锅炉检验

  锅炉是一种特殊设备，其工作条件非常恶劣，在运行中损坏的可能性非常大。

  锅炉检验，是及早发现缺陷，消除隐患，保证锅炉安全运行的一项行之有效的措施。

  一、 锅炉检验期限

  为了及时发现和消除锅炉存在的缺陷，保证安全运行，应按照《蒸汽锅炉安全监察规程》的规定进行定期检验。一般产业锅炉应每年进行一次停炉内外部检验。对设备状态和治理工作较好的，经当地劳动部分同意，可以每两年进行一次。

  对一些特殊情况的锅炉，也需要按定期检验的内容和程序进行检查。这些特殊情况概括起来有：

  停止使用一年以上的锅炉需要恢复使用者;

  新装、移装的锅炉需要投进运行者;

  锅炉受压元件进行了重大修理改造者;

  在运行中发现了严重缺陷，或对运行状态有怀疑，需要进行检查者。

  二、 锅炉检验内容

  (一) 外部检验

  检查锅炉安全附件是否齐全、灵敏可靠。检查燃烧及运行状况。察看人孔、手孔、阀门、法兰以及风闸门是否漏水、漏汽、漏风。察看炉墙有无裂缝，燃烧室火砖是否烧坏脱落，锅炉房是否符合安全要求。室内工具、燃料堆放是否合适。

  检查压力表、安全阀的灵敏与可靠时，需对压力表进行校验，对安全阀进行排汽压力试验，确保安全阀能在规定的压力下开启。试验安全阀之前，必须先校对压力表，以保证正确指示锅炉内的实际压力。校验压力表必须在无负荷或负荷稳定的情况下进行。压力表上没有装旋塞或三通旋塞者，不许拆换压力表进行校验。

  安全阀的开启压力应比锅炉的使用工作压力适当进步，但要低于锅炉最高答应工作压力。例如锅炉最高答应工作压力为13at_{表压，使用工作压力为10 at表压，则可将安全阀分别调整为10.5 at表压及11 at表压。}

  带有过热器的锅炉，其最高答应工作压力是指过热器出口压力而言，为了防止忽然停止供汽而烧坏过热器，调整安全阀时，应该使过热器安全阀的起跳压力稍低而先排汽。当锅筒内压力继续上升时，锅筒上的工作安全阀也开始排汽。当锅筒与过热器上的所有安全阀(省煤器安全阀除外)开启时，锅炉压力不应继续上升。

  非沸腾式省煤器进出口处的安全阀最好在冷炉时试验与调整。

  调整安全阀时，锅炉蒸汽压力应缓慢升高。对弹簧式安全阀，调整时应由低压调到高压，以免因加力过大而损坏弹簧。

  在调整安全阀之前，应先检查安全阀是否有其它毛病。对弹簧式安全阀，应事先拆开查请调整螺丝的牙数，以免调整时发生脱牙。对杠杆式安全阀应事先查看有无定位螺丝和防止杠杆越出的框架，同时，要查看安全阀阀芯与阀座是否粘住、卡住或关不严。

  运行中的检验还应包括对各种规章制度执行情况、司炉工有无操纵证及技术熟练情况、水处理设备运行情况等的检查。

  (二) 内部检验

  内部检验的主要内容是：

  检查锅炉受压元件及受压部位内外表面、开孔接管处有无腐蚀或磨损现象;检查锅炉受热面管壁有无腐蚀和磨损，特别是处于烟气流速较高及吹灰器四周的管壁。

  检查锅炉的所有焊缝、铆缝、封头过渡区和其它应力集中部位有无断裂或裂纹。

  检查锅炉受压元件及受压部位有无凹陷、弯曲、鼓包和其它明显变形;容器衬里是否有突出、开裂或其它损坏，四周的金属壁是否有腐蚀裂纹。

  检查铆缝是否严密，有无碱脆现象;胀管的胀口是否严密，管端受胀部分有环形裂纹;拉撑及与受拉元件的结合处有无断裂和腐蚀。

  经过定期检验的锅炉，应由检验职员根据检验情况作出检验结论。

  三、 锅炉检验方法

  (一) 宏观检验

  凭肉眼或借助于放大镜观察锅炉受压元件表面上产生的腐蚀、变形、渗漏和裂纹等缺陷。这对明显的缺陷是轻易发现的。若无法直接观察，但又怀疑元件某处有发生裂纹的可能，可用砂纸将该处磨光，再用10%的硝酸腐蚀剂处理，擦净后借助5~10倍的放大镜观察，以判定其是否发生裂纹。

  利用硝酸腐蚀剂(比重为1.49的硝酸10~30mL与90~70mL的水混和而成)宏观检验焊缝时，可以清楚地观察到焊缝各区的界限，可发现未焊透、裂纹、偏析和严重组织不均匀等缺陷。

  (二) 锤击检验

  这是目前锅炉检验的基本方法之一。它是用0.5kg重的小锤(见图1)，依据锤击被检元件时所发出的声音和小锤被弹回的程度来判定被检元件的缺陷情况。

  图1 锅炉检验锤

  锤击时发出的声音清脆而单纯，小锤亦能弹回，则以为被检元件情况良好。若被击元件发出闷声、浊声和破碎声，而且小锤的弹跳性也差，则说明金属内可能有分层、夹渣或裂纹，也可能是金属表面被腐蚀和内表面已经结了很厚的水垢。锤击铆钉或螺栓头部时发出浊声，而用手指放在被击铆钉或螺栓底部，感到有移动，则是铆钉或螺栓松驰。锤击铆钉头时，铆钉头脱落，则是铆缝有苛性脆化，应进一步具体检验。

  (三) 灯光检验

  它是利用手电筒发出的光亮，照射锅炉元件表面的不均匀变化情况，从而发现缺陷(见图2)。它可以检验出锅筒、集箱、炉胆、火管和水管等元件的大面积不均匀腐蚀、变形(弯曲或鼓包)和粗裂纹等。检验时，灯光沿着金属表面照射。被腐蚀的地方，在灯光下呈玄色斑点;若发生鼓包变形，则突出部分明亮，而凹陷处黑暗;若金属表面有粗裂纹，则在灯光下便显示一条黑黑的线条。

  图2 用手电检验钢板的腐蚀

  1―钢板 2―手电筒 3―腐蚀部位

  (四) 钻孔检验

  为了确定被腐蚀金属的残余厚度，以及检验金属裂纹的深度或夹层的发展方向都可以采用钻孔检验。

  钻孔检验被腐蚀金属的残余厚度时，一般孔径取6~8mm。孔应钻在腐蚀最深的地方并且要钻透。可以用回形针测出残余厚度。单面被腐蚀时不用钻孔检验，只有两面都被腐蚀，而且是大面积的或用无损探伤方法不易测出残余厚度的地方，才可用钻孔法测厚。

  为了确定夹层的发展方向或裂纹的深度，可先在损坏的地方钻一个2~3mm深、孔径约13mm的孔。将孔边用沙纸磨光并酸洗，然后用放大镜观察。假如裂纹与金属表面所成角度不大，并且穿越检验孔范围之外，则可顺着裂纹在距第一孔50~100mm处再钻一孔。孔的深度与裂纹延伸的角度相适应，孔的边沿仍应磨光酸洗，并用放大镜观察。假如裂纹在金属表面不深处扩展，则多半是由于钢板分层的结果，必须找到分层的边界，将这部分金属铲除掉。假如裂纹深度超过2mm，金属铲除后要进行焊补。

  假如裂纹是与金属表面成90°角的方向深进扩展到金属深处，钻孔的深度应深进到裂纹的尽头，必要时把钢板钻透。假如钢板较厚，裂纹深进板内，为了检验方便，应将检验孔适当扩大。检验裂纹时，钻孔边沿必须用砂纸磨光酸洗，否则不易发现裂纹。

  检验孔可用电焊单面封焊。封焊时应先将检验孔逐渐扩大，加工成坡口，再进行单面封焊。

  (五) 超声波测厚

  用钻孔检验残余厚度，是一种破坏性检验，会给锅炉留下伤痕，而且比较麻烦。所以除特殊情况外目前已很少采用钻孔法，而被超声波测厚仪所代替。

  超声波测厚仪是利用声波在各种介质中传播速度不同、以及声波传播时碰到第二种介质(例如钢板与空气)能反射回声波的作用而制成的。所以它无需破坏锅炉钢板，只要丈量出超声波自发射至接收到反射波的间隔时间，并将间隔时间转换为电的指示量，即能直接表明锅炉被测元件的厚度。超声波测厚范围一般为4~40mm，丈量精度±0.25mm。

  用超声波测厚仪丈量锅炉钢板厚度时，必须先将换能器(即探头)紧贴在已知厚度的试块上。调整好仪器，并把被测部位的表面清理干净，最好砂布打磨到一定的光洁度，然后抹上水玻璃、稀浆糊或机油等液体作为耦合剂。再将换能器紧贴在被测部位的表面，并左右略加摆动，以求达到良好的接触。这时从测厚仪的刻度盘上即可直接读出被测部位的厚度。

  (六) 荧光探伤

  荧光探伤的原理是利用紫外线光源照射某些荧光物质，使之放射荧光以显示裂纹外形和位置。这些荧光物质的原子在正常状态时具有一定的势能，当受到紫外线激发后，处于一定能级的外层电子便得到一定的能量，升为高势能状态，于是向更外层跳越，处于不平衡状态。当恢复到平衡状态时，就要放出一定的能量，这个能量是以光子的形式放射出来，发出强烈的可见光即荧光。当检查锅炉元件的表面裂纹时，可以被检部位涂一层渗透性较好的荧光渗透液，它能渗透到最细的裂纹里往，经过一段时间后(一般在15分钟以上)，利用洗浊性能较好的乳化剂将工件表面的渗透液洗掉(时间不宜超过5分钟)，再用温水(32~42℃)冲洗。留意水流不可过急，并用清洁纱布擦拭，以加速往除乳化剂。此时裂纹内仍布满着荧光液。然后将工件表面喷涂或涂刷具有良好吸收性能的显像剂(非荧光性的)，喷刷层要薄而均匀。显像剂可将荧光渗透剂从裂纹中吸附出来，并扩散一定宽度，对裂纹有放大显示的作用。这时荧光渗透剂在紫外线的照射下发出鲜明了荧光，从而便可显示出裂纹的外形和位置。紫外线光源一般采用高压水银石英灯。

  下面介绍几种荧光液配方：

  1. 荧光渗透液

  (1)P-100

  溶剂：二甲苯 25μL

  (邻)苯二甲酸二丁脂 12.5μL

  石油醚 62.5μL

  荧光质：拜耳荧光黄 0.2g

  塑料增白剂 0.1g

  (2)P-102

  溶剂：二甲苯 66.5μL

  (邻)苯二甲酸二丁脂 28.5μL

  石油醚 5.0μL

  荧光质：拜耳荧光黄 2.5g

  塑料增白剂 1.6g

  2. D-100荧光显像剂

  火棉胶 55%

  丙酮 16%

  无水酒精 14%体积(μL)

  苯 9%

  二甲苯 6%

  锌白 5克(每100μL)

  3. E-100乳化剂

  煤油 44%

  油酸 35%

  三乙醇铵 21%

  上述荧光剂均易燃有毒，工作职员应配戴有色眼镜，室内使用时必须装有透风排气设备，以保护人身健康。

  (七) 着色探伤

  着色探伤的基本原理与荧光探伤相似。它是利用某些具有渗透性较强的渗透液的毛细作用，渗透工作表面的微小裂纹中，然后用清洗除往工件表面的渗透液，使附着在缺陷中的渗透液保存下来，再在工件表

  面上涂一薄层吸附性强的显示剂。隔一定时间后，凡在工件表面有缺陷时的地方，因显示剂的毛细作用，渗透液在工件表面上就会显现出来，从而可以判定工件表面缺陷的大小、外形及位置。

  着色探伤用的渗透液和显示剂用各种配方，最简单的渗透液是用煤油，显示剂是用白垩浆。但这种渗透液和显示剂在裂纹时灵敏度不够高。为了增强着色探伤的灵敏度，渗透液一般都用煤油、变压器油、松节油、樟脑油或苯等，在其中加进饱和量的苏丹4号红色染料配制而成。苏丹4号光彩鲜明，价格便宜，易于购买，且对金属无腐蚀作用。苯是具有强折光性的无色易活动的液体，有着特殊气味;在一切有机溶剂中均易溶解，但易着火。苯蒸汽对人体有害，为了改善苯的有害作用。在使用苯时必须加进其他油类，以减少苯的蒸发。

  一般常用的显示剂是用氧化镁、氧化锌或二氧化钛等，再配以一定量的溶剂制成白色涂料。

  根据一些使用单位的实践经验，渗透液及显示剂的配制是保证着色探伤灵敏度的关键。哈尔滨锅炉厂配制的着色探伤用的渗透液及显示剂具有较高的灵敏度，它可以清楚地显示出0.01mm的表面裂纹。该厂配制的渗透液成分为：

  苯 85~95%

  变压器油 15~5%

  苏丹4号 10g/L

  配制时，先把称好所需量的苏丹放在溶器内，一面搅拌，一面倒进苯，使苏丹充分溶解。最后倒进变压器油，搅拌溶合后，再用滤纸过滤便可以使用。

  针对上述渗透液，采用产业用丙酮作为清洗液比较适宜。

  该厂配制的显示剂成分为：

  火棉胶 70%

  苯 20%

  丙酮 10%

  氧化镁(或氧化锌) 50g/L

  进行着色探伤时，应先将被检验部位的表面用丙酮或汽油清洗干净，再用冷风吹干。否则，清洗溶液留在裂纹内，会影响渗透液渗透。然后用毛刷均匀地将渗液涂在清洗干净的表面上，共涂2~3次，每次间隔3~5分钟，总计渗透时间约10分钟。再用清洗液将表面残存的渗透液清洗干净，并用干净的棉纱擦试。待风干后，即可以上面涂刷或喷上一层薄而匀的显示剂。假如检验部位有缺陷，一般在15秒钟后即可显示出红色的缺陷形象。

  进行着色探伤时，被检验工件的温度及室内温度，最好不低于5℃或高于50℃。

  (八) 磁力探伤

  磁力探伤又称电磁探伤，它的工作原理是利用电流或马蹄形磁铁，将被检验部位磁化至饱和程度，然后在被检验部位撒上干式或湿式磁铁粉(Fe_{3O4);当被检验部位有裂纹等缺陷时，裂纹两侧表面形成一对S、N极的局部磁场，磁性特强，磁铁粉便被局部磁场所吸聚，从而把裂纹的外形清楚地显示出来。}

  电磁探伤用的磁铁粉具有高磁导率、低顽磁性，其粒度一般用150~200号筛子筛过，并往除粘土或非磁性铁粉等杂质。为了增强显示能力，常给磁铁粉着色，使它与被检验的表面颜色有明显的区别。湿式磁铁粉液通常用肥皂水或煤油与磁铁粉调制而成。用肥皂水调制时，在1L热水内放进15~20g脂肪肥皂或香皂，搅合后放进50~60g磁铁粉，经搅拌而成。

  锅炉上产生裂纹的部位，大部分在锅炉的圆弧扳边、管孔四周或旧式锅炉的铆钉接缝处。因此，用电磁探伤检验这些部位的裂纹时，通常采用简单的的周向磁化法。即用一根据铜导线插进被检验的管孔中，然后使导线通电，则导线四周产生磁场，使管孔四周磁化;或者利用移动式的磁性探头靠在被检验部位(如圆弧扳边处)的表面上，使它局部磁化。检验前，要把被检部位的水、油、积灰、铁锈等清除干净，直到露出金属光泽。检验时，待被检验部位磁化后，再将干的或湿的磁铁粉薄而均匀地撒在或喷洒在被检验部位。如有裂纹，则从磁粉的纹路状况即可显示出裂纹的分布情况。