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NDT行业专家:“从当阳电厂管道爆炸事故谈TOFD技术应用”

从事工业无损检测工作的职业使然,听到工厂爆炸之类的事故总是多一份关心。这次当阳发电厂管道爆炸消息一传出,微信上就有好几个同行打听消息和发表感慨。事故刚发生的两天从网上看不到爆炸原因。前天我给一位电力系统的熟人打电话询问,他说爆炸原因还不清楚,但推测是焊缝质量有问题。昨天早上看见新京报的报道——果然是焊缝破裂。

从新京报得到的信息是:这个热电项目还没有投产,在建调试过程中高压蒸汽管道发生了爆炸;该管道直径426mm;破裂的焊口是管子与流量计阀门连接的环焊缝;巨大的爆炸能量以及大量高温高压蒸汽冲入主控室,造成人员严重伤亡。

承压管道设计的安全系数至少有2.5-3,也就是说,管道即使承受比正常工作压力高2.5-3倍的内压也不会发生破裂;另一方面,环向所受的应力仅仅是纵向所受应力的一半,也就是说,即使管道环焊缝强度减半,也可以承受正常工作压力2.5-3倍的内压而不发生沿环向的破裂。在调试阶段应该不会发生大幅度超压,新管道不存在应力腐蚀或疲劳问题,所以可以推测,如果管道环焊缝发生了破裂,焊口质量一定非常差,焊接一定有问题,无损检测也一定有问题。

如果是无损检测问题,那就是缺陷漏检。如果因缺陷漏检导致爆炸,那漏检的一定是大缺陷。但是只要实施了无损检测,大缺陷应该是不会漏检的。是因为管理疏漏——漏查了焊口?还是检测人员工作责任心不强——马虎操作甚至弄虚作假?或是工艺错误,技术水平低劣?过些时候肯定有进一步调查结果。

一台电力锅炉的管道有成千上万道焊口,在这些焊口中,管子与管件(阀门、三通、弯头等)连接的焊缝是薄弱环节。因为该类焊口多是不等厚连接,且多是异种材料连接,对焊接和应力不利,另一方面,该类焊缝结构实施无损检测比较困难,用常规无损检测技术(常规射线或常规超声)效果并不好:

用常规射线检测该类焊缝,只能使用γ射线双壁透照,由于厚度大,中等能量的铱192无法胜任,需要高能量的钴60才能穿透。而且曝光时间很长,底片影像清晰度和灵敏度都比较差。

常规超声波检测的问题是:由于焊缝两边厚度不等,且扫查面不够,很难保证波束覆盖。另外常规超声的固有缺点:过程信息不能记录和检测结果不能成像也使其可靠性大打折扣。

我一直认为,如果锅炉主蒸汽管道环焊缝的检测不用常规射线和常规超声,而改用近年来国内推广的无损检测新技术——衍射时差法(TOFD)超声检测,是可以使可靠性大幅度提高的。TOFD非常适合主蒸汽管道环焊缝,包括管子和管件连接的环焊缝,但应用推广却不尽如人意:一方面是设计部门和管理部门中有些人不相信新技术的可靠性而不同意用(老方法用了好多年,出问题也不是他的责任),另一方面是该行业的一些检测人员对该类焊缝结构的TOFD检测工艺工装研究不深不透,试用效果不够完美,反而影响了推广。

文章出处说明:本文转自远东无损检测论坛网(强天鹏博文)


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