電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種爬波檢測方法，具體涉及一種電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在燃煤電廠的高溫承壓部件中，服役條件最為惡劣的是鍋爐內(nèi)受熱面管，其中過熱器、再熱器的運(yùn)行環(huán)境尤為苛刻。在高溫、高壓、蒸汽氧化、煙氣腐蝕的綜合作用下使得爐內(nèi)受熱面管要求材料除具有高的蠕變強(qiáng)度外，還要求具有優(yōu)良的抗蒸汽氧化性能和抗煙氣腐蝕性能，良好的冷加工性能和焊接性能。奧氏體耐熱鋼具有優(yōu)良的綜合性能，近年來建成和在建的超臨界、超臨界鍋爐高溫受熱面過熱器/再熱器管大量使用了奧氏體不銹鋼，而超臨界鍋爐的高溫受熱面更是以奧氏體不銹鋼鋼管為主。
[0003]電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管在鍋爐運(yùn)行后易出現(xiàn)沿晶裂紋而引起管子早期失效，導(dǎo)致鍋爐發(fā)生泄漏事故。鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管的壁厚小、外徑小、曲率大，；鋼管外壁即使清理煤焦后，表面依然較為粗糙，給常規(guī)的檢測造成較大的難度。射線檢測效率低下，無法實(shí)現(xiàn)大量鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管母材檢測。宏觀目視和滲透法可檢測出外壁開口型缺陷，對內(nèi)壁缺陷無法檢出。并且鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管本身無磁性，無法進(jìn)行磁粉檢測。因此從常規(guī)五大檢測方法，只有超聲法能實(shí)現(xiàn)鋼管外壁缺陷和內(nèi)壁缺陷的同時(shí)檢出。雖然，目前可采用超聲5P6_X6mmK2.5?2.7的橫波斜探頭對鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管母材進(jìn)行檢測，但是在檢測過程中存在橫波斜探頭的始波占寬較大問題，會導(dǎo)致近表面缺陷的漏判，同時(shí)橫波斜探頭也發(fā)射出表面波，給缺陷的判定造成較大的難度。因此，有必要尋求一種適用于鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管母材的超聲檢測法，能在粗糙外壁的鋼管上同時(shí)檢測出外壁缺陷和內(nèi)壁缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法，該方法可以有效地完成對電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管上裂紋類缺陷的檢測。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法，包括以下步驟:
[0006]I)選取爬波探頭發(fā)射的爬坡的頻率，然后將楔塊的底部修磨成與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相配合的弧面；
[0007]2)爬波探頭發(fā)射爬波，將爬波探頭粘合到楔塊上，調(diào)整爬波探頭使爬坡探頭發(fā)射的縱波在楔塊中的入射角為25-27.6° ；
[0008]3)將粘合有爬波探頭的楔塊底部的弧面與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相貼合，然后通過爬波探頭發(fā)射爬波，使爬波入射到電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管的內(nèi)表面及外表面，然后通過采集裝置采集電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波，再根據(jù)電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波判定是否存在裂紋類缺陷，最后移走爬波探頭，完成電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的檢測。
[0009]所述爬波探頭發(fā)射的爬坡的頻率為2.5MHz。
[0010]爬波探頭上的晶片通過壓電復(fù)合材料制作而成；
[0011 ] 所述楔塊通過丙烯酸樹脂制作而成。
[0012]所述待檢測的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管的壁厚為4-15_。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]本發(fā)明所述的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法在對電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷檢測的過程中，將楔塊底部打楔塊磨成與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相配合的弧面，將爬波探頭粘合到楔塊上，調(diào)整爬波探頭中晶片楔塊中發(fā)射縱波的入射角為25-27.6°，并粘合有爬波探頭的楔塊底部的弧面與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相貼合，再通過爬波探頭發(fā)射爬波，使爬波入射到電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管的內(nèi)表面和外表面，然后通過采集到的電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波判定是否存在裂紋類缺陷，操作方便、簡單，并且實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明檢測過程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明中爬波探頭的檢測原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0018]參考圖1，本發(fā)明所述的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法包括以下步驟:
[0019]I)選取爬波探頭發(fā)射的爬坡的頻率，然后將楔塊的底部修磨成與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相配合的弧面；
[0020]2)爬波探頭發(fā)射爬波，將爬波探頭粘合到楔塊上，調(diào)整爬波探頭使爬坡探頭發(fā)射的縱波在楔塊中的入射角為25-27.6° ；
[0021]3)將粘合有爬波探頭的楔塊底部的弧面與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相貼合，然后通過爬波探頭發(fā)射爬波，使爬波入射到電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管的內(nèi)表面及外表面，然后通過采集裝置采集電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波，再根據(jù)電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波判定是否存在裂紋類缺陷，最后移走爬波探頭，完成電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的檢測。
[0022]所述爬波探頭發(fā)射的爬坡的頻率為2.5MHzο
[0023]爬波探頭上的晶片通過壓電復(fù)合材料制作而成；
[0024]所述楔塊通過丙烯酸樹脂制作而成。
[0025]所述待檢測的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管的壁厚為4-15_。
[0026]參考圖2，爬波探頭的檢測原理是:
[0027]爬波探頭可同時(shí)發(fā)射出大角度的近外壁爬波和橫波，近外壁爬波在被檢測鋼管的外壁和近外壁傳播。橫波可在被檢鋼管內(nèi)壁反射后，會發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，變?yōu)榻鼉?nèi)壁爬波，近內(nèi)壁爬波在鋼管內(nèi)壁和近內(nèi)壁傳播。近外壁爬波和近內(nèi)壁爬波的主聲射折射角均在75°?85°范圍內(nèi)，貝U在被檢鋼管壁厚方向上能實(shí)現(xiàn)4mm?15mm范圍的全部檢測。
[0028]丙烯酸樹脂縱波聲速為2.67km/s，奧氏體不銹鋼鋼管中縱波聲速與橫波聲速之比為 1.82。
[0029]當(dāng)近外壁爬波的折射角為75°時(shí)，根據(jù)超聲手冊的折射反射定律計(jì)算公式可推算出，丙烯酸樹脂中縱波的入射角為25°，橫波的折射角為32°，近內(nèi)壁爬波折射角為75°。
[0030]當(dāng)近外壁爬波的折射角為85°時(shí)，根據(jù)超聲手冊的折射反射定律計(jì)算公式可推算出，丙烯酸樹脂中縱波的入射角為27.6°，橫波的折射角為33.19°，近內(nèi)壁爬波入射角為85。。
[0031]最終計(jì)算出爬波在丙烯酸樹脂中縱波的入射角范圍為25?27.6°時(shí)，才能在被檢鋼管中發(fā)射出折射角度為75?85°近外壁爬波和近內(nèi)壁爬波，最終實(shí)現(xiàn)厚度為4_?15mm鋼管外、內(nèi)壁缺陷的全部檢測。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)選取爬波探頭發(fā)射的爬坡的頻率，然后將楔塊的底部修磨成與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相配合的弧面； 2)爬波探頭發(fā)射爬波，將爬波探頭粘合到楔塊上，調(diào)整爬波探頭使爬坡探頭發(fā)射的縱波在楔塊中的入射角為25-27.6° ； 3)將粘合有爬波探頭的楔塊底部的弧面與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相貼合，然后通過爬波探頭發(fā)射爬波，使爬波入射到電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管的內(nèi)表面及外表面，然后通過采集裝置采集電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波，再根據(jù)電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波判定是否存在裂紋類缺陷，最后移走爬波探頭，完成電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法，其特征在于，所述爬波探頭發(fā)射的爬坡的頻率為2.5MHzο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法，其特征在于， 爬波探頭上的晶片通過壓電復(fù)合材料制作而成； 所述楔塊通過丙烯酸樹脂制作而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法，其特征在于，所述待檢測的電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管的壁厚為4-15_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管裂紋類缺陷的爬波檢測方法，包括：1)選取爬波探頭、楔塊及探頭的頻率，然后將楔塊的底部修磨成與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相配合的弧面；2)爬波探頭發(fā)射爬波，將爬波探頭粘合到楔塊上，調(diào)整爬波探頭中晶片楔塊中發(fā)射縱波的入射角為25-27.6°；3)將爬波探頭楔塊底部的弧面與電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管待測位置相貼合，然后通過爬波探頭發(fā)射爬波，使爬波入射到電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管的內(nèi)表面和外表面，然后根據(jù)采集到的電站鍋爐奧氏體不銹鋼鋼管內(nèi)外表面的反射波判定是否存在裂紋類缺陷。本發(fā)明可以有效地完成對電站鍋爐用奧氏體不銹鋼鋼管上裂紋類缺陷的檢測。
【IPC分類】G01N29-04
【公開號】CN104634875
【申請?zhí)枴緾N201510066784
【發(fā)明人】張紅軍, 孟永樂, 殷尊, 侯召堂, 高磊, 馬翼超, 呂一楠
【申請人】西安熱工研究院有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月9日