)失真或者相互干擾，導(dǎo)致檢測結(jié)果降低。因此，超聲波檢測法更多地適用于具有平滑面的壓力容器缺陷檢測，同時(shí)檢測結(jié)果的精度隨著容器厚度的增加而降低。

1.3磁粉檢驗(yàn)法

磁粉檢驗(yàn)法也是鍋爐壓力容器缺陷檢測的一種常用方法。這種方法的基本原理在于磁場對磁粉的“同極相斥、異極相吸”，也就是說對鍋爐壓力容器施加磁感應(yīng)力的作用、建立磁場，然后在待檢部位涂抹特質(zhì)的磁粉，一旦該位置存在缺陷就會(huì)產(chǎn)生漏磁場，從而導(dǎo)致磁感應(yīng)力發(fā)生變化，造成磁粉堆積或者疏離，通過分析磁粉表現(xiàn)出的“異?！爆F(xiàn)象對缺陷進(jìn)行定位，然后利用磁場力或者鋼鐵磁導(dǎo)率的變化對缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)判斷[5]。這種檢測方法操作起來簡單、所需設(shè)備容易制造且成本低廉，但是檢測結(jié)果容易受到地球磁場變化或者周圍環(huán)境強(qiáng)電流環(huán)境的干擾從而產(chǎn)生偏差，另外這種檢測方法只對鐵制容器設(shè)備有效、對其他設(shè)備基本沒有效果，因此只能適用于特定的場合。

1.4滲透檢驗(yàn)法

滲透檢驗(yàn)法主要適用于憑借表面現(xiàn)象進(jìn)行定性觀察的場合。具體來說，這種檢驗(yàn)方法的原理在于利用壓力容器設(shè)備材料中廣泛存在的毛細(xì)滲透現(xiàn)象，也就是在壓力容器表面噴灑特定的滲透劑后、如果某部分材料存在裂縫等缺陷，這些滲透劑就會(huì)向該部位進(jìn)行滲透、最終導(dǎo)致缺陷部位聚積毛細(xì)狀的滲透劑，輔助以顯像劑等特殊試劑會(huì)實(shí)現(xiàn)顯影效果，從而對缺陷進(jìn)行定位并獲得缺陷的輪廓形狀。這種檢驗(yàn)方法最主要的特點(diǎn)在于操作簡單、可以進(jìn)行定性分析，但是顯影速度容易受到滲透劑及壓力容器材料性能的綜合影響、存在不可控的缺點(diǎn)，同時(shí)靈敏度不高、只能大致判斷出缺陷存在的部位和大致形狀，一般應(yīng)用在對分析結(jié)果要求不高的場合。

2提升鍋爐壓力容器安全檢驗(yàn)水平的措施

2.1在建設(shè)與安裝過程中做好安全檢驗(yàn)工作

鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)貫穿在鍋爐設(shè)備的制作、安裝和使用全壽命周期中，需要每一個(gè)環(huán)節(jié)的安全性能均達(dá)標(biāo)、才能最終實(shí)現(xiàn)鍋爐設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在鍋爐設(shè)備的建設(shè)與安裝過程中，應(yīng)該做好壓力容器的安全檢驗(yàn)工作，包括選擇具有安全生產(chǎn)資質(zhì)的壓力容器供應(yīng)商進(jìn)行供貨、在運(yùn)抵安裝現(xiàn)場后首先檢驗(yàn)生產(chǎn)合格證和安全質(zhì)量保證書，尤其是對于鍋爐運(yùn)行過程中直接檢測內(nèi)部水溫和壓力變化的容器設(shè)備，必要時(shí)需要在現(xiàn)場進(jìn)行模擬試驗(yàn)，確保壓力容易能夠滿足使用要求、檢測結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高之后才能進(jìn)行上爐安裝。建設(shè)單位應(yīng)該邀請使用單位全程派員跟蹤學(xué)習(xí)，一方面對建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，另一方面學(xué)習(xí)操作和維護(hù)技能，保證交付之后即可開始運(yùn)行，尤其要協(xié)助使用單位相關(guān)人員掌握故障識別和排查通用方法，對于鍋爐壓力容器在運(yùn)行過程中的異?，F(xiàn)象能夠做出基本的判斷，從而采取相關(guān)應(yīng)急措施。建設(shè)單位在建設(shè)與安裝過程中應(yīng)該做好工序記錄，對于具體的施工細(xì)節(jié)應(yīng)該進(jìn)行備案，確保將來出現(xiàn)安全事故后有據(jù)可查。另外，建設(shè)單位應(yīng)該重點(diǎn)控制焊接工藝的質(zhì)量水平，尤其是對于不同材質(zhì)的壓力容器與鍋爐連接、或者相互連接時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)新焊接方法、盡量保證一次成型、避免出現(xiàn)多余的焊縫，對于焊接成型的壓力容器需要進(jìn)行耐壓、抗?jié)B試驗(yàn)，利用額定或者一定倍數(shù)的壓力/滲透力數(shù)值進(jìn)行測試，確保在額定值工作狀態(tài)下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2在使用過程中做好安全檢驗(yàn)工作

鍋爐壓力容器的使用壽命通常比較長，在使用過程中一旦出現(xiàn)誤操作極易出現(xiàn)安全事故，因此需要提升使用人員的操作技能水平，同時(shí)需要對工作狀態(tài)進(jìn)行經(jīng)常性的巡檢巡查，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)前，有多種方法對鍋爐壓力容器進(jìn)行安全檢驗(yàn)，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)、同時(shí)也有相對應(yīng)的適用范圍，因此進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，必要時(shí)可以采用多種方法進(jìn)行綜合檢驗(yàn)、通過檢驗(yàn)結(jié)果之間的相互印證增強(qiáng)結(jié)果可信度。另外，對于使用狀態(tài)參數(shù)需要按照“小時(shí)”或者“天”進(jìn)行記錄，通過對這些數(shù)據(jù)的分析判別出鍋爐壓力設(shè)備的工作狀態(tài)和出現(xiàn)安全隱患的可能性，提前采取措施、進(jìn)行必要的備份或者更換可靠性高的備件，避免安全事故發(fā)生。

2.3不斷提高鍋爐壓力容器操作人員的能力素質(zhì)

鍋爐壓力容器操作人員的能力素質(zhì)，既包括專業(yè)技術(shù)水平，也包括事業(yè)心和責(zé)任感。對于前者，可以通過專業(yè)知識講座與考核來提升，不允許操作人員專業(yè)水平不達(dá)標(biāo)、沒有相關(guān)資格證書就上崗；對于后者，需要建立合理的獎(jiǎng)懲制度，對于嚴(yán)格遵守操作規(guī)程、及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患的人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對于玩忽職守、粗心大意的員工進(jìn)行懲罰或者調(diào)離工作崗位，避免因?yàn)槿说闹饔^意識影響到鍋爐壓力容器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3結(jié)論

鍋爐壓力容器是鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要屏障，在生產(chǎn)和生活中一定要避免因?yàn)榭陀^缺陷或者主觀疏忽給壓力容器的正常工作帶來不良影響。本文中，作者圍繞鍋爐壓力容易安全檢驗(yàn)與質(zhì)量監(jiān)督這一主題，研究了鍋爐壓力容器的安全檢驗(yàn)方法，分析了射線檢驗(yàn)法、超聲波檢驗(yàn)法、磁粉檢驗(yàn)法、滲透檢驗(yàn)法等方法的基本原理、適用條件，在此基礎(chǔ)上針對提升鍋爐壓力容器安全檢驗(yàn)水平提出了具體的措施，包括建設(shè)與安裝過程中的安全檢驗(yàn)方法、使用過程中的安全檢驗(yàn)措施和提升操作人員能力素質(zhì)的途徑?？傊?，只有不斷探索、善于總結(jié)，才能制定出更有針對性、操作性更強(qiáng)的鍋爐壓力容器檢驗(yàn)方法與通用措施，最終為鍋爐壓力容器的安全、可靠運(yùn)行提供助力。

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作者:馬翠霞 單位:內(nèi)蒙古自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院鄂爾多斯分院