鍋爐檢驗(yàn)
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(shí)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)。一般產(chǎn)業(yè)鍋爐應(yīng)每年進(jìn)行一次停爐內(nèi)外部檢驗(yàn)。對(duì)設(shè)備狀態(tài)和治理工作較好的，經(jīng)當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部分同意，可以每?jī)赡赀M(jìn)行一次。
對(duì)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(lái)有：
停止使用一年以上的鍋爐需要恢復(fù)使用者;
新裝、移裝的鍋爐需要投進(jìn)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(wú)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(shí)，需對(duì)壓力表進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)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(duì)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(wú)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)進(jìn)步，但要低于鍋爐最高答應(yīng)工作壓力。例如鍋爐最高答應(yīng)工作壓力為13at表壓，使用工作壓力為10 at表壓，則可將安全閥分別調(diào)整為10.5 at表壓及11 at表壓。
帶有過(guò)熱器的鍋爐，其最高答應(yīng)工作壓力是指過(guò)熱器出口壓力而言，為了防止忽然停止供汽而燒壞過(guò)熱器，調(diào)整安全閥時(shí)，應(yīng)該使過(guò)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(shí)，鍋筒上的工作安全閥也開始排汽。當(dāng)鍋筒與過(guò)熱器上的所有安全閥(省煤器安全閥除外)開啟時(shí)，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(shí)試驗(yàn)與調(diào)整。
調(diào)整安全閥時(shí)，鍋爐蒸汽壓力應(yīng)緩慢升高。對(duì)彈簧式安全閥，調(diào)整時(shí)應(yīng)由低壓調(diào)到高壓，以免因加力過(guò)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(duì)彈簧式安全閥，應(yīng)事先拆開查請(qǐng)調(diào)整螺絲的牙數(shù)，以免調(diào)整時(shí)發(fā)生脫牙。對(duì)杠桿式安全閥應(yīng)事先查看有無(wú)定位螺絲和防止杠桿越出的框架，同時(shí)，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(duì)各種規(guī)章制度執(zhí)行情況、司爐工有無(wú)操縱證及技術(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(wú)腐蝕或磨損現(xiàn)象;檢查鍋爐受熱面管壁有無(wú)腐蝕和磨損，特別是處于煙氣流速較高及吹灰器四周的管壁。
檢查鍋爐的所有焊縫、鉚縫、封頭過(guò)渡區(qū)和其它應(yīng)力集中部位有無(wú)斷裂或裂紋。
檢查鍋爐受壓元件及受壓部位有無(wú)凹陷、彎曲、鼓包和其它明顯變形;容器襯里是否有突出、開裂或其它損壞，四周的金屬壁是否有腐蝕裂紋。
檢查鉚縫是否嚴(yán)密，有無(wú)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(wú)斷裂和腐蝕。
經(jīng)過(guò)定期檢驗(yàn)的鍋爐，應(yīng)由檢驗(yàn)職員根據(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(duì)明顯的缺陷是輕易發(fā)現(xiàn)的。若無(wú)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，以判定其是否發(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(shí)，可以清楚地觀察到焊縫各區(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(shí)所發(fā)出的聲音和小錘被彈回的程度來(lái)判定被檢元件的缺陷情況。
圖1 鍋爐檢驗(yàn)錘
錘擊時(shí)發(fā)出的聲音清脆而單純，小錘亦能彈回，則以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(shuō)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(shí)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(dòng)，則是鉚釘或螺栓松馳。錘擊鉚釘頭時(shí)，鉚釘頭脫落，則是鉚縫有苛性脆化，應(yīng)進(jìn)一步具體檢驗(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(shí)，燈光沿著金屬表面照射。被腐蝕的地方，在燈光下呈玄色斑點(diǎn);若發(fā)生鼓包變形，則突出部分明亮，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(shí)，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(cè)出殘余厚度。單面被腐蝕時(shí)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(wú)損探傷方法不易測(cè)出殘余厚度的地方，才可用鉆孔法測(cè)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(gè)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。假如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)，孔的邊沿仍應(yīng)磨光酸洗，并用放大鏡觀察。假如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。假如裂紋深度超過(guò)2mm，金屬鏟除后要進(jìn)行焊補(bǔ)。
假如裂紋是與金屬表面成90°角的方向深進(jìn)擴(kuò)展到金屬深處，鉆孔的深度應(yīng)深進(jìn)到裂紋的盡頭，必要時(shí)把鋼板鉆透。假如鋼板較厚，裂紋深進(jìn)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(shí)，鉆孔邊沿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(shí)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(cè)厚
用鉆孔檢驗(yàn)殘余厚度，是一種破壞性檢驗(yàn)，會(huì)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(cè)厚儀所代替。
超聲波測(cè)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(shí)碰到第二種介質(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(wú)需破壞鍋爐鋼板，只要丈量出超聲波自發(fā)射至接收到反射波的間隔時(shí)間，并將間隔時(shí)間轉(zhuǎn)換為電的指示量，即能直接表明鍋爐被測(cè)元件的厚度。超聲波測(cè)厚范圍一般為4~40mm，丈量精度±0.25mm。
用超聲波測(cè)厚儀丈量鍋爐鋼板厚度時(shí)，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(cè)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(cè)部位的表面，并左右略加擺動(dòng)，以求達(dá)到良好的接觸。這時(shí)從測(cè)厚儀的刻度盤上即可直接讀出被測(cè)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外形和位置。這些熒光物質(zhì)的原子在正常狀態(tài)時(shí)具有一定的勢(shì)能，當(dāng)受到紫外線激發(fā)后，處于一定能級(jí)的外層電子便得到一定的能量，升為高勢(shì)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(shí)，就要放出一定的能量，這個(gè)能量是以光子的形式放射出來(lái)，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(shí)，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)的裂紋里往，經(jīng)過(guò)一段時(shí)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(shí)間不宜超過(guò)5分鐘)，再用溫水(32~42℃)沖洗。留意水流不可過(guò)急，并用清潔紗布擦拭，以加速往除乳化劑。此時(shí)裂紋內(nèi)仍布滿著熒光液。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(lái)，并擴(kuò)散一定寬度，對(duì)裂紋有放大顯示的作用。這時(shí)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外形和位置。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(wú)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，工作職員應(yīng)配戴有色眼鏡，室內(nèi)使用時(shí)必須裝有透風(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，滲透工作表面的微小裂紋中，然后用清洗除往工件表面的滲透液，使附著在缺陷中的滲透液保存下來(lái)，再在工件表
面上涂一薄層吸附性強(qiáng)的顯示劑。隔一定時(shí)間后，凡在工件表面有缺陷時(shí)的地方，因顯示劑的毛細(xì)作用，滲透液在工件表面上就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，從而可以判定工件表面缺陷的大小、外形及位置。
著色探傷用的滲透液和顯示劑用各種配方，最簡(jiǎn)單的滲透液是用煤油，顯示劑是用白堊漿。但這種滲透液和顯示劑在裂紋時(shí)靈敏度不夠高。為了增強(qiáng)著色探傷的靈敏度，滲透液一般都用煤油、變壓器油、松節(jié)油、樟腦油或苯等，在其中加進(jìn)飽和量的蘇丹4號(hào)紅色染料配制而成。蘇丹4號(hào)光彩鮮明，價(jià)格便宜，易于購(gòu)買，且對(duì)金屬無(wú)腐蝕作用。苯是具有強(qiáng)折光性的無(wú)色易活動(dòng)的液體，有著特殊氣味;在一切有機(jī)溶劑中均易溶解，但易著火。苯蒸汽對(duì)人體有害，為了改善苯的有害作用。在使用苯時(shí)必須加進(jìn)其他油類，以減少苯的蒸發(fā)。
一般常用的顯示劑是用氧化鎂、氧化鋅或二氧化鈦等，再配以一定量的溶劑制成白色涂料。
根據(jù)一些使用單位的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，滲透液及顯示劑的配制是保證著色探傷靈敏度的關(guān)鍵。哈爾濱鍋爐廠配制的著色探傷用的滲透液及顯示劑具有較高的靈敏度，它可以清楚地顯示出0.01mm的表面裂紋。該廠配制的滲透液成分為：
苯 85~95%
變壓器油 15~5%
蘇丹4號(hào) 10g/L
配制時(shí)，先把稱好所需量的蘇丹放在溶器內(nèi)，一面攪拌，一面倒進(jìn)苯，使蘇丹充分溶解。最后倒進(jìn)變壓器油，攪拌溶合后，再用濾紙過(guò)濾便可以使用。
針對(duì)上述滲透液，采用產(chǎn)業(yè)用丙酮作為清洗液比較適宜。
該廠配制的顯示劑成分為：
火棉膠 70%
苯 20%
丙酮 10%
氧化鎂(或氧化鋅) 50g/L
進(jìn)行著色探傷時(shí)，應(yīng)先將被檢驗(yàn)部位的表面用丙酮或汽油清洗干凈，再用冷風(fēng)吹干。否則，清洗溶液留在裂紋內(nèi)，會(huì)影響滲透液滲透。然后用毛刷均勻地將滲液涂在清洗干凈的表面上，共涂2~3次，每次間隔3~5分鐘，總計(jì)滲透時(shí)間約10分鐘。再用清洗液將表面殘存的滲透液清洗干凈，并用干凈的棉紗擦試。待風(fēng)干后，即可以上面涂刷或噴上一層薄而勻的顯示劑。假如檢驗(yàn)部位有缺陷，一般在15秒鐘后即可顯示出紅色的缺陷形象。
進(jìn)行著色探傷時(shí)，被檢驗(yàn)工件的溫度及室內(nèi)溫度，最好不低于5℃或高于50℃。
(八) 磁力探傷
磁力探傷又稱電磁探傷，它的工作原理是利用電流或馬蹄形磁鐵，將被檢驗(yàn)部位磁化至飽和程度，然后在被檢驗(yàn)部位撒上干式或濕式磁鐵粉(Fe3O4);當(dāng)被檢驗(yàn)部位有裂紋等缺陷時(shí)，裂紋兩側(cè)表面形成一對(duì)S、N極的局部磁場(chǎng)，磁性特強(qiáng)，磁鐵粉便被局部磁場(chǎng)所吸聚，從而把裂紋的外形清楚地顯示出來(lái)。
電磁探傷用的磁鐵粉具有高磁導(dǎo)率、低頑磁性，其粒度一般用150~200號(hào)篩子篩過(guò)，并往除粘土或非磁性鐵粉等雜質(zhì)。為了增強(qiáng)顯示能力，常給磁鐵粉著色，使它與被檢驗(yàn)的表面顏色有明顯的區(qū)別。濕式磁鐵粉液通常用肥皂水或煤油與磁鐵粉調(diào)制而成。用肥皂水調(diào)制時(shí)，在1L熱水內(nèi)放進(jìn)15~20g脂肪肥皂或香皂，攪合后放進(jìn)50~60g磁鐵粉，經(jīng)攪拌而成。
鍋爐上產(chǎn)生裂紋的部位，大部分在鍋爐的圓弧扳邊、管孔四周或舊式鍋爐的鉚釘接縫處。因此，用電磁探傷檢驗(yàn)這些部位的裂紋時(shí)，通常采用簡(jiǎn)單的的周向磁化法。即用一根據(jù)銅導(dǎo)線插進(jìn)被檢驗(yàn)的管孔中，然后使導(dǎo)線通電，則導(dǎo)線四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，使管孔四周磁化;或者利用移動(dòng)式的磁性探頭靠在被檢驗(yàn)部位(如圓弧扳邊處)的表面上，使它局部磁化。檢驗(yàn)前，要把被檢部位的水、油、積灰、鐵銹等清除干凈，直到露出金屬光澤。檢驗(yàn)時(shí)，待被檢驗(yàn)部位磁化后，再將干的或濕的磁鐵粉薄而均勻地撒在或噴灑在被檢驗(yàn)部位。如有裂紋，則從磁粉的紋路狀況即可顯示出裂紋的分布情況。
