CN104634875A - 电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法，包括：1)选取爬波探头、楔块及探头的频率，然后将楔块的底部修磨成与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相配合的弧面；2)爬波探头发射爬波，将爬波探头粘合到楔块上，调整爬波探头中晶片楔块中发射纵波的入射角为25-27.6°；3)将爬波探头楔块底部的弧面与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相贴合，然后通过爬波探头发射爬波，使爬波入射到电站锅炉奥氏体不锈钢钢管的内表面和外表面，然后根据采集到的电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波判定是否存在裂纹类缺陷。本发明可以有效地完成对电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管上裂纹类缺陷的检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种爬波检测方法，具体涉及一种电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法。
背景技术
在燃煤电厂的高温承压部件中，服役条件最为恶劣的是锅炉内受热面管，其中过热器、再热器的运行环境尤为苛刻。在高温、高压、蒸汽氧化、烟气腐蚀的综合作用下使得炉内受热面管要求材料除具有高的蠕变强度外，还要求具有优良的抗蒸汽氧化性能和抗烟气腐蚀性能，良好的冷加工性能和焊接性能。奥氏体耐热钢具有优良的综合性能，近年来建成和在建的超临界、超临界锅炉高温受热面过热器/再热器管大量使用了奥氏体不锈钢，而超临界锅炉的高温受热面更是以奥氏体不锈钢钢管为主。
电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管在锅炉运行后易出现沿晶裂纹而引起管子早期失效，导致锅炉发生泄漏事故。锅炉用奥氏体不锈钢钢管的壁厚小、外径小、曲率大，；钢管外壁即使清理煤焦后，表面依然较为粗糙，给常规的检测造成较大的难度。射线检测效率低下，无法实现大量锅炉用奥氏体不锈钢钢管母材检测。宏观目视和渗透法可检测出外壁开口型缺陷，对内壁缺陷无法检出。并且锅炉用奥氏体不锈钢钢管本身无磁性，无法进行磁粉检测。因此从常规五大检测方法，只有超声法能实现钢管外壁缺陷和内壁缺陷的同时检出。虽然，目前可采用超声5P6mm×6mmK2.5～2.7的横波斜探头对锅炉用奥氏体不锈钢钢管母材进行检测，但是在检测过程中存在横波斜探头的始波占宽较大问题，会导致近表面缺陷的漏判，同时横波斜探头也发射出表面波，给缺陷的判定造成较大的难度。因此，有必要寻求一种适用于锅炉用奥氏体不锈钢钢管母材的超声检测法，能在粗糙外壁的钢管上同时检测出外壁缺陷和内壁缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法，该方法可以有效地完成对电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管上裂纹类缺陷的检测。
为达到上述目的，本发明所述的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法，包括以下步骤：
1)选取爬波探头发射的爬坡的频率，然后将楔块的底部修磨成与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相配合的弧面；
2)爬波探头发射爬波，将爬波探头粘合到楔块上，调整爬波探头使爬坡探头发射的纵波在楔块中的入射角为25-27.6°；
3)将粘合有爬波探头的楔块底部的弧面与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相贴合，然后通过爬波探头发射爬波，使爬波入射到电站锅炉奥氏体不锈钢钢管的内表面及外表面，然后通过采集装置采集电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波，再根据电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波判定是否存在裂纹类缺陷，最后移走爬波探头，完成电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的检测。
所述爬波探头发射的爬坡的频率为2.5MHz。
爬波探头上的晶片通过压电复合材料制作而成；
所述楔块通过丙烯酸树脂制作而成。
所述待检测的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管的壁厚为4-15mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法在对电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷检测的过程中，将楔块底部打楔块磨成与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相配合的弧面，将爬波探头粘合到楔块上，调整爬波探头中晶片楔块中发射纵波的入射角为25-27.6°，并粘合有爬波探头的楔块底部的弧面与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相贴合，再通过爬波探头发射爬波，使爬波入射到电站锅炉奥氏体不锈钢钢管的内表面和外表面，然后通过采集到的电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波判定是否存在裂纹类缺陷，操作方便、简单，并且实用性强。
附图说明
图1为本发明检测过程的结构示意图；
图2为本发明中爬波探头的检测原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法包括以下步骤：
1)选取爬波探头发射的爬坡的频率，然后将楔块的底部修磨成与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相配合的弧面；
2)爬波探头发射爬波，将爬波探头粘合到楔块上，调整爬波探头使爬坡探头发射的纵波在楔块中的入射角为25-27.6°；
3)将粘合有爬波探头的楔块底部的弧面与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相贴合，然后通过爬波探头发射爬波，使爬波入射到电站锅炉奥氏体不锈钢钢管的内表面及外表面，然后通过采集装置采集电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波，再根据电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波判定是否存在裂纹类缺陷，最后移走爬波探头，完成电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的检测。
所述爬波探头发射的爬坡的频率为2.5MHz。
爬波探头上的晶片通过压电复合材料制作而成；
所述楔块通过丙烯酸树脂制作而成。
所述待检测的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管的壁厚为4-15mm。
参考图2，爬波探头的检测原理是：
爬波探头可同时发射出大角度的近外壁爬波和横波，近外壁爬波在被检测钢管的外壁和近外壁传播。横波可在被检钢管内壁反射后，会发生波型转换，变为近内壁爬波，近内壁爬波在钢管内壁和近内壁传播。近外壁爬波和近内壁爬波的主声射折射角均在75°～85°范围内，则在被检钢管壁厚方向上能实现4mm～15mm范围的全部检测。
丙烯酸树脂纵波声速为2.67km/s，奥氏体不锈钢钢管中纵波声速与横波声速之比为1.82。
当近外壁爬波的折射角为75°时，根据超声手册的折射反射定律计算公式可推算出，丙烯酸树脂中纵波的入射角为25°，横波的折射角为32°，近内壁爬波折射角为75°。
当近外壁爬波的折射角为85°时，根据超声手册的折射反射定律计算公式可推算出，丙烯酸树脂中纵波的入射角为27.6°，横波的折射角为33.19°，近内壁爬波入射角为85°。
最终计算出爬波在丙烯酸树脂中纵波的入射角范围为25～27.6°时，才能在被检钢管中发射出折射角度为75～85°近外壁爬波和近内壁爬波，最终实现厚度为4mm～15mm钢管外、内壁缺陷的全部检测。
Claims (4)
1.一种电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选取爬波探头发射的爬坡的频率，然后将楔块的底部修磨成与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相配合的弧面；
2)爬波探头发射爬波，将爬波探头粘合到楔块上，调整爬波探头使爬坡探头发射的纵波在楔块中的入射角为25-27.6°；
3)将粘合有爬波探头的楔块底部的弧面与电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管待测位置相贴合，然后通过爬波探头发射爬波，使爬波入射到电站锅炉奥氏体不锈钢钢管的内表面及外表面，然后通过采集装置采集电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波，再根据电站锅炉奥氏体不锈钢钢管内外表面的反射波判定是否存在裂纹类缺陷，最后移走爬波探头，完成电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的检测。
2.根据权利要求1所述的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法，其特征在于，所述爬波探头发射的爬坡的频率为2.5MHz。
3.根据权利要求1所述的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法，其特征在于，
爬波探头上的晶片通过压电复合材料制作而成；
所述楔块通过丙烯酸树脂制作而成。
4.根据权利要求1所述的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管裂纹类缺陷的爬波检测方法，其特征在于，所述待检测的电站锅炉用奥氏体不锈钢钢管的壁厚为4-15mm。
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