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1、火力发电厂厚壁管超声波检测方案2011年lO月第14卷第1O期贵州电力技术2011,Vol,14,No.10GUIZHOUELECTRICPOWERTECHNOLOGY专题研讨SpeciReports火力发电厂厚壁管超声波检测方案胡戊希(广东火电工程总公司,广东广州510000)摘要:目前火力发电厂机组容量大,管道多采用厚壁管,对厚壁管的对接焊缝进行超声波检测时,为了提高侧壁未熔合缺陷的检测率,提出采用适当的超声波探头,特别是正确的探头角度,制订出超声波的检测方案.关键词:厚壁管;未熔合;探头K值;扫查位置文章编号:1008083X(2011)10006502中图分类号:TC,4文献标识码:B

2、目前国内火力发电厂多采用单机大容量的机组,锅炉压力管道的工况也不断提高,对管材的也提出了更高的要:求,特别是管道列强悍缝的质量.尽管SA335一P91等合金材料在百万机组进行应用,减少了管道壁厚,但管道的单壁厚度还是达到80-90ram.为了减少焊接工作量,节约焊材,达到提高焊接接头性能的目的,对厚壁管的焊接接头采用小角度的u型坡口形式.该类型厚壁管对接焊缝进行超声波检验时,需采用合适的检测工艺,以检出侧壁未熔合等危害缺陷.1检测案例广东粤电惠来电厂3号,4号机组锅炉高压连接管配管工程由广州南方管道有限公司承接,制造要求执行东方锅炉厂技术规范,按照要求,对该部分制造厂管道焊缝对接接头采用100

3、%射线检测和100%超声波检测,以确保焊接接头的焊接质量.采用超声波检测对接焊缝质量时,需在厚壁管的前提下作出正确的检测方案.1.1对接焊缝简介名称:广东粤电惠来电厂4号机组篓鞫气1道焊口编号:2S2615501/2一B1规格:71.584mm材质:SA335一P91结构:直管对接配管,原材料壁厚:90ram,坡口类型:u型上部坡口角度:8.,内坡口加工长度:40mm.焊接方法:氩弧焊打底,手工电焊焊接到20ram厚度,上部采用埋弧自动焊焊接工艺o1.2超声波检测对焊缝进行检测,编制工艺如下:执行标准:DG1411.5一loo6(对接焊缝超声波检测探头型号:2.5P1313A45,2.5P13

4、l3A60探头前沿:45.:Lo=10mm;60.:Lo=11mm试块型号:CSKIA,CSKIliA探伤灵敏度:采用DG1411.52006标准中检验级别B级检验灵敏度要求.166dB,表面补偿3dB.耦合剂:浆糊扫查方式:单面双侧两种折射角度的探头进行直射波扫查.检测结果:未发现要记录及超标缺陷.1.3射线探伤执行标准:DG1410.12oo6(钢熔化焊接对接接头射线检测规程探伤透照方式:中心透照检测结果:发现底片存在380mm长度的未熔合缺陷显示,缺陷距焊缝边缘9mm.1.4超声波复检定位在采用原超声探伤工艺,对缺陷进行部位进行超声波复检,仍未发现缺陷信号的情况下,使用相控振仪器对该缺陷

5、进行扫差,选用16位探头,在距焊缝中心160ram的位置进行3O.一70.的扇形横波扫查,结果也未发现缺陷.根据缺陷水平位置判断,该缺陷应当在近表面位置,对焊缝表面进行打磨,去除余高.采用45.,60.探头扫查,无明显缺陷回波,采用70.探头在焊缝上扫查,发现该缺陷,对侧检验:H=6mm,S:?65?贵州电力技术第l4卷20mm,L=380ram,波幅=乩一2dB,本侧检验:H=6.5,S=19,L=380,波幅=SL一8dB,位置同射线透视位置.在该位置挖磨,发现未熔合缺陷.2原因分析2.1探头角度对未熔合检出率的影响该焊口按东方锅炉厂要求进行射线检测和超声波检测,但不要求按检验等级c级打磨

6、余高.采用B级检测技术等级,由于管道的条件限制只能进行单面双侧检测,按东方锅炉厂的厂标推荐的检验方案,采用45.,6O.探头探伤.常规的脉冲反射法探伤的原理:声源产生的脉冲波进入到工件中,超声波在工件中以一定的方向和速度向前传播,遇到两侧声阻抗有差异的界面时部分声波被反射,检测设备接受和显示,分析声波幅度和位置等信息,评估缺陷是否存在或存在的缺陷大小,位置等.脉冲反射法探伤,就是根据设备接受到的反射波情况,评估缺陷.超声波垂直入射到钢/空气的异质界面,反射的声压为100%.当倾斜入射时,理论上反射的声波根据反射,折射定律,声波改变方向后将不可被探头接收.由于未熔合表面从微观上来说不是完全平整的

7、,存在一定的高低不平,依据惠更斯原理,缺陷表面的每一个点都可以看作是一个独立反射超声波的子波源,各子波源反射的超声波叠加构成反射波的波阵面.这样形成的反射波声场垂直于反射面的声压最大,随着角度的偏差逐渐降低,当达到20.以上则基本无反射波.所以在脉冲回波技术中,为保证对不同角度的缺陷有足够的检测灵敏度,需使用不同的探头从不同的方向检测.本案例的厚壁管焊缝坡口未熔合由于角度较小(8.)与入射的主声束角度偏差的角度分别为.45.探头角度偏差=90.一45.一8.=37.6O.探头角度偏差=90.一60.一8.=22.70.探头角度偏差=90.一70.一8.=12.从以上计算可以看出45.,60.探

8、头扫查该缺陷偏差角度较大,所以不能发现该缺陷,使用70.探头扫查的偏离角为12.,可以发现该缺陷.2.2相控振检测侧壁未熔合的问题超声波相控振探伤仪通过电子的方式控制超声波入射角度,使超声波以扇形面的形式入射到被检工件中,这样能极大的提高超声波在工件中?66?的覆盖面.相控振探伤仪能够同时显示各角度超声波回波信号,这就可以通过分析各角度超声波回波信号来综合分析工件的内部缺陷,有利于缺陷的定性分析.对该缺陷的复检,是采用l6位相控振探头,扇形扫查角度范围为30.70.设定的扫查位置为距焊缝中心160ram,进行周向定位扫查.从电脑画图可以看出焊缝的上下部可由一二次波全面覆盖.焊缝下部为大角度直射

9、波扫查(70.62.),焊缝匕部为小角度一次反射波扫查(43.5.2.).由此可以看出该位置的缺陷是由47.角度扫查的,这样形成的缺陷面与扫查声束的角度为8.+47.=55.,根据以上分析,当角度偏差大于加.时则不可被发现.所以该种相控振工艺不能检出该未熔合.应当针对该缺陷设计使用70.的一次反射波进行扫查,也就是再增加一次在距探头中心线245mm位置的周向定位扫查,才可发现该缺陷.2.3侧壁未熔合的头波检验法对垂直于检测面的面积型缺陷,电力标准DL/I8202002附录C介绍了一种利用纵横波串列扫查检验方法.纵波探头放在管件焊缝的熔合面上方,横波探头放在同探测面上与焊缝的熔合面垂直线方向前后

10、移动,并采用横方形或纵方形串列扫查,扫查整个焊缝熔合线.当坡口面存在未熔合时,施加的一个纵波则会在该缺陷的两个端点产生个56.的横波,这时利用一个56.的横波探头在检测面上进行扫查可以检出是否存在侧壁未熔合.纵波探头和横波探头的频率必须相同,推荐采用251n-iz或5-iz.基线扫描的调节采用折射角56.单横波探头,进行单声程调节.该种方法也存在一定的盲区,即探头前沿及纵波探头的直径造成的盲区,当然使用该方法检测也无法检测出上述缺陷.3结论通过以上分析可以得出结论:(1)缺陷回波幅度的高低同入射到缺陷的声束角度关系较大,对厚壁管小角度坡口焊缝超声波检测探头选用时在考虑扫查全面覆盖整个焊接接头的

11、同时,应按JB/T4730.3-2OO5第5.1.4.2条的规定,条件允许时,应尽量采用较大K值的探头来发现危害性的未熔合等缺陷.为保证不漏检,应当打磨焊缝余高.(下转第62页)贵州电力技术第l4卷状态良好,同时在主变运行时,测得铁芯接地电流为0.05A;夹件接地电流为0.03A;确保该主变夹件接地故障彻底消除.主变低压侧a相夹件与变压器箱顶接触图片见图2.(a)处理前(a)处理前图2主变低压侧a相夹件与变压器箱顶接触图3结论对于变压器铁芯,夹件的接地故障,可通过运行中监测油色谱和接地线的电流,测量铁芯对地,夹件对地的绝缘电阻来进行分析与判断.及时发现问题并采取措施,为该主变安全稳定运行提供重

12、要保证.参考文献:1赵殿全,候安家,王兵,等500kV变压器夹件多点接地分析与处理J.高电压技术,2003.2董其国,电力变压器故障与诊断M.北京:中国电力出版社.200I.3徐润光1一起500kV主变铁心夹件接地故障的分析及现场处理J.变压器,2005.收稿日期:20ll一0223作者筒介:宋万礼(1983一).男,助理工程师,从事水电运行?管理工作.(本文责任编辑:龙海丽)Thetreatmentandanalysisoftheclampgroundingfaultin500kVmaintransformerSongWanli(GuangzhaoElectricPowerPlant,Qin

13、glong561405Guhou,China)Abstract:Tbepaperintroducesthetreatmentandanalysisoftheclampgroundingfaultofthe500kVmaintransformer:Aftertheclampgroundingfault,whenthefaulthavingnoteliminatedthorou,tllIDngIanalyzingthecharacteristicandreasonofthefault,theresist-ancesshouldbeputinserioustoconfiningthegroundin

14、gcurrent.Onthecontrary,thefaultmustbeeliminatedcompletely.Keywords:transformer;clamp;clampgrounding;groundingfault;(上接第66页)(2)为保证缺陷的有效检出,在使用相控振技术进行检测时,需考虑危害缺陷的特性,进行多次定位扫查,防止由于扫查角度不合适产生的漏检.(3)纵横波串列扫查检验方法是种有效检出侧壁未熔合的方法,应在厚壁小角度焊缝检验中加以运用.参考文献:1】郑晖,林树青.Ottr-检测)中国特种设备检验协会组织编写M.2强天鹏.<衍射时差法超声检测技术)M.3m,T4

15、73n3-2005,承压设备无损检测学习指南),新华出版社】4DL/202002(管遭焊接接头超声波检验技术规程)附录cK】.收稿日期:20110223作者筒介:钶戊希(1979一).男,本科,工程师,研究方向:无损检测.(本文责任蝙辑:刘媛)AthickwalledtubeultrasonicdetectionschemeinthermalpowerplantHuWuxi(GuangdongThermalPowerengineeringcorp.,Guangzhou510730Gu粤dong,China)Abstract:Nowunitsarewithhighcapacityinthethe

16、rmalpowerplant.andpipelineusestllickwalledForthi&walledtubeonultrasonictesting,inordertoimprovefaultdetectionrateofhighlateralincompletefusiondefect,/tputsforwardac岖ngpvverahra-Sollicprobe,especiallycorrectprobeangle,toformulateultrasonicdetectionscheme.Keywords:thickwalledtube;incompletefusion;probevalueK;scanningposition?62?