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【word】 火力发电厂厚壁管超声波检测.doc 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 Speci~Reports 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:1008—083X(2011)10—0065—02中图分类号:TC,4文献标识码:B 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,按照要求,对该部分 制造厂管道焊缝对接接头采用100%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:2S2615—5—0—1/2一B1 规格:71.5×84mm 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o 1.2超声波检测 对焊缝进行检测,编制工艺如下: 执行:DG1411.5一loo6(对接焊缝超声波 检测》 探头型号:2.5P13×13A45,2.5P13×l3A60 探头前沿:45.:Lo=10mm;60.:Lo=11mm 试块型号:CSK—IA,CSK—IliA 探伤灵敏度:采用DG1411.5—2006标准中检 验级别B级检验灵敏度要求.1×6—6dB,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:DG1410.1—2oo6(钢熔化焊接对接 接头射线检测探伤》 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,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/ I’820—2002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251~n-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一02—23 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) Thetreatmentandanalysisoftheclampgroundingfaultin500kVmaintransformer SongWanli (GuangzhaoElectricPowerPlant,Qinglong561405Gu~hou,China) Abstract:Tbepaperintroducesthetreatmentandanalysisoftheclampgroundingfaultofthe500kVmaintransformer:Aftertheclamp groundingfault,whenthefaulthavingnoteliminatedthorou~,tllIDng}Ianalyzingthecharacteristicandreasonofthefault,theresist- ancesshouldbeputinserioustoconfiningthegroundingcurrent.Onthecontra ry,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]. [3]m,T473n3-2005,’承压设备无损检测学习指南),新华出版 社[】 [4]DL/~20—2002(管遭焊接接头超声波检验技术规程)附 录c[K】. 收稿日期:2011—02—23 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) Athickwalledtubeultrasonicdetectionschemeinthermalpowerplant HuWuxi (GuangdongThermalPowerengineeringcorp.,Guangzhou510730Gu粤 dong,China) Abstract:Nowunitsarewithhighcapacityinthethermalpowerplant.andpipelineusestllickwalled~Forthi&walledtubeon ultrasonictesting,inordertoimprovefaultdetectionrateofhighlateralincompletefusiondefect,/tputsforwardac岖ngpv~verahra- Sollicprobe,especiallycorrectprobeangle,toformulateultrasonicdetectionscheme. Keywords:thickwalledtube;incompletefusion;probevalueK;scanningposition ? 62?