便携式X射线数字成像技术在锅炉管道氧化物堆积检查中的应用

朱春旺，刘森玉，柏振峰，陈晓敏，王航利

（1.GE检测控制技术，上海 201203；2.上海吴泾第二发电有限责任公司，上海 200241）

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［1］。资料显示，超临界机组π型锅炉一般运行30 000h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3 000h）。

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，它们是：

（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。

（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，方便快捷地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射线数字成像技术能成功地克服上述两种方法的局限性，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，无需暗室处理过程，只要20～30s就能获得清晰、理想的图像。

1 检测原理及设备

工业用X射线成像和通常在医院、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，因吸收和散射引起强度变化，感光材料DR板接受到该强度变化信号后，经信号处理形成常见的影像，其原理如图1所示。通常，用于氧化物堆积检查的一套完整的X射线数字检测系统包括：射线源（微型脉冲射线源或X光机）、DR板（DXR250V）、Rhythm工作站（图像显示系统，含图像处理分析软件）等。

图1 X射线数字成像原理示意图

2 现场实际检查

上海某发电厂2台600MW锅炉自2009年11～2011年2月间，因炉管弯头处氧化皮堆积，接连发生了5次爆管泄漏和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检测控制技术工程师对其过热器、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试验，获取得到清晰、理想图片的最佳试验参数范围，如焦距、射线源能量等。图2是实验室内模拟检查时的设备布置图，图3是模拟检查获得的图片，可见管内积水面和氧化物堆积的情况非常清楚。然后，在现场可能发生氧化物堆积的区域进行了DR检查，最终，发现了部分管道有氧化物堆积的情况，图4是在现场发现存在氧化物堆积的弯头处的图像，为电厂制定检修方案提供了可靠的依据。

3 结论

试验和现场检查证明，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（20～30s），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，能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，不受钢种牌号限制。

［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［J］.电力设备，2008（2）：58－60.