摘要：目前，大容量锅炉一般采用悬吊式全钢结构，锅炉的全部重量通过吊杆、过渡梁、次梁由主梁承担，而主梁再通过立柱把锅炉的全部重量传递到基础上。钢结构在锅炉安装中最先进行，也是其他部件安装和找正的依据，钢结构自下而上逐层安装完成后，方进行汽包、受热面等承压部件的安装。
关键词：锅炉制造；焊缝；相控阵；新技术；应用；分析
引言：当前我国锅炉压力容器生产技术已经达到一定水平，但还具有较大的提升空间，为了促进我国锅炉压力容器制造技术得到进一步提升，应该不断加大对于锅炉容器焊接技术的研发力度，培养科研人员的专业能力。同时引进国外一些尖端技术，实现技术的进一步创新。在建设创新型国家的背景下，不断发展自己的焊接技术，提升核心竞争力，创造出领先的焊接技术水平。
1.钢结构焊缝检验要求
DL 647-2004《电站锅炉压力容器检验规程》是锅炉产品制造质量监检的主要依据，该规程对钢结构到达安装工地现场后的抽检要求“大板梁、钢结构的焊缝表面做100%外观检查，其尺寸和表面质量应符合制造技术条件；大板梁焊缝做表面探伤和超声波探伤，抽查比例各10%；钢结构焊缝做表面探伤，抽查比例为1%”。钢结构焊缝安全性能检验主要采用外观检查、磁粉探伤、超声波探伤3种检测方法。
2.外观检查
外观检查主要用肉眼观察，是锅炉检验中最直接、最基本的检验方法。检查焊缝表面质量是否符合制造技术条件要求是外观检查的重点，外观检查可方便、快捷的发现肉眼可见表面裂纹、夹渣、气孔、未熔合、咬边等不允许缺陷，而在此基础上，通过检验人员的宏观判断确定是否需要对某些部位采用检测仪器作进一步检查是及时发现重大缺陷的关健，也是外观检查的要点。安全性能检验中钢结构焊缝外观检查不合格项几乎均为焊缝表面存在气孔、咬边、夹渣、裂纹等超标缺陷。外观检查中，检验人员应按检验大纲要求对各部件认真检查，及时发现设备缺陷，同时还应根据表面缺陷的严重程度、分布特征初步推断焊缝质量的优劣及该焊缝在制造阶段是否严格执行了焊接、检测工艺，以决定是否必要采用其它无损检测方法做进一步检验。H型钢主梁对接焊缝等被加强板覆盖的隐蔽焊缝，因出厂后无法进行外观、表面探伤检验，钢结构制造过程中极易出现粗制滥造，不按照加工工艺要求进行焊接及检验现象。建议对该批焊缝的质量控制除加强驻厂监造力度外，应在安全性能检验中对该批焊缝外露部份重点进行外观检查，必要时增加其它无损检测手段。
3.锅炉制造焊缝相控阵成像技术特征
在锅炉制造焊缝相控阵成像技术中，需对焊缝或某一物体进行成像，因此要求检测设备具有声束扫描的功能。现阶段被广泛应用到的扫描技术分为机械扫描及电子扫描两种，而焊缝相控阵新技术则是将此两种扫描技术进行有机的结合，通过一定控制换能装置以及其中阵元激励，改变阵元发射声波以及其与物体之间所存在着的相位关系，并以此达到聚焦点以及声束变化方向的实时检测目的，形成完整的焊缝相控阵行为。由于焊缝相控阵内的延迟时间可随着时间的推移出现一定的动态变化，因此在应用焊缝相控阵期间的探头装置也采用了其声束角度以及动态聚焦的特征。其中，焊缝相控阵技术内不同阵元受到脉冲影响而出现不同延迟时间上的变化，用以控制及延迟实际偏移角度与焦点。同时，在焊缝相控阵新技术的实际应用过程中，焦点的转移也可实现二维成像。因此为更好的进行动态聚焦，焊缝相控阵装置就需依照波束聚特征，针对不同阵元发射信号，以此达到延迟控制方向的目的。锅炉制造中各阵元信号经过相互延迟及叠加，形成特定方向的反射回波，并以此从根本上提升检测图像的实际分辨力，保障锅炉焊接作业的精准性。
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4.锅炉制造焊缝相控阵新技术的实际应用
4.1焊缝相控阵模拟仿真软件
在锅炉制造焊接期间，经常会遇到诸如管座接头等较为复杂的焊接工艺，因此应用传统检测技术难以做到对焊缝的全面检测。而应用焊缝相控阵新技术对复杂焊缝进行检测时，可应用到焊缝相控阵仿真软件，提升超声波传播路径的可视化程度，并使相关工作人员能够更加清楚以及准确的观测到焊缝具体情况与其在实际焊接过程中存在的问题，对锅炉制造的焊接进行辅助识别以及缺陷信号的处理及分析，对原有检测方式进行优化及完善，找寻出探头形状以及最优延迟法则，进而从根本上提升焊缝相控阵新技术在实际应用过程中的高效性。
4.2焊缝相控阵检测及视图
锅炉制造焊缝相控阵新技术内部扫查装置的移动及相控阵波束方向组合成了其特殊的扫查方式。由此可见，在锅炉制作期间选择适当的扫查方式可极大程度上检测缺陷，并对其进行定量。在焊缝相控阵新技术中，主要采用线性扫描方式，依照一条线性路径对焊缝进行进一步扫描，将所有数据均沿着单一的轴进行汇总时，需使用相应的扫描编码装置。值得注意的是，线性扫查装置应结合锅炉制造要求及焊接工艺的实际内容调节其扫差速度、扫查轴以及编码装置的实际分辨率。举例而言，在对某一亚临界机组锅炉焊缝进行检测时，可将锅炉制造焊缝相控阵新技术应用在锅炉内汽包安全阀、蒸汽管道以及再热管道的焊缝检测上，并对所发现的缺陷部位进行及时记录以及全面分析，基于实际检测结果及其具体成像情况，对焊缝缺陷处进行及时的维护。
5.锅炉制造焊缝相控阵新技术与常规技术的对比分析
5.1锅炉制造焊缝常规检测技术应用局限性
在锅炉制造焊缝的常规检测技术应用期间无法准确的检测较为复杂的焊缝结构，同时受到结构曲壁、壁厚等因素的影响，其在实际检测期间也会出现信号识别难度较大，缺陷位置定位较为困难等问题，难以从根本上保障焊缝的质量，造成锅炉后期运行风险性较高。
5.2锅炉制造焊缝相控阵新技术的优质
相较于常规焊缝检测技术相比，锅炉制造焊缝相控阵新技术主要具有以下优势：第一，具有更大的扫描范围以及多角度的选择，并可覆盖到常规检测技术中覆盖不到的位置，其实际的检测盲区较小；第二，锅炉制造焊缝相控阵新技术可对缺陷部位成像，并可清楚的看到缺陷信息位置以及图像特征，从而更好的判断出缺陷类型以及成因；第三，利用锅炉制造焊缝相控阵新技术内部的分层聚焦方式或特定部位聚焦方式，也可在原有基础上提升焊缝缺陷检测效率，并以此实现点面聚焦。
总结：总而言之，锅炉制造中焊缝相控阵新技术能够依据波束方向以及焦距的变换，提升焊缝检测结果的准确性以及自适应性。其中，焊缝相控阵新技术也可有效检测各类直径及厚度的锅炉，为保障锅炉平稳运行，提升锅炉使用年限奠定了坚实的基础。因此为充分发挥出焊缝相控阵新技术的积极作用，要求相关工作人员能够认清该项技术在实际应用期间的难点及注意事项，结合锅炉制造的具体要求，提升焊缝相控阵技术在实施期间的经济效益及安全效益。
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论文作者:安广山,张磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：相控阵论文; 锅炉论文; 新技术论文; 缺陷论文; 钢结构论文; 外观论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第6期论文;