声发射技术在合成工序中置锅炉在线监测中的应用

3.项目实施难度及采取的措施

    检测单位技术人员查阅中置锅炉设备的档案资料并考察现场后认为如能解决以下难题，在线检测工作方能进行：1、由于中置锅炉设备壳体的工作温度较高（230℃左右），检测所用声波探头无法直接与设备壳体接触采集声波信息。对此难题设定多个方案均被排除，最终基于超声波在同一弹性介质中的传播速度是一致的原理，提出采用波导杆进行测声传递。并通过传热速度与环境温度的关系试验设计了测声波导杆（如图1）。2、波导杆与设备壳体如何贴合又成了难题。因为波导杆与容器壳体的贴紧密程度直接影响着声发射信号的接收质量及检测结果。而设备又处于带压运行状态，直接采用焊接方式又存在较大的安全隐患，也违反《容规》中有关要求。采用工业用高温粘结剂与磁铁夹具固定波导杆的试验结果表明信噪比达不到标准要求，达不到测声所需的贴合要求而无法采用。在此情况下通过设计软件对该设备的强度壁厚进行校核后发现该容器壳体的设计壁厚附加值的余量很大，采用焊接方法严格控制好焊接熔深是能确保操作安全的。为此编制了《1＃、2＃中置锅炉声发射壳体焊接波导杆安全措施》，并在集团公司专业压力容器制造企业指定两名经验丰富、技能水平高的焊工采用氩弧焊进行波导杆的焊接。焊接实施前由指定焊工多次进行焊接试验，在确保设备壳体侧熔深≤2mm后进行了现场焊接（13支/台  如图2），为《声发射监测技术方案》的顺利实施做好了准备工作。通过现场对中置锅炉设备进行的声发射监测，及时了解设备运行的安全状况，沧州欧谱为制定该设备的修理、改造计划提供了科学的依据。

4.项目实施的科学性与准确性

    2002年7月，为了了解两台中置锅炉运行近一年时间的安全状况，并对上次发现严重问题所采取的工艺措施进行验证， 对1＃、2＃中置锅炉再次进行声发射在线监测，未发现裂纹继续产生、扩展的异常情况，检测结果令人满意。声发射技术检测结果的准确性、在线监测方法的科学性及先进性，被2002年9月份中修时对两台中置锅炉拆解后进行的在用压力容器定期检验结果加以验证，并填补了本企业在用压力容器在线检测方面的空白。2003年、2004年又对两台中置锅炉进行了抽查式声发射在线检测均取得较满意的结果。

5.项目的技术水平状况

    声发射检测技术目前在压力容器、压力管道检测技术方面属国内先进水平。本次该技术在合成氨工序的中置锅炉进行的在线监测属国内同行业同类设备的首次应用。

6.经济效益分析

6.1本项目的安全效益远远大于直接经济效益；

6.2直接经济效益：利用声发射技术在线检测，及早掌握了中置锅炉的安全运行状况，焊缝探伤仪http://www.hanfengtanshangyi.com避免了原计划于2002年9月中修时更换2＃设备壳体的情况，节约设备购置、安装费用20.0万元；

6.3社会效益：声发射技术在线检测的成功应用，为在用压力容器、管道的定期检验、运行过程的安全状况监测积累了经验，为长周期运行提供了安全保障。

参考文献：万耀光 《声发射技术在压力容器无损检验中的应用》