鍋爐是一種特殊設(shè)備,其工作條件非常惡劣,在運(yùn)行中損壞的可能性非常大。
鍋爐檢驗(yàn),是及早發(fā)現(xiàn)缺陷,消除隱患,保證鍋爐安全運(yùn)行的一項(xiàng)行之有效的措施。
一、 鍋爐檢驗(yàn)期限
為了及時發(fā)現(xiàn)和消除鍋爐存在的缺陷,保證安全運(yùn)行,應(yīng)按照《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行定期檢驗(yàn)。一般工業(yè)鍋爐應(yīng)每年進(jìn)行一次停爐內(nèi)外部檢驗(yàn)。對設(shè)備狀態(tài)和管理工作較好的,經(jīng)當(dāng)?shù)貏趧硬块T同意,可以每兩年進(jìn)行一次。
對一些特殊情況的鍋爐,也需要按定期檢驗(yàn)的內(nèi)容和程序進(jìn)行檢查。這些特殊情況概括起來有:
停止使用一年以上的鍋爐需要恢復(fù)使用者;
新裝、移裝的鍋爐需要投入運(yùn)行者;
鍋爐受壓元件進(jìn)行了重大修理改造者;
在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重缺陷,或?qū)\(yùn)行狀態(tài)有懷疑,需要進(jìn)行檢查者。
二、 鍋爐檢驗(yàn)內(nèi)容
(一) 外部檢驗(yàn)
檢查鍋爐安全附件是否齊全、靈敏可靠。檢查燃燒及運(yùn)行狀況。察看人孔、手孔、閥門、法蘭以及風(fēng)閘門是否漏水、漏汽、漏風(fēng)。察看爐墻有無裂縫,燃燒室火磚是否燒壞脫落,鍋爐房是否符合安全要求。室內(nèi)工具、燃料堆放是否合適。
檢查壓力表、安全閥的靈敏與可靠時,需對壓力表進(jìn)行校驗(yàn),對安全閥進(jìn)行排汽壓力試驗(yàn),確保安全閥能在規(guī)定的壓力下開啟。試驗(yàn)安全閥之前,必須先校對壓力表,以保證正確指示鍋爐內(nèi)的實(shí)際壓力。校驗(yàn)壓力表必須在無負(fù)荷或負(fù)荷穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。壓力表上沒有裝旋塞或三通旋塞者,不許拆換壓力表進(jìn)行校驗(yàn)。
安全閥的開啟壓力應(yīng)比鍋爐的使用工作壓力適當(dāng)提高,但要低于鍋爐最高允許工作壓力。例如鍋爐最高允許工作壓力為13at<sub>表壓<sub>,使用工作壓力為10 at<sub>表壓<sub>,則可將安全閥分別調(diào)整為10.5 at<sub>表壓<sub>及11 at<sub>表壓<sub>。
帶有過熱器的鍋爐,其最高允許工作壓力是指過熱器出口壓力而言,為了防止突然停止供汽而燒壞過熱器,調(diào)整安全閥時,應(yīng)該使過熱器安全閥的起跳壓力稍低而先排汽。當(dāng)鍋筒內(nèi)壓力繼續(xù)上升時,鍋筒上的工作安全閥也開始排汽。當(dāng)鍋筒與過熱器上的所有安全閥(省煤器安全閥除外)開啟時,鍋爐壓力不應(yīng)繼續(xù)上升。
非沸騰式省煤器進(jìn)出口處的安全閥最好在冷爐時試驗(yàn)與調(diào)整。
調(diào)整安全閥時,鍋爐蒸汽壓力應(yīng)緩慢升高。對彈簧式安全閥,調(diào)整時應(yīng)由低壓調(diào)到高壓,以免因加力過大而損壞彈簧。
在調(diào)整安全閥之前,應(yīng)先檢查安全閥是否有其它毛病。對彈簧式安全閥,應(yīng)事先拆開查請調(diào)整螺絲的牙數(shù),以免調(diào)整時發(fā)生脫牙。對杠桿式安全閥應(yīng)事先查看有無定位螺絲和防止杠桿越出的框架,同時,要查看安全閥閥芯與閥座是否粘住、卡住或關(guān)不嚴(yán)。
運(yùn)行中的檢驗(yàn)還應(yīng)包括對各種規(guī)章制度執(zhí)行情況、司爐工有無操作證及技術(shù)熟練情況、水處理設(shè)備運(yùn)行情況等的檢查。
(二) 內(nèi)部檢驗(yàn)
內(nèi)部檢驗(yàn)的主要內(nèi)容是:
檢查鍋爐受壓元件及受壓部位內(nèi)外表面、開孔接管處有無腐蝕或磨損現(xiàn)象;檢查鍋爐受熱面管壁有無腐蝕和磨損,特別是處于煙氣流速較高及吹灰器附近的管壁。
檢查鍋爐的所有焊縫、鉚縫、封頭過渡區(qū)和其它應(yīng)力集中部位有無斷裂或裂紋。
檢查鍋爐受壓元件及受壓部位有無凹陷、彎曲、鼓包和其它明顯變形;容器襯里是否有凸起、開裂或其它損壞,周圍的金屬壁是否有腐蝕裂紋。
檢查鉚縫是否嚴(yán)密,有無堿脆現(xiàn)象;脹管的脹口是否嚴(yán)密,管端受脹部分有環(huán)形裂紋;拉撐及與受拉元件的結(jié)合處有無斷裂和腐蝕。
經(jīng)過定期檢驗(yàn)的鍋爐,應(yīng)由檢驗(yàn)人員根據(jù)檢驗(yàn)情況作出檢驗(yàn)結(jié)論。
三、 鍋爐檢驗(yàn)方法
(一) 宏觀檢驗(yàn)
憑肉眼或借助于放大鏡觀察鍋爐受壓元件表面上產(chǎn)生的腐蝕、變形、滲漏和裂紋等缺陷。這對明顯的缺陷是容易發(fā)現(xiàn)的。若無法直接觀察,但又懷疑元件某處有發(fā)生裂紋的可能,可用砂紙將該處磨光,再用10%的硝酸腐蝕劑處理,擦凈后借助5~10倍的放大鏡觀察,以判斷其是否發(fā)生裂紋。
利用硝酸腐蝕劑(比重為1.49的硝酸10~30mL與90~70mL的水混和而成)宏觀檢驗(yàn)焊縫時,可以清晰地觀察到焊縫各區(qū)的界限,可發(fā)現(xiàn)未焊透、裂紋、偏析和嚴(yán)重組織不均勻等缺陷。
(二) 錘擊檢驗(yàn)
這是目前鍋爐檢驗(yàn)的基本方法之一。它是用0.5kg重的小錘(見圖1),依據(jù)錘擊被檢元件時所發(fā)出的聲音和小錘被彈回的程度來判斷被檢元件的缺陷情況。
圖1 鍋爐檢驗(yàn)錘
錘擊時發(fā)出的聲音清脆而單純,小錘亦能彈回,則認(rèn)為被檢元件情況良好。若被擊元件發(fā)出悶聲、濁聲和破碎聲,而且小錘的彈跳性也差,則說明金屬內(nèi)可能有分層、夾渣或裂紋,也可能是金屬表面被腐蝕和內(nèi)表面已經(jīng)結(jié)了很厚的水垢。錘擊鉚釘或螺栓頭部時發(fā)出濁聲,而用手指放在被擊鉚釘或螺栓底部,感到有移動,則是鉚釘或螺栓松馳。錘擊鉚釘頭時,鉚釘頭脫落,則是鉚縫有苛性脆化,應(yīng)進(jìn)一步詳細(xì)檢驗(yàn)。
(三) 燈光檢驗(yàn)
它是利用手電筒發(fā)出的光亮,照射鍋爐元件表面的不均勻變化情況,從而發(fā)現(xiàn)缺陷(見圖2)。它可以檢驗(yàn)出鍋筒、集箱、爐膽、火管和水管等元件的大面積不均勻腐蝕、變形(彎曲或鼓包)和粗裂紋等。檢驗(yàn)時,燈光沿著金屬表面照射。被腐蝕的地方,在燈光下呈黑色斑點(diǎn);若發(fā)生鼓包變形,則凸起部分明亮,而凹陷處黑暗;若金屬表面有粗裂紋,則在燈光下便顯示一條黑黑的線條。
圖2 用手電檢驗(yàn)鋼板的腐蝕
1―鋼板 2―手電筒 3―腐蝕部位
(四) 鉆孔檢驗(yàn)
為了確定被腐蝕金屬的殘余厚度,以及檢驗(yàn)金屬裂紋的深度或夾層的發(fā)展方向都可以采用鉆孔檢驗(yàn)。
鉆孔檢驗(yàn)被腐蝕金屬的殘余厚度時,一般孔徑取6~8mm??讘?yīng)鉆在腐蝕最深的地方并且要鉆透??梢杂没匦吾槣y出殘余厚度。單面被腐蝕時不用鉆孔檢驗(yàn),只有兩面都被腐蝕,而且是大面積的或用無損探傷方法不易測出殘余厚度的地方,才可用鉆孔法測厚。
為了確定夾層的發(fā)展方向或裂紋的深度,可先在損壞的地方鉆一個2~3mm深、孔徑約13mm的孔。將孔邊用沙紙磨光并酸洗,然后用放大鏡觀察。如果裂紋與金屬表面所成角度不大,并且穿越檢驗(yàn)孔范圍之外,則可順著裂紋在距第一孔50~100mm處再鉆一孔??椎纳疃扰c裂紋延伸的角度相適應(yīng),孔的邊緣仍應(yīng)磨光酸洗,并用放大鏡觀察。如果裂紋在金屬表面不深處擴(kuò)展,則多半是由于鋼板分層的結(jié)果,必須找到分層的邊界,將這部分金屬鏟除掉。如果裂紋深度超過2mm,金屬鏟除后要進(jìn)行焊補(bǔ)。
如果裂紋是與金屬表面成90°角的方向深入擴(kuò)展到金屬深處,鉆孔的深度應(yīng)深入到裂紋的盡頭,必要時把鋼板鉆透。如果鋼板較厚,裂紋深入板內(nèi),為了檢驗(yàn)方便,應(yīng)將檢驗(yàn)孔適當(dāng)擴(kuò)大。檢驗(yàn)裂紋時,鉆孔邊緣必須用砂紙磨光酸洗,否則不易發(fā)現(xiàn)裂紋。
檢驗(yàn)孔可用電焊單面封焊。封焊時應(yīng)先將檢驗(yàn)孔逐漸擴(kuò)大,加工成坡口,再進(jìn)行單面封焊。
(五) 超聲波測厚
用鉆孔檢驗(yàn)殘余厚度,是一種破壞性檢驗(yàn),會給鍋爐留下傷痕,而且比較麻煩。所以除特殊情況外目前已很少采用鉆孔法,而被超聲波測厚儀所代替。
超聲波測厚儀是利用聲波在各種介質(zhì)中傳播速度不同、以及聲波傳播時遇到第二種介質(zhì)(例如鋼板與空氣)能反射回聲波的作用而制成的。所以它無需破壞鍋爐鋼板,只要測量出超聲波自發(fā)射至接收到反射波的間隔時間,并將間隔時間轉(zhuǎn)換為電的指示量,即能直接表明鍋爐被測元件的厚度。超聲波測厚范圍一般為4~40mm,測量精度±0.25mm。
用超聲波測厚儀測量鍋爐鋼板厚度時,必須先將換能器(即探頭)緊貼在已知厚度的試塊上。調(diào)整好儀器,并把被測部位的表面清理干凈,最好砂布打磨到一定的光潔度,然后抹上水玻璃、稀漿糊或機(jī)油等液體作為耦合劑。再將換能器緊貼在被測部位的表面,并左右略加擺動,以求達(dá)到良好的接觸。這時從測厚儀的刻度盤上即可直接讀出被測部位的厚度。
(六) 熒光探傷
熒光探傷的原理是利用紫外線光源照射某些熒光物質(zhì),使之放射熒光以顯示裂紋形狀和位置。這些熒光物質(zhì)的原子在正常狀態(tài)時具有一定的勢能,當(dāng)受到紫外線激發(fā)后,處于一定能級的外層電子便得到一定的能量,升為高勢能狀態(tài),于是向更外層跳越,處于不平衡狀態(tài)。當(dāng)恢復(fù)到平衡狀態(tài)時,就要放出一定的能量,這個能量是以光子的形式放射出來,發(fā)出強(qiáng)烈的可見光即熒光。當(dāng)檢查鍋爐元件的表面裂紋時,可以被檢部位涂一層滲透性較好的熒光滲透液,它能滲透到最細(xì)的裂紋里去,經(jīng)過一段時間后(一般在15分鐘以上),利用洗濁性能較好的乳化劑將工件表面的滲透液洗掉(時間不宜超過5分鐘),再用溫水(32~42℃)沖洗。注意水流不可過急,并用清潔紗布擦拭,以加速去除乳化劑。此時裂紋內(nèi)仍充滿著熒光液。然后將工件表面噴涂或涂刷具有良好吸收性能的顯像劑(非熒光性的),噴刷層要薄而均勻。顯像劑可將熒光滲透劑從裂紋中吸附出來,并擴(kuò)散一定寬度,對裂紋有放大顯示的作用。這時熒光滲透劑在紫外線的照射下發(fā)出鮮明了熒光,從而便可顯示出裂紋的形狀和位置。紫外線光源一般采用高壓水銀石英燈。
下面介紹幾種熒光液配方:
1. 熒光滲透液
(1)P-100
溶劑:二甲苯 25μL
(鄰)苯二甲酸二丁脂 12.5μL
石油醚 62.5μL
熒光質(zhì):拜耳熒光黃 0.2g
塑料增白劑 0.1g
(2)P-102
溶劑:二甲苯 66.5μL
(鄰)苯二甲酸二丁脂 28.5μL
石油醚 5.0μL
熒光質(zhì):拜耳熒光黃 2.5g
塑料增白劑 1.6g
2. D-100熒光顯像劑
火棉膠 55%
丙酮 16%
無水酒精 14%體積(μL)
苯 9%
二甲苯 6%
鋅白 5克(每100μL)
3. E-100乳化劑
煤油 44%
油酸 35%
三乙醇銨 21%
上述熒光劑均易燃有毒,工作人員應(yīng)配戴有色眼鏡,室內(nèi)使用時必須裝有通風(fēng)排氣設(shè)備,以保護(hù)人身健康。
(七) 著色探傷
著色探傷的基本原理與熒光探傷相似。它是利用某些具有滲透性較強(qiáng)的滲透液的毛細(xì)作用,滲入工作表面的微小裂紋中,然后用清洗除去工件表面的滲透液,使附著在缺陷中的滲透液保存下來,再在工件表