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超声波在电力工业的应用

[导读]超声波是一种频率高于 20000 赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远, 可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

超声波能洗牙、治病、清洗物件、粉碎硬物……在电力工业更是发挥巨大作用。


国网安徽电科院材料所有一个专业叫无损检测,无损检测分超声波探伤(U T)、射线探伤(R T)、磁粉探伤(W T)、渗透探伤(PT)、涡流探伤(ET)等几个分类,本文只谈超声波探伤(U T)。


超声波探伤可检测电厂及电网各种构件内部隐藏缺陷,比如圆形缺陷,条形缺陷(夹渣、裂纹、未焊透、未熔合……)、面缺陷、体缺陷等。


超声检测前先用试块调整扫描速度,通常用 1:1,再做距离 - 波幅曲线,调仪器基准灵敏度,在此基础上提高几个 dB作为扫查灵敏度。发现缺陷波幅,再回到基准灵敏度定缺陷长度、厚度、埋藏深度。根据探伤经验判断是面缺陷还是体缺陷。


超声波探伤有一定误差,不同的探伤人员所得结果非一模一样,经验很重要。


超声波可探理论上所有厚度电力构件,探小径管时要作 K=5M H z探头,但频率越大衰减越大,所以 K 值不能太大。发电机护环为奥氏体粗晶钢,衰减较大,要纵波斜入射双晶探头,所以要选 K 值为一点几 M H z探头。螺栓要用单晶纵波探头或小角度纵波入射探头,倾斜角度十几度。叶片探伤用表面波探头,为与叶片表面耦合良好,探头尽量小一点。大轴中心孔探伤时一个杆子上同时装有纵波、横波和表面波探头。还连有油管以供应耦合剂。管道焊缝探伤与容器有不同标准,联箱约定俗成参照容器标准。巴氏合金轴瓦用纵波双晶探头。磁瓶用爬波探头。钢架焊缝用横波探头,因为镀锌层不能磨,效果相对较差。薄钢板用双晶纵波探头,厚钢板用单晶纵波探头。电厂管道探伤执行电力行业管道标准,容器探伤执行电力行业容器标准,变电所钢管探伤执行结构件标准。


2016 年 6 月,材料所技术人员在淮南平圩电厂 6 号机组大修期间,用超声波探伤检测出高温过热器出口联箱导汽管对接焊缝根部超标缺陷,并且用剖开挖掘的方法证实了缺陷的存在,保障了机组安全运行。高温过热器出口导气管(P92,609.6×95.0 m m)对接焊缝(双 X 型坡口,实际制造壁厚 97.0 m m ,双 X 型根部距外表面约为 85.5 m m)进行超声波探伤时发现有根部(距外表面 85 m m 处)反射波:在 A、B 两侧均检出超标缺陷,缺陷当量波虽然在Ⅱ区(未超标),但缺陷长度超标,A 侧缺陷长 200 m m ,B 侧缺陷长 300 m m ,近 1/4 周长。现场在挖补缺陷时,挖到 75 m m 壁厚处未见到缺陷,怕管子崩开,用射线拍片复测,为根部未焊透。为机组安全运行扫清障碍。


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