專利名稱：：超薄壁吹灰器外套管焊縫超聲檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于超聲檢測方法，特別涉及一種超薄壁(T<4mm)吹灰器外套管焊縫超聲檢測方法。技術(shù)背景電站鍋爐長桿吹灰器拉桿外套管是由拉桿外套管和吹灰汽源管組成，每120分鐘進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)吹灰，進(jìn)行吹灰時，吹灰汽源管開始放出高壓氣體，外套管會同汽源管由鏈條傳動旋轉(zhuǎn)進(jìn)入高溫爐膛，邊旋轉(zhuǎn)邊吹灰，吹灰約10分鐘后，外套管被旋轉(zhuǎn)拉出爐膛，停止運(yùn)行。由于工況的復(fù)雜性，在焊口的薄弱部位受到了復(fù)雜的交變應(yīng)力、振動疲勞、熱疲勞、剪切力等，使該部位極易產(chǎn)生裂紋而導(dǎo)致斷裂，斷裂后，由于吹灰汽體和鏈條傳動作用，外套管被頂入前爐膛，墜入爐底，如果斷裂的外套管砸傷水冷壁，會造成嚴(yán)重的后果。為保證電站鍋爐長桿吹灰器拉桿外套管正常使用，因此必須進(jìn)行無損檢測，但是現(xiàn)行超聲波檢測標(biāo)準(zhǔn)要求檢測部件規(guī)格直徑最小達(dá)到4)32ram，厚度最薄達(dá)到4mm(DL/T820-2002《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》要求)，其他如《承壓設(shè)備無損檢測》JB/T4730-2005，GB11345-89規(guī)格要求均大于4)32X4mm要求。在小于以上規(guī)格時，通常無法檢測，需改為射線檢測。300MW發(fā)電鍋爐吹灰器拉桿外套管焊口部分規(guī)格材質(zhì)4)89X3.5/lCrl8Ni9Ti，其中焊口道為4)89X3.5/1Crl8Ni9Ti/4)89X3.5/12CrlMoV對接，按照現(xiàn)行的超聲波檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，該部件無法進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)。由于射線檢驗(yàn)必須停止吹灰器的運(yùn)行，將吹灰器汽源管抽出后方能實(shí)施，所以射線檢驗(yàn)勢必影響電力生產(chǎn)。并且超聲檢驗(yàn)對內(nèi)外表面裂紋的敏感性決定了使用超聲檢測技術(shù)的必要性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超薄壁吹灰器外套管焊縫超聲檢測方法。達(dá)到不影響電力生產(chǎn)的情況下解決電站鍋爐長桿吹灰器拉桿外套管檢測。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種超薄壁吹灰器外套管焊鏠超聲檢測方法，其特征在于-1、采用對比試塊、選擇設(shè)備，探頭1.l對比試塊利用4>89X3.5/1Crl8Ni9Ti管道，制作對比試塊，在其上制作人工缺陷為寬0.5mm，深1.0mm的矩形槽，試塊表面狀態(tài)和吹灰器外套管表面狀態(tài)相同；1.2探頭選擇調(diào)整為提高端角反射敏感性和克服壁薄造成的檢測難度選用K3.5的探頭；為減少不銹鋼焊縫粗大晶粒對入射波的衰減，選擇頻率為2.5MHz;并采用小徑管探頭型式，小晶片、短前沿；晶片尺寸6X6mm;前沿距離小于6mm。晶片材料采用鋯鈦酸鉛陶瓷；探頭底部曲率半徑按照4)89管道制作。1.3儀器設(shè)備選用選用具有裂紋測高功能的漢威HS-600a數(shù)字超聲探傷儀，儀器的水平線性滿足在100mm聲程范圍內(nèi)誤差小于等于士O.3%，時實(shí)采樣頻率80MHz。2、薄壁吹灰器外套管超聲參數(shù)設(shè)定及檢驗(yàn)過程2.1測定儀器、探頭的參數(shù)實(shí)測探頭前沿5mm，折射角74°K3.5，始脈沖寬度2腿，探頭分辨力9.6dB。2.2調(diào)節(jié)掃描比例在對比試塊上按照水平2:l調(diào)節(jié)掃描速度，使反射回波遠(yuǎn)離始波，又能得到相對較窄的波型；通過計(jì)算可知內(nèi)表面人工缺陷的回波應(yīng)在面板24.5mm處，外表面人工缺陷則應(yīng)在面板49iran處；2.3DAC曲線的制作及確定靈敏度在對比試塊上掃査管道內(nèi)表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值為62.6dB，脈沖波形不平滑；對比試塊上掃査管道外表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值為67.5dB，脈沖波形平滑；以內(nèi)表面人工缺陷的反射波達(dá)到80%所對應(yīng)的62.6dB，和外表面人工缺陷的反射波達(dá)到809()所對應(yīng)的67.5dB連一直線，繪制DAC曲線；為提高檢驗(yàn)的檢出率，減少工件在運(yùn)行中的安全隱患，保證檢驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)較小的裂紋，將探傷靈敏度設(shè)定為DAC+6dB;2.4現(xiàn)場檢測及判定現(xiàn)場檢測除按照DL/T820-2002要求采用直射法和一次反射法單面雙側(cè)檢驗(yàn)，矩形掃査方式外，由于焊縫表面修磨與原材平齊，還應(yīng)該跨過焊縫掃査；判定當(dāng)缺陷反射波幅達(dá)到或超過DAC+6dB時，判定為不合格。本發(fā)明效果是采用此種超聲波方法檢測超薄壁吹灰器外套管焊縫可達(dá)到靈敏，準(zhǔn)確，簡便。能夠替代射線檢測，測試過程不影響電力生產(chǎn)。提高檢驗(yàn)的檢出率，減少工件在運(yùn)行中的安全隱患，保證檢驗(yàn)結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)較小的裂紋，保證電力安全生產(chǎn)。圖1是對比試塊示意圖一圖2是對比試塊示意圖二圖3是人工缺陷直射波波型圖4是人工缺陷一次反射波波型圖5是解剖管外表面裂紋顯示圖6是解剖管內(nèi)表面裂紋顯示具體實(shí)施方式超薄壁吹灰器外套管焊縫超聲波檢測方法1、試塊、探頭與設(shè)備1.l對比試塊的設(shè)計(jì)由以上受力及失效原因分析可知，主要的檢驗(yàn)?zāi)康氖菣z査出在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的裂紋。在超聲檢驗(yàn)過程中，需要一種模擬裂紋試塊來進(jìn)行缺陷的定量，但對于材質(zhì)規(guī)格為4>89X3.5/1Crl8Ni9Ti的部件，目前尚無此種類型的對比試塊?；诖朔N情況，我們利用4)89X3.5/1Crl8Ni9Ti管道，設(shè)計(jì)了如圖1所示的對比試塊。人工缺陷為寬0.5mm，深1.0mm的矩形槽，試塊表面狀態(tài)和吹灰器外套管表面狀態(tài)相同。圖l:對比試塊示意圖1.2探頭設(shè)計(jì)參考端角反射的規(guī)律，45°(Kl)探頭對端角反射有很強(qiáng)的敏感性，60°(K2)的端角反射敏感性最差，隨著角度的增大，端角反射敏感性逐漸增強(qiáng)。因此為了能最大限度的提高對裂紋的敏感性并能得到較適宜的波型，應(yīng)采用較大角度的探頭。當(dāng)采用電力小徑管5PK36X6探頭對人工缺陷進(jìn)行探測時，發(fā)現(xiàn)雜波較少，屏幕顯示清晰。在探頭設(shè)計(jì)時，為增強(qiáng)端角反射的敏感性，選用K3.5的探頭(后在實(shí)際探傷中，應(yīng)用K3.5的探頭，同樣能得到雜波較少的屏幕界面)。吹灰器連接桿外套管的材質(zhì)為1Crl8Ni9Ti。雖然管壁較薄，但是為了更進(jìn)一步減少粗大晶粒對入射波的衰減。確定頻率為2.5MHz。并采用小徑管探頭型式，小晶片、短前沿。晶片尺寸6X6mm;前沿距離小于6mm。晶片材料采用鋯鈦酸鉛陶瓷。探頭底部曲率半徑按照4)89管道制作。1.3儀器設(shè)備選用選用具有裂紋測高功能的漢威HS-600a數(shù)字超聲探傷儀，儀器的水平線性滿足在lOOmm聲程范圍內(nèi)誤差小于等于士O.3%，時實(shí)采樣頻率80MHz。2、薄壁吹灰器外套管超聲參數(shù)設(shè)定及檢驗(yàn)過程2.1測定儀器、探頭的參數(shù)利用電力小徑管賴專用試塊測定探頭的前沿、折射角、始脈沖寬度、探頭分辨力。測定方法見DL/T820-2002《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》，實(shí)測探頭前沿5mm，折射角74°(K3.5)，始脈沖寬度2mm，探頭分辨力9.6dB。2.2調(diào)節(jié)掃描比例在圖示對比試塊上按照水平2:l調(diào)節(jié)掃描速度，使反射回波遠(yuǎn)離始波，又能得到相對較窄的波型。通過計(jì)算可知內(nèi)表面人工缺陷的回波應(yīng)在面板24.5mm處，外表面人工缺陷則應(yīng)在面板49ram處。2.3DAC曲線的制作及確定靈敏度在圖示對比試塊上掃査管道內(nèi)表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值為62.6dB，波形如圖3所示；在對比試塊上掃査管道外表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值為67.5dB，波形如圖4所示。以內(nèi)表面人工缺陷的反射波達(dá)到80%所對應(yīng)的62.6dB，和外表面人工缺陷的反射波達(dá)到8(m所對應(yīng)的67.5dB連一直線，繪制DAC曲線。為提高檢驗(yàn)的檢出率，減少工件在運(yùn)行中的安全隱患，保證檢驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)較小的裂紋,將探傷靈敏度設(shè)定為DAC+6dB。2.4現(xiàn)場檢測及判定現(xiàn)場檢測除按照DL/T820-2002要求采用直射法和一次反射法單面雙側(cè)檢驗(yàn)，矩形掃査方式外，由于焊縫表面修磨與原材平齊，還應(yīng)該跨過焊縫掃查。判定當(dāng)缺陷反射波幅達(dá)到或超過DAC+6dB時，判定為不合格。3、檢驗(yàn)結(jié)果對比自2003年6月開始，每隔半年對該電廠ltt、2ft爐的57tt76共長桿吹灰器外套管進(jìn)行一次檢驗(yàn)，截止2005年，共檢查4次，檢查出帶有疲勞裂紋焊口5道，并對吹灰器外套管進(jìn)行了更換。分別對5道焊縫進(jìn)行了解剖，解剖結(jié)果證明檢測結(jié)果與實(shí)際情況相吻合o為了驗(yàn)證檢測結(jié)果的真實(shí)性和科學(xué)性，又對2003年6月份檢測出的裂紋解剖管道和人工裂紋缺陷試塊進(jìn)行了對比試驗(yàn)。解剖管道著色檢驗(yàn)顯示裂紋如圖5、圖6所示。掃査如圖5、圖6所示解剖管內(nèi)焊縫根部裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值；掃査外表面裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值，現(xiàn)將人工模擬裂紋測試結(jié)果和真實(shí)裂紋的測試結(jié)果進(jìn)行一下比較，對比結(jié)果見表l。表l:對比試塊與裂紋解剖管超聲檢測數(shù)據(jù)對比:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述試驗(yàn)和實(shí)際檢測證明采用模擬裂紋對比試塊，利用2.5MHz、K3.5(74°)小晶片(6mmX6mm)對規(guī)格材質(zhì)為(!)89X3.5/lCrl8Ni9Ti，奧氏體不銹鋼焊縫吹灰器外套管的探傷是有效的而準(zhǔn)確的。4、結(jié)論試驗(yàn)證明，對于小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最薄壁厚4mm的4)89X3.5奧氏體不銹鋼小徑管焊縫，能夠采用模擬裂紋對比試塊調(diào)節(jié)儀器，利用2.5P6X6K3.5參數(shù)的小徑管探頭進(jìn)行有效檢測內(nèi)、外表面裂紋。上述試驗(yàn)同時也對壁厚小于4mm奧氏體不銹鋼粗晶材料的超聲波探傷作了一些有益的嘗試，對于其它壁厚小于4mm焊接接頭的超聲波探傷也具有參考意義。權(quán)利要求1.一種超薄壁吹灰器外套管焊縫超聲檢測方法，其特征在于(1)采用對比試塊、選擇設(shè)備，探頭1.1對比試塊利用φ89×3.5/1Cr18Ni9Ti管道，制作對比試塊，在其上制作人工缺陷為寬0.5mm，深1.0mm的矩形槽，試塊表面狀態(tài)和吹灰器外套管表面狀態(tài)相同；1.2探頭選擇制作為提高端角反射敏感性和克服壁薄造成的檢測難度選用K3.5的探頭；為減少不銹鋼焊縫粗大晶粒對入射波的衰減，選擇頻率為2.5MHz；并采用小徑管探頭型式，小晶片、短前沿；晶片尺寸6×6mm；前沿距離小于6mm。晶片材料采用鋯鈦酸鉛陶瓷；探頭底部曲率半徑按照φ89管道制作。1.3儀器設(shè)備選用選用具有裂紋測高功能的漢威HS-600a數(shù)字超聲探傷儀，儀器的水平線性滿足在100mm聲程范圍內(nèi)誤差小于等于±0.3％，時實(shí)采樣頻率80MHz。(2)薄壁吹灰器外套管超聲參數(shù)設(shè)定及檢驗(yàn)過程2.1測定儀器、探頭的參數(shù)實(shí)測探頭前沿5mm，折射角74°K3.5，始脈沖寬度2mm，探頭分辨力9.6dB。2.2調(diào)節(jié)掃描比例在對比試塊上按照水平2∶1調(diào)節(jié)掃描速度，使反射回波遠(yuǎn)離始波，又能得到相對較窄的波型；通過計(jì)算可知內(nèi)表面人工缺陷的回波應(yīng)在面板24.5mm處，外表面人工缺陷則應(yīng)在面板49mm處；2.3DAC曲線的制作及確定靈敏度在對比試塊上掃查管道內(nèi)表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80％高度，讀出對應(yīng)的分貝值為62.6dB，脈沖波形不平滑；對比試塊上掃查管道外表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80％高度，讀出對應(yīng)的分貝值為67.5dB，脈沖波形平滑；以內(nèi)表面人工缺陷的反射波達(dá)到80％所對應(yīng)的62.6dB，和外表面人工缺陷的反射波達(dá)到80％所對應(yīng)的67.5dB連一直線，繪制DAC曲線；為提高檢驗(yàn)的檢出率，減少工件在運(yùn)行中的安全隱患，保證檢驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)較小的裂紋，將探傷靈敏度設(shè)定為DAC+6dB；2.4現(xiàn)場檢測及判定現(xiàn)場檢測除按照DL/T820-2002要求采用直射法和一次反射法單面雙側(cè)檢驗(yàn)，矩形掃查方式外，由于焊縫表面修磨與原材平齊，還應(yīng)該跨過焊縫掃查；判定當(dāng)缺陷反射波幅達(dá)到或超過DAC+6dB時，判定為不合格。2.1測定儀器、探頭的參數(shù)實(shí)測探頭前沿5mm，折射角74°K3.5，始脈沖寬度2mm，探頭分辨力9.6dB。2.2調(diào)節(jié)掃描比例在對比試塊上按照水平2:l調(diào)節(jié)掃描速度，使反射回波遠(yuǎn)離始波，又能得到相對較窄的波型；通過計(jì)算可知內(nèi)表面人工缺陷的回波應(yīng)在面板24.5ram處，外表面人工缺陷則應(yīng)在面板49mm處；2.3DAC曲線的制作及確定靈敏度在對比試塊上掃査管道內(nèi)表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值為62.6dB，脈沖波形不平滑；對比試塊上掃查管道外表面人工模擬裂紋，將波高調(diào)至滿屏80%高度，讀出對應(yīng)的分貝值為67.5dB，脈沖波形平滑；以內(nèi)表面人工缺陷的反射波達(dá)到80%所對應(yīng)的62.MB，和外表面人工缺陷的反射波達(dá)到8(m所對應(yīng)的67.5dB連一直線，繪制DAC曲線；為提高檢驗(yàn)的檢出率，減少工件在運(yùn)行中的安全隱患，保證檢驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)較小的裂紋，將探傷靈敏度設(shè)定為DAC+6dB;2.4現(xiàn)場檢測及判定現(xiàn)場檢測除按照DL/T820-2002要求采用直射法和一次反射法單面雙側(cè)檢驗(yàn)，矩形掃査方式外，由于焊縫表面修磨與原材平齊，還應(yīng)該跨過焊縫掃査；判定當(dāng)缺陷反射波幅達(dá)到或超過DAC+6dB時，判定為不合格。全文摘要一種現(xiàn)行超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)中未做出規(guī)定的超薄壁(T＜4mm)吹灰器外套管焊縫超聲檢測方法，采用對比試塊、選擇設(shè)備，探頭選擇調(diào)整選用K3.5的探頭；選用具有裂紋測高功能的漢威HS-600a數(shù)字超聲探傷儀，調(diào)節(jié)掃描比例，對DAC曲線的制作及確定靈敏度。本發(fā)明效果是采用此種超聲波方法檢測超薄壁吹灰器外套管焊縫可達(dá)到靈敏，準(zhǔn)確，簡便。替代射線檢測，測試過程不影響電力生產(chǎn)。提高檢測的檢出率，減少工件在運(yùn)行中的安全隱患，保證檢驗(yàn)結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)較小的裂紋，保證電力安全生產(chǎn)。文檔編號G01N29/04GK101236180SQ20071005665公開日2008年8月6日申請日期2007年1月29日優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日發(fā)明者李永勝,田旭海申請人:天津誠信達(dá)金屬檢測技術(shù)有限公司