注汽锅炉炉管射线检测工艺的优化

　　1　前言

　　油田热采都利用高压注汽锅炉提供蒸汽,而注汽锅炉必须依法定期停炉,进行内外部检验。注汽锅炉炉膛内辐射段管束承受高压、高温热交变应力以及高速介质冲刷的作用,它在使用过程中很容易受到损坏。处在辐射段管束的弯头和直管段的对接接头(焊口)更是薄弱环节,是检验的重点部位,根据锅炉技术状况,对焊缝进行射线检测,是检出缺陷的有效手段。

　　辐射段管束在纵置式圆筒炉膛内沿内壁呈水平均匀的布置在 2600 mm圆周,共排列64根管,管外径为 89 mm,壁厚为12～12.5 mm,辐射段管束的弯头和直管段的对接接头就处在炉膛内前、后端转角处。通常采用定向机,按常规逐个对焊口进行射线探伤。由于焊口在炉内处的位置特殊(即处于炉墙角),炉墙限制了射线探伤的几何条件,探伤人员对焦困难,劳动强度大,工作效率低,焊缝在底片成像不清晰,给评片人员识别影像增加了难度。射线探伤已影响检验质量和进度。为了优化探伤工艺,我们成立了QC小组,研究了探伤方法,对常规探伤工艺进行改进,在多次实验后,编制出了合理的透照工艺。

　　2　工艺依据

　　锅炉规程规定对接接头的射线探伤应按GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》执行,射线照相的质量要求不应低于AB级,对接接头的质量不低于Ⅱ级为合格。按常规小径薄壁管双壁双影法工艺会面临探伤灵敏度和工作效率问题。

　　3　工艺简析

　　常规小径薄壁管双壁双影法,从探伤机、能量、胶片、增感屏透照方法、几何条件、曝光量等选择,到胶片处理过程,都要提高灵敏度和保证焊缝影像的椭圆形间距。辐射段管束是小径厚壁管,与小径薄壁管相比,影响探伤灵敏度有以下不利因素:

　　(1)随着曝光规范增大,线质越硬,μ值越小,减小对比度和清晰度;

　　(2)散射比随透照厚度的增加而增大;

　　(3)焊口处于炉膛内角落,炉墙对射线进行反射,散射源增加;

　　(4)弯头和两直管段组焊成两个对接接头结构,弯头曲面和管段内表面对透射射线和散射线有一定聚焦作用,穿透一个管壁的部份透射射线和散射线在内径为 64 mm空腔内通过多次漫反射传输到焊缝并穿透和发生散射,焊缝内表面积比同等宽度的管段表面积要大,传输到焊缝上的漫反射射线强度要比管段强,故对比度下降。

　　针对不利因素,与常规小径薄壁管双壁双影法相比,采取以下措施。

　　(1)采用周向曝光

　　分析对接接头在炉内位置特点,一端所有焊口布置在垂直于圆筒炉膛轴线截面上,炉膛后是过渡段,炉膛前是燃烧器口,射线机可在轴线上移动,避开了炉墙的约束,几何条件上满足周向曝光,焦距为1300 mm,如图1所示,沿炉膛轴向方向按平移偏心距(T1 )的椭圆成像法,如图2所示,一次照射64个焊口,这样与常规小径薄壁管双壁双影法比较,减少架机次数,既降低劳动强度,提高工作效率,加大了焦距,也提高了探伤灵敏度。