鍋爐是發電廠較重要的生產設備（bèi），其爐內水（shuǐ）冷壁管（guǎn）在長期（qī）服役中受（shòu）到煙氣、煤（méi）灰和火焰等侵蝕，極易（yì）出現磨損、腐蝕，造成管壁局（jú）部減薄，在（zài）管內高壓、高溫蒸汽（qì）的作用下，最（zuì）終產生（shēng）管（guǎn）體爆（bào）裂泄漏等嚴重事故。鍋爐（lú）出現泄（xiè）漏與（yǔ）一般管道（dào）出現泄（xiè）漏不同，無（wú）法在生（shēng）產運行中進行維修，往往（wǎng）要停機（jī）搶修，其經濟損失巨大（dà），因而（ér）各電廠對有效減少和（hé）避免鍋爐爆管都（dōu）非常（cháng）重視，能在短期停爐（lú）期間不（bú）用搭滿爐膛架子而（ér）對水冷壁用爬行機器人（rén）進（jìn）行檢查具有十分重（chóng）要的（de）意（yì）義。

一（yī）、電廠鍋爐水冷（lěng）壁腐蝕的類型

1、內壁垢下腐蝕（shí）

當水冷壁管（guǎn）受（shòu）熱麵內由（yóu）於垢（gòu）下腐蝕產生的氧化（huà）物造成蒸汽停滯或流速減小時，將發生反應，並在金屬表麵（miàn）形成（chéng）磁性氧化（huà）鐵膜（Fe3O4），稱為“蒸汽腐（fǔ）蝕"，所產生（shēng）的蒸汽腐蝕後生（shēng）成的氫（qīng）氣如果不（bú）能（néng）較（jiào）快地被（bèi）氣流帶走，將（jiāng）與鋼管表麵發（fā）生作用，使之脫碳，造（zào）成鋼（gāng）材變脆，所以也稱（chēng）為“氫（qīng）腐蝕"。

內（nèi）壁腐蝕實質上是化學反（fǎn）應（yīng）過程（chéng），局部溫度越高反（fǎn）應越強烈。反應中產生的氫（qīng）氧化（huà）物（wù）殘餘物將使（shǐ）局（jú）部蒸（zhēng）汽（qì）流速減慢，更促進了（le）上述反應（yīng）的進行，垢（gòu）下腐（fǔ）蝕一般發（fā）生（shēng）於鍋爐水冷壁（bì）管向火側內壁，破壞形式如貝（bèi）殼。垢下腐蝕發生後向深（shēn）度發（fā）展，致（zhì）使管壁（bì）穿孔爆裂。另外（wài），被（bèi）腐（fǔ）蝕區域（yù）的鋼材表（biǎo）麵（miàn）蓋有疏鬆的鐵鏽層，造（zào）成管壁熱傳導性不良，出現局部管壁過熱，產生材質（zhì）蠕變，甚至出（chū）現管（guǎn）壁向外鼓包（bāo），最終破（pò）裂。

在多次不同電廠（chǎng）的鍋爐（lú）檢測中，發現水（shuǐ）冷壁管內壁缺陷有的以下（xià）幾種主要特征：

（1）缺陷多為腐（fǔ）蝕（shí）坑，裂紋極少（shǎo）。

（2）所（suǒ）有（yǒu）的腐蝕坑都發生在向火側，以中間部位居多。

（3）腐蝕坑的麵積大小，深（shēn）度不同，隨服役時間（jiān）而發（fā）展（zhǎn）。

（4）在爐牆上分布無規（guī）律可言。如某處出現（xiàn）爆管，而割開附近（jìn）幾處管檢查都完好無損,運行（háng）一段時間又（yòu）會在其它位（wèi）置爆管。

2、外（wài）壁高溫腐蝕

影響（xiǎng）水冷（lěng）壁外部腐蝕的（de）最主要原因是水冷壁附近的煙（yān）氣成分和管（guǎn）壁（bì）溫度。具體地說（shuō），由於燃燒器（qì）附近火焰溫度可高達1400℃左右，因此，煤中的礦物成分（fèn）揮發（fā）出的腐蝕（shí）性氣體較多，為受（shòu）熱麵的腐蝕創（chuàng）造（zào）了條件。另外，由於燃燒器區域（yù）附近水（shuǐ）冷（lěng）壁（bì）管的熱（rè）流密（mì）度很大，溫度梯度也很大，管（guǎn）壁溫度常達（dá）400～450℃，這對管壁的高溫腐蝕（shí）也起著不小的作用。

鍋爐水冷壁管（guǎn）子金屬在氧、硫等氧化（huà）劑（jì）的作用下，發生氧化反應，產生（shēng）高溫腐蝕。當煙氣和積灰層中含（hán）有腐蝕（shí）性成分時，管子（zǐ）將（jiāng）發生腐蝕，甚至造成爆管。

燃（rán）煤（méi）鍋爐（lú）水冷（lěng）壁（bì）上發生的高溫腐蝕通常屬於硫化物型高溫腐蝕，主要由（yóu）煙氣（qì）中的H2S氣體造成（chéng）。在燃燒區域煙（yān）氣中氧含（hán）量較低並存在還（hái）原性氣體(如（rú）CO、H2等)時，煤中的硫和氯會生成（chéng）H2S和HCI氣體，並與水（shuǐ）蒸氣形成腐蝕性較強（qiáng）的酸（suān）性氣體，與（yǔ）管（guǎn）壁金（jīn）屬氧化膜（mó）發生（shēng）腐（fǔ）蝕反應，從而使（shǐ）金屬表麵的保護（hù）膜（mó）遭到破壞。

另外目前（qián）環保要求（qiú）下的低氮缺氧燃燒是高溫（wēn）腐蝕（shí）的重（chóng）要原因。

二、水冷（lěng）壁腐蝕（shí）的危害

電廠（chǎng）的（de）水（shuǐ）冷壁在十（shí）分惡劣（liè）的環境（jìng）下工作，存在（zài）磨損、拉（lā）裂、高（gāo）溫（wēn）腐（fǔ）蝕、結垢等（děng）問題，這些問題不及時發（fā）現最終都（dōu）可能引起事故的發生。

根據（jù）相關（guān）統計（jì），火電機組（zǔ）非停事故有60%是由（yóu）於鍋（guō）爐“四管"爆裂引（yǐn）起的，“四管"爆（bào）裂裏麵75%是由於（yú）水冷壁的（de）腐蝕磨（mó）損引起的。

我國（guó）將近八成的大型電（diàn）站鍋（guō）爐受到水冷壁高溫腐蝕的（de）影響（xiǎng），高溫腐蝕會（huì）造成水冷壁厚度不斷變薄、材料強度降低，水冷壁可能（néng）有爆管、泄漏情（qíng）況（kuàng）的（de）發（fā）生，危及（jí）到整（zhěng）個鍋（guō）爐的正（zhèng）常安（ān）全運行。一旦發生（shēng）非（fēi）計劃（huá）停運事故，會對發電廠帶來巨大的（de）經濟損失。

因此（cǐ）鍋爐高溫（wēn）腐蝕（shí）的防治對於鍋爐的安（ān）全穩（wěn）定運（yùn）行是十分必要的，水冷（lěng）壁的（de）定（dìng）期檢測能及時發現，杜絕事故的（de）發生。

三、水冷壁腐蝕的傳統檢測

目前國內鍋爐水冷壁的檢測方式，主要是人（rén）工搭腳手架或（huò）者（zhě）升降平台（tái）進（jìn）行檢測，外壁檢測（cè）主要是用（yòng）肉眼和手感、用超聲測厚（hòu）儀測量管壁厚度找出腐蝕位置；內壁用（yòng）超聲波測厚儀或割管用內窺鏡（jìng）檢查管內腐蝕情況（kuàng）。

鍋（guō）爐爐（lú）膛內的粉塵比較大，而且（qiě）需要（yào）等待爐膛內冷卻到室溫（wēn）才能搭（dā）建腳手（shǒu）架。對水冷壁進行（háng）人工檢查，工（gōng）作環（huán）境惡（è）劣、工作量大、進度慢、成本高。而且人為（wéi）的因（yīn）素（sù）、數（shù）據（jù）並不是很完善，易出（chū）現漏檢。且鍋爐水冷壁檢修（xiū）屬（shǔ）於受限空間（jiān）內高（gāo）空作業，其（qí）風險程度相當高，一旦發生高空墜落將給當事人與企業（yè）造（zào）成嚴重後果（guǒ）。

四、水冷壁（bì）爬行機器人的檢測

4.1 檢測（cè）簡介

我司針對水冷壁人工檢測（cè）的（de）問題（tí）開展研究。研發（fā）團隊通（tōng）過電廠現場考查和多次設計的實（shí）際試用，研製成功了水冷壁（bì）爬行 機器（qì）人。水冷壁（bì）爬行 機器（qì）人能夠（gòu）代替人工進（jìn）行水（shuǐ）冷壁（bì）檢測（cè），機器（qì）人采用永磁技術（shù）吸附在水冷壁上，可在水冷壁上移動，通過實時的高清（qīng）視頻完（wán）成（chéng）對水冷壁排（pái）管浮灰的衝洗（xǐ）、清焦、排管（guǎn）外觀（guān）的檢測（cè）、排（pái）管壁厚度的自動檢測、缺陷的定位等功能。實現了對電廠水冷壁防磨防（fáng）爆的（de）智能化各方（fāng）位檢測，對推動電廠（chǎng）安全運行、節省工期和費用具有重（chóng）要意義。

4.2 組成和原理（lǐ）

機器人采用（yòng）磁性吸附式（shì）結構，能夠在爐膛範圍內可靠攀爬，機器人垂直拉力（lì）大於200kg。並可根據不同任務（wù）進（jìn）行模塊組（zǔ）裝，包括（kuò）驅（qū）動行（háng）走機構、檢測機構、清洗裝置和顯示控製器。

驅動行走機構包括（kuò）車（chē）身、減速電機、車架和磁輪，減速（sù）電機設（shè）置於（yú）車身內。

檢測機構包括前、後置高清攝像頭（tóu）、電磁超聲測厚儀、定位裝（zhuāng）置，分（fèn）別設（shè）置在車身上（shàng）。

清洗裝置包括清（qīng）掃刷和兩個高壓噴水（shuǐ）裝置組成（chéng），分布於車身（shēn）的兩側。

顯示控製器采用7寸高清觸摸屏的安卓係統（tǒng）控製終（zhōng）端，控製水冷（lěng）壁的爬（pá）行機器人行（háng）走、檢（jiǎn）測（cè）、清（qīng）洗和厚度的顯示。

4.3 水（shuǐ）冷壁爬行機器人的特點及技術參（cān）數

（1）高清視頻

攝像頭（tóu）采用（yòng）200萬像（xiàng）素CMOS圖（tú）像傳感器，150°大視（shì）場角，LED照明，實時1080P高清（qīng）攝像、存儲。可實現（xiàn）對（duì）現場環境、機（jī）器（qì）人的行走（zǒu）、管壁外觀高溫磨損的檢測和記錄。

（2）高壓（yā）衝（chōng）洗（xǐ）

搭載（zǎi）的2個（gè）高（gāo）壓水清洗係統，對水冷（lěng）壁進行清洗時可達（dá）到5兆（zhào）帕的衝（chōng）洗力，能（néng）很高效的把水冷壁上的一些結（jié）渣、結焦衝洗掉（diào），衝洗耗水量不大於10L/min。

（3）高（gāo）精（jīng）度測厚

采用（yòng）電磁超聲測厚裝置，無需耦合（hé）劑，以0.1mm精度的測量（liàng）水（shuǐ）冷壁（bì）的（de）管壁（bì）厚度（dù）。省去了傳統的超聲波測厚方式必須塗抹耦合劑才能進行測厚的不（bú）方便性。