電站鍋爐小徑管超聲波檢測技術

《電站鍋爐小徑管超聲波檢測技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、在電站鍋爐安裝監(jiān)督檢驗過程中,對焊接質量的抽查是保證焊接質量的重要手段.我們對珠江電廠3#爐改擴建工程的水冷壁管子,規(guī)格為Φ60×7的對接焊縫進行了超聲波抽查,...*電站鍋爐小徑管超聲波檢測技術內容摘要小徑管是電站鍋爐廣泛應用的一種材料，其焊接質量關系到鍋爐的安全運行。對其焊接質量的內部檢驗主要依賴于無損檢測技術。本文分析了小徑管超聲波檢測的困難，分析了解決這些困難的方法，制訂了有針對性的檢測工藝，較好地滿足了檢驗要求。一、引言小徑管是指壁厚4～14mm，外徑32～89mm的管子。小徑管在鍋爐和壓力容器制造安裝過程中應用較廣，承受較高的壓力。特別是火力發(fā)電廠的水冷壁管、過熱

2、器管、再熱器管等大都屬于小徑管。小徑管其對接接頭的無損檢測，常用的方法為射線檢測和超聲波檢測。射線檢測時，采用雙壁雙投影橢圓成像。此時為了提高透照的寬容度，往往采用較高的射線能量。因此，這種情況下，缺陷的檢出率是很低的，特別是危害嚴重的裂紋常常發(fā)生漏檢。此外，很多小徑管在安裝過程中，管子密集排列，處于困難位置，給射線探傷帶來很大的難度。而采用超聲波檢測，不僅檢測速度快，檢測成本低，而且由于超聲波檢測固有的特點，對面積型缺陷（裂紋、未熔合）等敏感，檢測靈敏度高，檢測的安全可靠性大大提高。但是由于小徑管其管壁曲率大，聲波耦合困難，其反射面聲能損失較大，壁厚薄，探頭的前沿長度對檢驗

3、的影響大，因而，對小徑管對接接頭中的危害性缺陷較難判定，影響了超聲波在小徑管檢測中的應用。二、小徑管超聲波探傷的困難8（一）、壁厚和焊縫寬度影響小徑管管壁薄，焊縫寬，如用普通斜探頭探傷，因前沿距離長，用一次波探傷時，主聲束掃查不到小徑管焊縫根部，如改用三次波探傷，則因探頭發(fā)射的聲束寬，聲束擴散，加之小徑管曲率大的影響，造成聲束嚴重散射，使得回波游動范圍大，反射回波雜亂，給缺陷的判定和定位帶來很大的困難，影響到探測的可靠性。（二）、曲率半徑影響小徑管曲率半徑小，普通探頭探測接觸面小，曲面耦合損失大；超聲橫波在小徑管內表面反射，發(fā)散嚴重，探傷靈敏度低；小徑管壁薄，超聲橫波聲程短，

4、容易在近場區(qū)內檢測，對缺陷判定帶來很多困難。綜上所述，用常規(guī)超聲波探傷方法對小徑管焊縫的檢驗存在很大的困難，必須采用專用的探傷工藝，探頭和儀器。三、超聲波探傷條件的選擇（一）、探傷儀器小徑管曲率半徑小，壁薄，超聲波探傷時雜波較多，為了便于判傷，要求探傷儀器的主要性能指標除應滿足ZBY230-84標準規(guī)定的各項要求外，還應具有較高的分辨力和較窄的始脈沖寬度，最好使用數(shù)字式超聲波探傷儀。（二）、探頭1、斜鍥8為了解決小徑管焊縫因壁薄，曲率半徑小、焊縫余高寬等因素對缺陷的判定和定位帶來的困難，就要設計制造短前沿，大折射角的小探頭。探頭設計中，一個關鍵的因素是設計透聲斜鍥。透聲斜鍥在

5、橫波斜探頭中的主要作用是使超聲縱波以一定的角度傾斜入射至被探工件的探測表面，并轉換成所需折射角的橫波，從而達到橫波探傷的目的。由于小徑管專用探頭，折射角大，按聲學折射定律，為了增加折射角，就必須增大斜鍥的折射率。采用縱波聲速較小的聚峰材料制造的斜鍥可以滿足要求。圖一探頭與管子接觸面此外小徑管外表面是曲率半徑較小的圓柱曲面，為了實現(xiàn)較好的聲耦合，一般須將探頭斜鍥加工成與管壁吻合良好的曲面，探頭與管子接觸部位的邊緣，其間隙（如圖一）不應大于0.1mm。在加工曲面時，必須嚴格防止探頭斜鍥磨損量過大，致使其曲率半徑小于管子曲率半徑情況的出現(xiàn)。2、壓電晶片8探頭斜鍥加工成曲面后，探頭邊

6、緣聲束會產(chǎn)生散射，晶片尺寸愈大，散射愈嚴重。為了減少這種散射的不利影響，同時為了減小探頭前沿長度，壓電晶片尺寸不宜太大，而且要求晶片裝配過程中精度要高。目前小徑管焊縫探傷中，平面單晶斜探頭晶片尺寸一般多為5×5、5×6或6×6。3、頻率探頭晶片尺寸小，超聲橫波指向性就變差。小徑管壁薄，反射雜波多，為了改善探頭指向性，提高探傷分辨力和探傷靈敏度，一般應采用較高的探測頻率如5MHz。4、橫波折射角（K值）焊縫橫波探傷中，探頭折射角的選擇，主要取決于探傷時所用的探傷方法、聲程范圍和被檢工件的厚度。一般以一次波和二次波探傷為好。這樣可以減少橫波聲束在管子內、外壁的折轉次數(shù)，從而減少聲

7、能損失。對小徑管焊縫探傷而言，還需考慮焊縫余高寬度對探頭移動范圍的限制。采用一次波和二次波進行探傷，能夠簡化探傷工藝，使得根部及附近區(qū)域的缺陷易于發(fā)現(xiàn)和準確判斷，也可發(fā)現(xiàn)焊縫中的其他缺陷。對小徑管焊縫，要想利用一、二次波探傷，就須選用較大折射角的探頭，使橫波聲束能掃查到整個焊縫截面。同時選用大折射角探頭，還可增加橫波在壁薄管中的聲程，避免在近場區(qū)內探傷對缺陷定位定量誤差大的不利因素。圖二掃查范圍8為滿足規(guī)程DL/T5048-95《電力建設施工及驗收技術規(guī)范·管道焊接接頭超聲波檢驗篇》的要求，選用的橫波斜