锅炉主蒸汽管道焊缝无损检测方法选用浅析 杜立明
摘要：本文通过比较分析《锅炉安全技术监察规程》、《火力发电厂焊接技术规程》以及市监特函[2018] 515号文、设计图纸中关于无损检测方法的规定，结合射线检测及超声检测方法的特点，总结锅炉主蒸汽管道安装为保证焊接质量可以采用的无损检测方法。
关键词：射线检测 超声检测 主蒸汽管道 安装
锅炉主蒸汽管道现场安装时，为保证焊接质量需要采用合适的无损检测方法对焊缝进行检测，以消除锅炉运行中焊缝中潜在的安全隐患。受现场施工场地、人员、设备等技术条件的限制，无法达到锅炉制造厂那样的良好检验检测条件。因此，在选择无损检测方法时，需要综合考虑现场施工条件以及检测方法实现的难易程度、缺陷检出率等因素，以确保最大程度的发现缺陷。常规的检测方法有射线、超声、磁粉、渗透、涡流等几种方法。不同类型的缺陷所选择的检测方法不同，一般来说，埋藏类缺陷如未熔合、未焊透、夹渣等一般选用射线检测和超声检测，表面缺陷如表面裂纹、气孔一般选用渗透、磁粉、涡流检测。
锅炉主蒸汽管道是锅炉的主要受压部件，由于承受压力大，介质温度高，对于焊接质量要求非常高，无损检测要求严格。在焊后进行无损检测时，需执行的安全技术监察规程主要有《锅炉安全技术监察规程》、《火力发电厂焊接技术规程》以及市场监管总局其他规定。锅炉主蒸汽管道一般选择20G等碳素钢及12Gr1MoVG、P91等低合金钢材料，他们都属于铁磁性材料。在做表面检测时一般优先选择磁粉检测，磁粉检测无法进行时可选择渗透检测或者涡流检测，如管道内表面裂纹的检测。比较有争议的是埋藏缺陷的检测，需要根据结合实际情况，按照规定合理选择射线或者超声检测。
1、TSG0001-2012《锅炉安全技术监察规程》
在4.5.4.6条 无损检测选用方法和比例规定如下：“外径大于159mm或者壁厚大于或者等于20mmm的集箱、管道和其他管件的环向对接街头：100%射线或者100%超声检测（壁厚小于20mm的焊接接头应当采用射线检测方法，壁厚大于或者等于20mm时，可以采用超声检测方法，超声检测仪宜采用数字式可记录仪器，如果采用模拟式超声检测仪，应当附加20%局部射线检测）”。对于几何尺寸较大的集箱、管道和其他管件，坡口尺寸也大，焊道层数多，焊材消耗大，如果焊接操作不当很容易产生埋藏缺陷，因此需要100%做检测。射线检测穿透能力较差，因此薄壁元件采用射线检测，厚壁元件采用超声检测。 2、DLT 869-2012 《火力发电厂焊接技术规程》
第6.3.3 条 对下列部件的焊接接头的无损检测应执行如下具体规定：
a) 厚度不大于20mm 的汽、水管道采用超声波检测时，还应进行射线检测，其检测数量为超声波检测数量的20%。
b) 厚度大于20mm 的管道和焊件，射线检测或超声波检测可任选其中一种。 c) 需进行无损检测的角焊缝可采用磁粉检测或渗透检测。
对于壁厚小于等于20mm的管道，如采用超声检测时，射线检测应作为附加检测手段强制执行，一方面在于射线检测可直接得到缺陷的直观影像，可以长期储存底片，通过底片可准确的判断缺陷的性质、位置和数量。而且对于薄壁件，射线检测具有更好的检测率。超声检测由于超声波穿透力强，可对较大厚度范围内的工件内部缺陷进行检测。因此，笔者认为，厚度大于20mm 的管道和焊件采用超声检测更好些。另外，超声检测定位准确，检测成本低，速度快，对人体及
环境无危害，特别适用现场检测。
3、市场监管总局办公厅 市监特函[2018] 515号
在该文件中，对电站锅炉范围内的管道做了界定，且对主蒸汽/给水管道安装检测进一步提出明确要求：外径＞159mm或者壁厚≧20mm环向对接接头（包括对无损检测结果有怀疑的压力管道元件上的环向对接接头，下同），应当进行100%射线或者100%超声检测；外径≦159mm的环向对接接头，应当进行25%射线或者25%超声检测（锅炉额定工作压力≧9.8MPa时，应当进行50%射线或者50%超声检测）。 4、设计图纸要求
锅炉设计图纸一般要求执行《锅炉安全技术监察规程》、《火力发电厂焊接技术规程》等规范的规定，但也有部分图纸设计者提出更严的要求，比如要求采用100%射线检测。根据上述规定，当锅炉主蒸汽管道外径大于159mm或者壁厚大于或者等于20mmm时，采用射线检测还是超声检测，就成了一个自由选择，全由设计者的选择而定。
综上分析，如果图纸未明确规定采用射线检测或者超声检测，监检单位（包括电力质监站）和业主也没有特别指出使用射线检测，就节约成本和缩短检测周期而言，安装单位和检测单位一般优先考虑采用超声波检测，特别是现在已经淘汰了模拟式超声检测仪。对于现场不方便使用γ源的安装工程，一般采用100%超声检测，也有项目开始采用TOFD检测。
但自从市监特函[2018] 515号文颁布之后，热电联产锅炉以及企业内部自备电站锅炉范围内的管道成了重点安全监察对象之一，管道的焊缝无损检测也列入了重点监察内容。安装过程要求无损检测真实可靠，且检测结果可以长期储存便于以后追踪抽查。对于锅炉主蒸汽管道，无论是安装过程检验还是投产后定期检验，射线检测以及可记录的超声检测如TOFD检测都是比较合适的检测方法，可以优先使用。
笔者认为，在锅炉主蒸汽管道安装中首先要严格执行相关规程、规定及设计图纸的规定，选择检测方法时兼顾超声检测和射线检测的优点，扬长避短。实际应用中可采用一种检测方法为主，另一种检测方法作为附加检测，检测比例根据实际情况而定。如DLT 869-2012 《火力发电厂焊接技术规程》规定经射线检测怀疑为面积型缺陷时，应该采用超声波检测方法进行确认。两种方法结合起来使用对于保障锅炉主蒸汽/给水管道焊接质量会更好。 参考文献
[1] 郑晖，林树青.超声检测[M].北京: 中国劳动社会保障出版社，2008. [2] 强天鹏.射线检测[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2008.
锅炉主蒸汽管道焊缝无损检测方法选用浅析 杜立明
