本發明專利技術公開了一種水輪機不銹鋼轉輪葉片焊縫缺陷的檢測方法，按照以下步驟進行：步驟1、選擇儀器；步驟2、標定儀器；步驟3、繪制檢測用判廢線：1）制作參考試塊；2）用儀器的探頭通過楔塊對參考試塊的檢測面上進行測試，記錄儀器的當前增益和參考試塊上不同高度的貫通孔的反射波幅高度值，將反射波幅高度值在二維坐標系上描點，并用平滑的曲線進行連接繪制成判廢線；步驟4、檢測葉片焊縫；步驟5、缺陷記錄：以判廢線作為參照，根據儀器顯示回波信號的高度并與判廢線進行比較，在葉片表面作出相應的標記，根據葉片表面的標記最終可檢測出葉片是否存在缺陷。實現對不銹鋼轉輪葉片焊縫缺陷的可靠、方便、快速的檢測。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于無損檢測方法，具體涉及，適用于對大中型混流式水輪機組不銹鋼轉輪葉片上冠、下環焊縫的檢測。
技術介紹
近年新發電的大中型混流式水輪機組，水輪機葉片普遍采用低碳馬氏體不銹鋼ZGOCr13Ni4-6Mo，但在運行較短的時間后，轉輪的上冠、下環與葉片出水邊連接部位附近，經常就出現了貫穿性裂紋，有些機組甚至出現轉輪葉片同一位置反復修補反復開裂的極端情況，嚴重影響水力發電機組的安全、穩定運行。徹底解決不銹鋼轉輪裂紋比較切合實際的做法是利用檢修機會，清除裂紋并加以修復，但關鍵在于及早的有效發現裂紋或其他內部缺陷。而目前葉片內部質量檢測方法主 要還是常規超聲波技術，它是利用超聲波儀的探頭和與探頭配套的楔塊對葉片進行檢測，在對不銹鋼轉輪焊縫檢測時，其局限性在于1)水輪機葉片材質的晶粒粗大導致超聲波的衰減系數和噪聲信號大，檢測靈敏度降低；2)三維曲面的葉片形狀導致超聲波聲束在工件內部傳播難以預測，從而難以判讀檢測到的缺陷信號并進行缺陷的定位定量；3)水輪機轉輪在役檢測受空間的限制，僅能用探頭在葉片上掃查，導致焊接接頭中被檢測的覆蓋面有限，以及聲束與危險缺陷有效檢出的方向很難一致。所以，必須研究新的檢測方法，保證能夠有效檢測所有缺陷，確保水輪發電機組的安全可靠運行。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，針對常規檢測技術檢測不銹鋼轉輪葉片焊縫缺陷難度大、靈敏度低的缺點，提出，利用超聲相控陣技術聲束偏轉和聚焦性能，對不銹鋼轉輪葉片焊縫缺陷實施可靠、方便、快速的檢測，以便及時發現、處理缺陷，避免因焊縫缺陷導致轉輪失效事故。本專利技術的技術解決方案是 水輪機不銹鋼轉輪葉片焊縫缺陷的檢測方法，按照以下步驟進行 步驟I、選擇儀器儀器采用配備探頭和楔塊且具有扇形掃查功能，最小連續可調增益不小于76db的超聲波相控陣儀；探頭要求頻率2. 25MHz，不少于64晶片，單一晶片尺寸最大為O. 5X IOmm,晶片間隙最大為O. Imm ;楔塊角度為45° ,尺寸不大于40X30mm ； 步驟2、標定儀器設定儀器的掃查類型為扇形掃查；開始角度為30° ;結束角度為70° ;聚焦距離應大于待檢測葉片厚度值5mm ； 步驟3、繪制檢測用判廢線 1)、制作參考試塊參考試塊為具長X寬X高的矩形條狀體，參考試塊的長X高面上設有若干不同高度的貫通孔，參考試塊的兩個長X寬面作為檢測面； 2)、在參考試塊的檢測面上涂抹耦合劑，用儀器的探頭通過楔塊對參考試塊的檢測面上進行測試，記錄儀器的當前增益和參考試塊上不同高度的貫通孔的反射波幅高度值，將反射波幅高度值在二維坐標系上描點，并用平滑的曲線進行連接繪制成判廢線； 步驟4、檢測葉片焊縫在待檢測葉片上冠、下環焊縫附近涂抹耦合劑，用儀器探頭上的楔塊緊貼并垂直于待檢測葉片焊縫中心線，作鋸齒型掃查檢測，探頭前后移動的范圍應大于2倍的葉片厚度； 步驟5、缺陷記錄以判廢線作為參照，檢測過程中當儀器顯示回波信號高度超過判廢線時，判定該反射體為缺陷，在葉片表面作出相應的標記，并根據回波信號對應的高度坐標值記錄缺陷埋藏深度；當回波信號高度低于判廢線時，不予記錄；根據葉片表面的標記最終可檢測出葉片是否存在缺陷。所述參考試塊的長、寬、高分別為320mm、40mm、100mm,貫通孔的內徑為3mm,貫通孔共計8個，其中每4個貫通孔為一組，在高度方向按上、下豎直布置，貫通孔上、下之間間距均為20mm，其中一組貫通孔的起始高度為IOmm ;另一組貫通孔的起始高度為20mm ;兩組貫通孔與側邊的距離均為40mm。 本專利技術的原理是在一個鋼工件中如果存在一個缺陷，由于這個缺陷的存在，造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個不同介質之間的交界面，交界面之間的聲阻抗不同，當發射的超聲波遇到這個界面之后，就會發生反射，反射回來的能量又被探頭接受到，在顯示屏幕中橫坐標的一定的位置就會顯示出來一個反射波的波形，橫坐標的這個位置就是缺陷在被檢測材料中的深度。本專利技術的有益效果是使用本方法檢測時克服了材料晶粒粗大、檢測空間限制、葉片厚度變化等困難，具有簡單、安全、可靠、靈敏度高的特點，因此對檢測的環境要求寬松，且方便快捷，尤其是對焊縫內部缺陷能夠有效地檢測到位，從而大幅度地提高了檢測效率和檢測靈敏度，以便及時發現、處理缺陷，避免因焊縫缺陷導致轉輪失效事故。附圖說明圖I是本專利技術的參考試塊及儀器在參考試塊上掃查的示意圖。圖2是本專利技術繪制的判廢線。圖3是儀器在待檢測葉片上掃查的示意圖。圖4是葉片檢測時繪制的判廢線和回波信號顯示圖。圖5是檢測工藝流程圖。具體實施例方式某水電廠2號機組上冠、下環和葉片均為0Crl3Ni5Mo馬氏體不銹鋼材料，葉片模壓成型后與上冠、下環焊接成轉輪，葉片最大厚度約為50mm。機組自投運以來，轉輪葉片在上冠、下環出水邊均存在不同程度的裂紋，而且個別葉片的裂紋還比較嚴重。2010年11月，C級檢修時對水渦輪葉片加焊三角筋過程中，為確保葉片焊縫裂紋清除干凈和三角筋焊接質量，對轉輪葉片與上冠、下環拼接焊縫進行了超聲波相控陣檢測。具體方法如下 步驟I、選擇儀器本專利技術采用RD-Tech公司生產的Omniscan-MX型相控陣儀器，具有扇形掃查功能，連續可調增益80db，儀器配備探頭和楔塊，探頭頻率2. 25MHz, 64晶片、單一晶片尺寸為O. 5 X 10mm、晶片間隙為O. Imm ;楔塊角度為45°，尺寸為24X 16mm。步驟2、標定儀器設定儀器的掃查類型為扇形掃查；開始角度為30° ;結束角度為70。;聚焦距離57mm。步驟3、繪制檢測用判廢線，參見圖I : 1)、制作參考試塊參考試塊為具長LX寬WX高H的矩形條狀體I,參考試塊的長X高面上設有若干不同高度的貫通孔2，參考試塊的兩個長LX寬W面作為檢測面；參考試塊的長L、寬W、高H分別為320mm、40mm、100mm，貫通孔2的內徑Φ為3mm，貫通孔2共計8個，其中每4個貫通孔2為一組，在高度方向按上、下豎直布置，貫通孔2上、下之間間距s2為20臟，其中一組貫通孔2的起始高度Si為IOmm ;另一組貫通孔2的起始高度s4為20mm ;兩組貫通孔2與側邊的距離s3均為40mm ； 2)、在參考試塊的檢測面上涂抹耦合劑，用儀器的探頭通過楔塊對參考試塊的檢測面上進行測試，記錄儀器的當前增益和參考試塊上不同高度的貫通孔的反射波幅高度值(百 分比)，將反射波幅高度值在二維坐標系上描點，并用平滑的曲線進行連接繪制成判廢線，如圖2所示。表I為參考試塊上Φ3Χ40πιπι貫通孔2在儀器增益為38db時的反射波高。表I參考試塊規則反射體檢測結果權利要求1.，其特征是按照以下步驟進行 步驟I、選擇儀器儀器采用配備探頭和楔塊且具有扇形掃查功能，最小連續可調增益不小于76db的超聲波相控陣儀；探頭要求頻率2. 25MHz，不少于64晶片，單一晶片尺寸最大為O. 5X IOmm,晶片間隙最大為O. Imm ;楔塊角度為45° ,尺寸不大于40X30mm ； 步驟2、標定儀器設定儀器的掃查類型為扇形掃查；開始角度為30° ;結束角度為70° ;聚焦距離應大于待檢測葉片厚度值5mm ； 步驟3、繪制檢測用判廢線 1)、制作參考試塊參考試塊為具長X寬X高的矩形條狀體，參考試塊的長X高本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種水輪機不銹鋼轉輪葉片焊縫缺陷的檢測方法，其特征是按照以下步驟進行：步驟1、選擇儀器：儀器采用配備探頭和楔塊且具有扇形掃查功能，最小連續可調增益不小于76db的超聲波相控陣儀；探頭要求頻率2.25MHz，不少于64晶片，單一晶片尺寸最大為0.5×10mm，晶片間隙最大為0.1mm；楔塊角度為45°，尺寸不大于40×30mm；步驟2、?標定儀器：?設定儀器的掃查類型為扇形掃查；?開始角度為30°；?結束角度為70°；聚焦距離應大于待檢測葉片厚度值5mm；步驟3、繪制檢測用判廢線：1）、制作參考試塊：參考試塊為具長×寬×高的矩形條狀體，參考試塊的長×高面上設有若干不同高度的貫通孔，參考試塊的兩個長×寬面作為檢測面；2）、在參考試塊的檢測面上涂抹耦合劑，用儀器的探頭通過楔塊對參考試塊的檢測面上進行測試，記錄儀器的當前增益和參考試塊上不同高度的貫通孔的反射波幅高度值，將反射波幅高度值在二維坐標系上描點，并用平滑的曲線進行連接繪制成判廢線；步驟4、檢測葉片焊縫：在待檢測葉片上冠、下環焊縫附近涂抹耦合劑，用儀器探頭上的楔塊緊貼并垂直于待檢測葉片焊縫中心線，作鋸齒型掃查檢測，探頭前后移動的范圍應大于2倍的葉片厚度；步驟5、缺陷記錄：以判廢線作為參照，檢測過程中當儀器顯示回波信號高度超過判廢線時，判定該反射體為缺陷，在葉片表面作出相應的標記，并根據回波信號對應的高度坐標值記錄缺陷埋藏深度；當回波信號高度低于判廢線時，不予記錄；根據葉片表面的標記最終可檢測出葉片是否存在缺陷。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：龍毅，謝國勝，龍思成，謝阿萌，
申請(專利權)人：湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司，湖南省電力公司科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：
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