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摘要：大型冶炼高炉焊接质量要求高，如何有效地对高炉钢结构和设备的焊缝质量进行检测至关重要。本文以某4350m3高炉为例，严把焊接质量关，制定了科学合理地无损检测方案，确保了高炉焊接质量。
关键词： 高炉；钢结构；无损检测；控制措施
无损检测也叫无损探伤，是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。大型冶炼高炉其结构和设备的焊接量巨大，如何保证每一条焊缝的焊接质量都达到设计规定要求，那么对焊缝的无损检测工作就显得尤其重要。
1 4350m3高炉需无损检测的主要构件
某4350m3高炉及相关的配套设施：矿焦槽及上料系统、炉顶系统、炉体系统、风口平台及出铁场系统、炉渣处理系统、热风炉系统、粗煤气系统、水处理系统、制粉喷吹系统、煤气净化环缝洗涤塔湿法除尘、TRT、电动鼓风站、铸铁设施、厂区综合管网。需要进行无损检测的构件如下：
（1）主要壳体结构：高炉炉体、五通球、重力除尘器、环缝洗涤器，热风炉壳体、混风室壳体。
（2）主要工艺管道及介质管道：上升下降管、煤气均排压管、荒煤气管；冷风管、烟道管、热风管；高炉煤气管，焦炉煤气管，氧气，氮气、蒸汽管、压缩空气管；给排水管；通风除尘管道；液压润滑管道等。
（3）主要钢结构：高炉和热风炉炉体框架；出铁场厂房、铸铁机厂房、耐材维修库厂房、高炉维修厂房、矿焦槽槽上钢结构厂房、制粉喷吹站上部结构等厂房钢结构；原料及上料皮带通廊、水渣通廊、电缆通廊等通廊桁架钢结构；各种通廊钢结构支架和架空管道支架钢结构；其它工艺辅助平台钢结构。
2 4350m3高炉钢结构和管道的主要焊接形式
（1）对管道有清洁度要求的焊缝采用氩弧焊打底，电焊盖面，直径小于40mm，采用全氩弧焊，其余管道采用电弧焊。
（2）管道制作环缝焊和纵焊缝的内缝采用CO2气体保护焊，纵缝的外缝采用埋弧焊。
（3）所有壳体的焊接采用CO2气体保护焊。
（4）框架、平台及厂房结构钢结构的主要采用CO2气体保护焊，手工电弧焊作为补充。
3 4350m3高炉无损检测准备工作
3.1 主要检测方法
RT（X射线检测）；UT（超声波检测）；MT（磁粉检测）；PT（渗透检测）。
3.2 无损检测探伤前准备
（1）RT探伤前，根据射线探伤工艺的规定，确定合理的曝光参数，被探工件按原材料、加工件、试件、成品标识方法的规定做好探伤标识。
（2）UT探伤前，根据超声波探伤工艺的规定，被探工件的母材种类、规格等参数选择合适探头、试块、耦合剂对超声波探伤机进行校验，制作合适的评定曲线。
（3）MT探伤前，根据磁粉探伤工艺的规定，被探工件的母材种类、规格等参数选择合适磁粉探伤机型号、磁粉种类、试片型号，并按照所选探伤机型号选择合适的试块对探伤机进行提升力、灵敏度的校验，合格后方可进行探伤。
（4）PT探伤前，根据渗透探伤工艺的规定，被探工件的母材种类、规格、现场环境等选择合适的探伤剂种类，并选择合适对比试块进行灵敏度校验，合格后方可进行探伤。
3.3 无损探伤人员资格管理
从事无损探伤工作的人员应经过技术监督部门组织的培训，必须由相应考核部门考核合格取得资格证书上，方能承担与资格证书的种类和技术等级相应的检验工作。无损探伤资格证书应定期考核换证，合资格证处于有效期内。无损探伤分为三个等级，可在证书所明确的能力范围内执行相应的任务。
4 4350m3高炉无损检测质量控制措施
4.1 磁粉探伤质量控制
（1）探伤设备：
型号：CDX-Ⅱ多用磁粉探伤机。
提升力：＞44N。
磁极间距：50～250mm。
试片：A型、C型。
（2）灵敏度校验：每个班次开始和结束之前，都必须用A型或C型试片，对受检工件表面有效磁场强度、检测区、方向及磁化方法进行校验。
（3）表面处理：
①受检部位及四周25mm范围表面，可用砂轮或钢刷打磨去除飞溅等。
②受检部位表面不得有油脂或粘附磁粉的物质。
（4）磁化及施加磁悬液：
①每一受检区应进行2次独立检测，磁力线方向大致互相垂直。
②磁极间距应控制在200mm左右，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm范围内，磁化区域每次应有15mm的重叠。
③采用连续法探伤，边磁化边施加磁悬液，通电时间1～3S，通电至少2次，停施磁悬液至少1S以后才能停止磁化。
④横向探伤时，磁悬液施加在受检部位的上前方。纵向探伤时，磁悬液施加在受检部位的正前方。
4.2 超声探伤质量控制
（1）探伤设备：
型号：CTS-9006型脉冲射式探伤仪
探头：根据检测母材厚度及检测部位确定使用相符探头。
试块：CSK—lA、ⅢA、RB 耦合剂：化学浆糊或洗洁精。
（2）灵敏度校验：每一班次开始和结束之前，都必须用试块对系统进行校验。
（3）表面处理：探头移动区应清理飞溅、铁削、油垢等，平整光滑。
（4）粗探：
①探伤在焊接结束24-48小时后进行。
②检测区域：焊缝两侧30%壁厚范围。
③扫查方式：
a.纵向缺陷：锯齿扫查，还应作10～15度的左右转动。
b.横向缺陷：斜平行扫查。
c.粗探标记：对怀疑是缺陷的位置作上标记。
（5）精探
①探伤方法：对粗探标记处进一步探伤。
②扫查方式：为区分真伪缺陷信号，观察缺陷动态波形，确定缺陷位置方向和形状采用以下扫查方式：a.前后扫查；b.左右扫查；c.转角扫查；d.环绕扫查；e.怀疑是裂纹等危害性缺陷，且不能确认，用其他方式辅助扫查。
4.3 射线探伤质量控制
（1）探伤设备：
射线探伤机：XXG-3005型X射线探伤仪（检测母材厚度≤48㎜）
观片灯：HG-LEDⅢ型强光观片灯
（2）底片评定：
①确认底片识别、定位标记是否齐全。
②确认象质计位置是否正确，象质指数是否符合要求。
③确认底片有效评定区反差适当，清晰度高，黑度符合要求。
④底片有效评定区内有无水痕、划伤、赃物、指纹等妨碍底片评定的假缺陷。 ⑤ 焊缝齐全完整，位置适中。
4.4 渗透探伤质量控制
（1）探伤方法：溶济去除型着色法。
（2）探伤环境：
①降雨时风雨棚外停止渗透探伤作业。
②被检部位的温度应在15～50℃之间；若环境温度在5～15℃时，应增加渗透时间，并用B型试块灵敏度校验。
（3）灵敏度校验：每一半班次开始之前，都必须有B型试片，对受检工件表面温度，探伤剂性能及操作工艺进行校验。
（4）表面处理：受检部位及四周25mm区域内去铁锈等有障于探伤的物质。确认干燥后施加渗透剂。
（5）渗透时间：
探伤部位温度渗透时间
15～20℃10～15min
20～50℃≥10min
（6）显像：显像剂在使用前用力摇动1min以上，使其均匀分散。喷嘴离被检表面300～400mm，与被检面呈30～40度角，而且显像剂应均匀分布，不可在同一位置反复施加。不可用倾倒方式施加显像剂，显像时间不少于7min。
5 焊缝质量等级要求
5.1 焊缝外观质量等级要求
5.2 焊缝内部质量等级要求
（1）高炉炉壳、热风炉炉壳、重力除尘器壳体、五通球、环缝洗涤塔等壳体类焊接质量要求如下：
5.3 焊缝质量检验及检测方法
（1）要求全焊透或部分焊透的焊缝，其内部缺陷检验应采用超声波（UT）或射线（RT）检测。
6 结束语
X射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测，每一种检测方法的原理和特点各不相同，其适用的检测范围也不一样。因此对大型冶炼高炉焊缝质量的检测需要考虑被检测对象的规格、材质、用途、焊缝形式等多方面因素，再结合设计和规范要求，才能确定出合理的无损检测方法。
参考文献：
[1] GB/T 11345-2013《焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》.北京：中国标准出版社，2014
[2] 邱平.《建设工程无损检测技术与应用》.北京：中国环境出版社，2013
[3] 夏纪真.《工业无损检测技术射线检测》.广东：中山大学出版社，2014
[4] 李家伟.《无损检测手册》.北京：机械工业出版社，2012
论文作者:李建林
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/10
标签：高炉论文; 射线论文; 钢结构论文; 工件论文; 缺陷论文; 壳体论文; 管道论文; 《防护工程》2019年第5期论文;