锅炉修理改造无损检测方法和比例的探讨
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摘 要：锅炉修理改造是消除锅炉运行故障的重要手段之一，特种设备相关法规对锅炉修理改造做出了相关规定。对于涉及承压元（部）件的修理和改造，规程规定应采取无损检测方法以保证其修理或改造质量。在执行规程的过程中，施工单位和检验人员经常对无损检测方法和比例存在疑惑，该文作者通过丰富的检验实践经验，通过规程解读和实例分析，对锅炉修理改造无损检测方法和比例进行深入分析探讨，并指出了选取的方法，为修理单位和检验人员提供了参考。
关键词：锅炉;修理改造;无损检测;比例
中图分类号：TK228 文献标志码：A
0 引言
锅炉是工业生产中最常见的一类换热设备，它具有高温、高压和运行环境较为恶劣等特点。随着使用年限的增加，锅炉承压部件产生缺陷的概率大幅上升。作为锅炉检验人员，定期检验中经常遇到承压部件（如图1所示）发现缺陷，需要修理的情况;再者，随着国家对节能和环保的要求不断提高，需要进行节能改造的锅炉也越来越多。对于锅炉的一般修理和改造，检验机构可能不需要介入，但是对于重大修理和改造，使用单位和维修单位则需要按照TSG G0001—2012《锅炉安全技术监察规程》（以下简称《锅规》）和TSG G7001—2015《锅炉监督检验规则》的相关规定进行监督检验。对这类监检，检验人员对于修理改造后的无损检测方法和比例总是存在一些疑惑，该文作者通过丰富的锅炉检验经验，对锅炉修理改造中关于无损检测方法和比例进行阐述，并采用实例进行说明。
1 标准中关于无损检测的规定
对于锅炉的修理和改造，其有关无损检测规定主要体现在TSG G0001—2012《锅炉安全技术监察规程》的第5.4.3条中，具体描述如下：锅炉受压元（部）件修理后应当进行外观检验、无损检测（其中挖补类焊缝应当进行100%无损检测），必要时还应当进行水（耐）压试验，其合格标准应当符合本规程第4章有关规定。在第4章中，有关无损检测的方法和比例，主要罗列于表4-1中，该表根据不同锅炉类别和不同承压元件，将无损检测比例进行了详细的说明，此处特别需要注意的是，超声波检测方法是指数字式可记录的超声波检测方法，如果采用普通超声波检测，则对于已检测部位还需要增加20%的局部射线检测。在工程实践中，超声波探伤仪一般都是不可记录的超声仪，此时，如果选择超声波检测方法，一定要注意增加局部射线检测的问题。
检验人员对改造和维修的锅炉进行监督检验时，应按什么比例进行抽查，对于这方面的规定，在TSG G7001—2015《锅炉监督检验规则》则在3.3.3条第5款进行了阐述：检查改造和重大修理焊接接头射线底片， 采用数字式可记录仪器的超声波检测时，抽样审查超声波检测记录，每种部件至少抽查接头数量的20% （包括每种无损检测方法），重点是返修前后的底片，底片质量、缺陷评定是否符合NB/T 47013的要求（C类）。此处也重点提出，对于采用超声波检测应按20%的比例对焊接接头的质量进行抽查。
2 实例探讨
笔者在检验实践中，发现某台锅炉的集箱部位存在泄漏现象，需要修理，给使用单位下达意见通知书后，使用单位委托某修理单位进行修理，在监检过程中发现其焊接结构形式和无损检测方法均存在一定的问题，具有比较典型的代表意义。
2.1 锅炉基本情况
该锅炉是杭州锅炉集团股份有限公司生产的水泥窑SP余热锅炉（产品型号：QC405/315-30-1.6/295，以下简称SP锅炉）;AQC型锅炉是满足窑头熟料冷却剂的余热回收而设计的一种纯低温余热发电的余热锅炉，与用于水泥生产线上窑尾预热器的SP型锅炉构成水泥回转窑余热回收锅炉系统，其具体参数见表1。
2020年2月20日向该机构申请定期检验，该单位根据锅炉的使用特点，制定了专用检验方案，对该锅炉进行了内部检验，检验中发现其某下部集箱存在渗漏，拆除保温和墙砖后，发现其集箱有裂纹缺陷。立即下达检验意见通知书，要求使用单位对其进行维修。低压段过热器入口集箱Φ159×12，材质/牌号：20#（GB3087-08）。
2.2 修理情况
使用单位接到意见通知书后，立即联系了某修理改造单位对设备进行维修，该修理单位具备B级锅炉的修理资质，按照相关规定到监察部门办理了修理改造手续后，进行了施工，并向该机构申请了监督检验，检验人员在检验过程中，发现修理单位对修理部位的焊接结构如图2所示，在提供施工验收记录的同时，提交了无损检测报告，采用的是普通超声波探伤仪出具的超声报告。
2.3 无损检测比例和方法的探讨
从图2可以看出，该修理部位位置较为特殊，是下集箱部位，连接多根水冷壁管，如果对这个部位整段割管更换，则与所割管段相连接的所有水冷壁管管端需割断，重新焊接，工程量较大，且成本较高。因此，该修理单位为了施工方便，对泄露的部位采取了图示修理方法。该焊接结构可以看做是纵缝和环缝的结合。而由于受力不同，《锅规》中对于其检测比例也有不同的要求。
2.3.1 对纵缝的要求
對于集箱类承压部件，如果其只进行纵缝的维修，那么在该例中，锅炉级别是B级，集箱规格是φ159×10，根据《锅规》中表4-1的要求如下是100%射线检测或者超声检测，对于壁厚小于20 mm的焊接接头应采用射线检测方法，如果壁厚大于等于20可以采用超声波检测，但是必须是可记录型，不可记录型还要求附加局部20%的射线检测。即：该例中其壁厚小于20 mm，应当采用射线检测，而且检测比例为100%。
2.3.2 对环缝的要求
如果该次修理中只涉及到环缝的无损检测，则环缝的检测比例要求根据《锅规》中表4-1进行查询，即对于B级锅炉，外径≤159的集箱环向焊接接头，应对环缝进行10%的射线检测。 2.3.3 特殊情况
在该例中，2个纵缝和2个环缝的组合，构成了挖补结构，根据《锅规》5.4.3条，锅炉受压元件修理后应当进行外观检查、无损检测，特别规定了对于挖补类焊缝应当进行100%无损检测。需要注意的是，在5.4.3条的规定中，只对检测比例进行了规定，但是对于其检测方法并未作相关规定，此时，容易产生疑惑，是按超声检测100%还是按射线检测100%。所以，在该次修理改造中，施工单位按照100%超声检测的标准进行了检测，并出具了相应报告。笔者认为，对于挖补类焊缝，可以直接判断需100%无损检测，但是检测方法还是根据表4-1的规定。因为在《锅规》表4-1的相关规定中，充分考虑了纵、环缝的焊接特点，采用了最大可能发现其焊接缺陷的检测方法，可以最大程度地检测出其可能存在的缺陷。
在管道类焊接的焊接接头中，选择超声波检测需特别谨慎。在NB/T47013—2015标准中，对于管道外径≥159mm的焊接接头，按照承压设备I型焊接接头的要求实施检测，而对于<159mm的焊接接头，则应按照承压设备II型焊接接头的要求实施检测，对于II型焊接接头，其探头的选择和制作，试块的制取均有较高的要求，而且试块往往不具备通用性，每次需单独制作，成本较高，因此，在检验实践中，遇到超声波检测的单位，应特别注意，是否存在造假的情况，而且探头试块等是否满足NB/T47013.3—2015的要求。
3 結语
锅炉的修理改造是锅炉运行故障中较为常见的处理措施之一，进行其监督检验，对于保障锅炉后续寿命的安全运行具有重要意义。对于涉及承压元部件的修理和改造，《锅规》还要求对其进行无损检测抽查。修理改造单位在进行修理时，因技术水平不同，采取的焊接结构和选择的无损检测方法和比例也经常出现和规程不一致的情况。通过工程实践举例说明，得出锅炉修理改造中关于无损检测方法和比例的可以根据以下方法从锅规中查表4-1获得：判断锅炉的级别→识别焊缝的类别→根据焊缝所在部位的规格查表→获得无损检测方法和比例。
需要特别注意的是，对于挖补类焊缝，可以直接判断需100%无损检测，但是检测方法还要根据表4-1的规定。
参考文献
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