一種tofd監測鋼板斷續夾層擴展的方法
2023-12-10 05:22:16 3
一種tofd監測鋼板斷續夾層擴展的方法
【專利摘要】本發明公開了一種TOFD監測鋼板斷續夾層擴展的方法，其先確定用於製造該立柱的鋼板的力學性能滿足要求；然後將含斷續夾層缺陷的翼板的內、外表面與導軌的支腿焊接，根據斷續夾層缺陷面積的大小設置導軌數量，對小格子進行永久性編號格1、格2……，並調整好儀器參數；再對每個小格子內的鋼板進行檢驗，將每個小格子內的斷續夾層缺陷的最高波幅、長度尺寸均進行測量；在以後停爐時，再對該小格子中的鋼板進行監測，將每個小格子內斷續夾層缺陷的檢驗結果與前次的進行比較。本發明利用TOFD技術監測鋼板內部斷續夾層缺陷的擴展，並藉助專用導軌可以準確將同一個缺陷在每次檢驗中的最高波幅、長度尺寸等進行對比，可以有效監測此類缺陷的擴展。
【專利說明】一種TOFD監測鋼板斷續夾層擴展的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種TOFD監測鋼板斷續夾層擴展的方法。
【背景技術】
[0002]隨著大容量、高參數發電機組的大力發展，鋼結構主立柱翼板的鋼板越來越厚。鋼板越厚在軋制的過程中出現夾層缺陷的可能性就越大。但是國內現行標準只是對鋼板的化學成分、力學試驗(拉伸、彎曲、衝擊)、表面質量等做出了復驗規定，並未強制要求鋼結構製造廠對所採購的鋼板在下料加工前進行內部缺陷超聲波檢驗，並且國內沒有鋼結構用鋼板內部缺陷超聲波檢驗的質量標準。因此只要鋼板的力學試驗合格，可以不進行鋼板的超聲波復驗。
[0003]如果主立柱翼板內部存在斷續夾層缺陷(鋼板並未徹底分層，但按JB/T4730-2005標準規定，常規脈衝反射超聲波檢測已達V級，最差級別)，這些斷續夾層長約2-4mm，彌散於鋼板內部，但並未對力學性能(力學性能是鋼結構強度和穩定性的主要計算依據)造成影響，加之電廠建設工期短、鋼結構製造廠書面質量保證等因素，很多電廠的主立柱翼板鋼板內含有斷續夾層缺陷。因此採用適當的方法對此類斷續夾層缺陷進行定期監測，就成為預防缺陷擴展的重要手段。
[0004]目前，鋼板內部缺陷的檢測方法廣泛採用常規脈衝反射超聲波，但此類缺陷已達V級(最差級)，因此常規脈衝反射超聲波法已難以滿足監測缺陷擴展的要求。而TOFD技術對小缺陷非常敏感，尤其對平行於其聲束方向的缺陷擴展的監測能力可達±0.3_，極其適合監測鋼板的斷續夾層缺陷的擴展情況。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠方便、準確的對火電廠鍋爐鋼結構主立柱鋼板內部斷續夾層缺陷擴展情況進行監測的TOFD檢驗方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是:一種TOFD監測鋼板斷續夾層擴展的方法，其關鍵技術在於:所述監測方法藉助專用導軌來完成，所述專用導軌包括至少兩對對稱設於翼板兩側、且垂直於斷續夾層缺陷的縱嚮導軌；所述縱嚮導軌包括不鏽鋼薄板和支腿，兩個支腿豎向釺焊於所述不鏽鋼薄板的兩端，所述支腿的另一端釺焊在含斷續夾層缺陷的翼板表面上，相鄰的縱嚮導軌形成格子。
[0007]所述方法包括以下步驟:
1)通過對火電廠鋼結構主立柱翼板進行常規脈衝反射超聲波檢測，確定存在斷續夾層，且按JB/T4730-2005標準評為V級，並確定用於製造該立柱的鋼板的力學性能滿足標準要求；
2)將含斷續夾層缺陷的所述翼板的內、外表面與縱嚮導軌的支腿焊接，縱嚮導軌在所述翼板的內、外表面成對存在，且水平位置相同；根據斷續夾層缺陷面積的大小設置縱嚮導軌數量，則縱嚮導軌之間形成格子，並對每個所述格子進行永久性編號格1、格2……； 3)調整儀器參數:選擇TOFD探頭；啟動TOFD儀器，分別將所述TOFD探頭置於含斷續夾層缺陷的所述翼板的內、外表面上的縱嚮導軌內，從而使得置於一面的所述TOFD探頭髮出聲束，而置於另一面的所述TOFD探頭接收聲束，以達到TOFD聲束與斷續夾層缺陷長度方向平行的狀態；選擇與斷續夾層缺陷位置相同深度的Φ Imm通孔靈敏度；其他參數選擇默認值；
4)所述格子內的鋼板進行TOFD檢驗，將每個所述格子內的缺陷的最高波幅、長度尺寸進行測量，並按編號保存為圖片格式；
5)在以後停爐時，再對該所述格子中的鋼板進行TOFD檢驗，將每個相同位置處的所述格子內缺陷的檢驗結果與前次的進行比較，當發現該所述格子內的斷續夾層缺陷的長度有所擴大時，應對此立柱的含斷續夾層缺陷的所述翼板進行取樣進行力學性能試驗以驗證是否滿足使用要求或更換此立柱。
[0008]所述不鏽鋼薄板與所述支腿的高度之和與所述TOFD探頭的高度相適應；所述不鏽鋼薄板的長度與含斷續夾層缺陷的所述翼板內表面外緣至腹板處的距離相適應；所述格子的寬度與所述TOFD探頭的長度相適應。
[0009]採用上述技術方案所產生的有益效果在於:由於TOFD對與其聲束平行的缺陷測量精度極高，監測缺陷擴展能力可達±0.3毫米，本發明利用TOFD技術監測鋼板內部斷續夾層缺陷的擴展，將斷續夾層缺陷的長度方向平行於TOFD聲束方向，保證了監測靈敏度和可靠性，並藉助專用導軌可以準確、直觀地將同一個缺陷在每次檢驗中的最高波幅、長度尺寸等進行對比，可以有效監測此類缺陷的擴展，提高同類機組的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為火電廠鍋爐鋼結構主立柱結構示意圖；
圖2為主立柱翼板內部斷續夾層缺陷剖面示意圖；
圖3為專用導軌的結構示意圖；
圖4為圖3的A-A方向視圖；
圖5為專用導軌釺焊在含缺陷翼板上的示意圖；
圖6是圖5的B-B方向視圖；
圖7是TOFD技術監測斷續夾層缺陷擴展示意圖；
其中，1、翼板；2、腹板、3、支腿；4、不鏽鋼薄板；5、格子；6、T0FD探頭；7、T0FD探頭中心線；hl、不鏽鋼薄板與支腿高度之和；h2、不鏽鋼薄板高度；L1、單個斷續夾層缺陷的長度。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0012]參見附圖1和2，可知火電廠鍋爐鋼結構主立柱所述翼板I內部的斷續夾層缺陷的位置情況。
[0013]參見附圖3-7，本發明中的專用導軌包括至少兩對對稱設於翼板I兩側、且垂直於斷續夾層缺陷的縱嚮導軌；縱嚮導軌包括不鏽鋼薄板4和支腿3 ;所述支腿3豎向釺焊於所述不鏽鋼薄板4的兩端後，再按垂直於缺陷走向的方向，分別釺焊在含斷續夾層缺陷的所述翼板I內、外表面上形成一對，且每一對的水平位置相同，則若干對等距離布置後，形成所述格子5 ;所述不鏽鋼薄板4與所述支腿3的高度之和與所述TOFD探頭6的高度相適應；所述不鏽鋼薄板4的長度與含斷續夾層缺陷的所述翼板I內表面外緣至所述腹板2處的距離相適應。所述格子5的寬度與所述TOFD探頭6的長度相適應。
[0014]本發明的監測步驟如下:
1、通過對火電廠鋼結構主立柱所述翼板I進行常規脈衝反射超聲波檢測，確定存在斷續夾層，且按JB/T4730-2005標準評為V級，並確定用於製造該立柱的鋼板的力學性能滿足標準要求；
2、將含斷續夾層缺陷的所述翼板I的內、外表面與專用導軌的所述支腿3焊接，專用導軌在含斷續夾層缺陷的所述翼板I的內、外表面成對存在，且水平位置相同。根據斷續夾層缺陷面積的大小設置專用導軌數量，則專用導軌之間形成所述格子5，並對每個所述格子5進行永久性編號格1、格2……；
3、調整儀器參數:選擇所述TOFD探頭6;啟動TOFD儀器，分別將所述TOFD探頭6置於含斷續夾層缺陷的所述翼板I的內、外表面上的專用導軌內，從而使得置於一面的所述TOFD探頭6發出聲束，而置於另一面的所述TOFD探頭6接收聲束，以達到TOFD聲束與斷續夾層缺陷長度方向平行的狀態；選擇與斷續夾層缺陷位置相同深度的Φ Imm通孔靈敏度；其他參數選擇默認值；
4、所述格子5內的鋼板進行TOFD檢驗，將每個所述格子5內的缺陷的最高波幅、長度尺寸進行測量，並按編號保存為圖片格式；
5、在以後停爐時，再對該所述格子5中的鋼板進行TOFD檢驗，將每個相同位置處的所述格子5內缺陷的檢驗結果與前次的進行比較，由於TOFD對與其聲束平行的缺陷測量精度極高，監測缺陷擴展能力可達±0.3毫米，因此當發現該所述格子5內的斷續夾層缺陷的長度有所擴大時，應對此立柱的含斷續夾層缺陷的所述翼板I進行取樣進行力學性能試驗以驗證是否滿足使用要求或更換此立柱。
實施例
[0015]對某350麗超臨界電廠鍋爐鋼結構主立柱所述翼板I (翼板厚度50mm，材質為Q345B)進行常規脈衝反射超聲波檢測，確定25mm-28mm深處存在斷續夾層缺陷，按JB/T4730-2005標準評為V級；查閱製造廠提供的復驗資料力學性能試驗滿足標準要求，並且通過計算滿足鋼結構穩定性及強度要求。
[0016]第一次檢驗，如圖5所示在主立柱所述翼板I內、外表面上成對焊接導軌，由於該鋼板缺陷面積較大，所以導軌數量較多，導軌之間形成較多所述格子5，對每個所述格子5從1-100進行編號。
[0017]選擇TOFD探頭6 ;啟動TOFD儀器，分別將所述TOFD探頭6置於含斷續夾層缺陷的所述翼板I的內、外表面上的專用導軌內，從而使得置於一面的所述TOFD探頭6發出聲束，而置於另一面的所述TOFD探頭6接收聲束，以達到TOFD聲束與斷續夾層缺陷的長度方向平行的狀態；選擇與斷續夾層缺陷位置相同深度的Φ1_通孔靈敏度；其他參數選擇默認值。
[0018]對編號1-100的所述格子5內的鋼板進行TOFD檢驗，將每個所述格子5內的缺陷的最高波幅、長度尺寸進行測量，並按編號保存為圖片格式，TOFD儀器上顯示的深度尺寸即該斷續夾層缺陷的長度尺寸。
[0019]第二次檢驗是在該機組運行一段時間後，採用同樣方法對編號1-100的所述格子5內的鋼板進行TOFD檢驗，同樣將每個所述格子5內的缺陷的最高波幅、長度尺寸進行測量，並按編號保存為圖片格式，TOFD儀器上顯示的深度尺寸即該斷續夾層缺陷的長度尺寸。
[0020]由於TOFD對與其聲束平行的缺陷測量精度極高，監測缺陷擴展能力可達±0.3毫米，本發明將斷續夾層缺陷的長度方向平行於TOFD聲束的方向，因此即可高精度監控斷續夾層缺陷擴展，亦即長度方向的擴展。所以通過前後兩次TOFD檢驗，對比相同編號的所述格子5內的斷續夾層缺陷長度尺寸、最高波幅的變化，如果發現第二次檢驗中長度尺寸擴大，最高波幅提高，則可判斷為斷續夾層缺陷有擴展趨勢。
【權利要求】
1.一種TOFD監測鋼板斷續夾層擴展的方法，其特徵在於:所述方法藉助專用導軌來完成，所述專用導軌包括至少兩對對稱設於翼板(I)兩側、且垂直於斷續夾層缺陷的縱嚮導軌；所述縱嚮導軌包括不鏽鋼薄板(4)和支腿(3)，兩個支腿(3)豎向釺焊於所述不鏽鋼薄板(4)的兩端，所述支腿(3)的另一端釺焊在含斷續夾層缺陷的翼板(I)表面上，相鄰的縱嚮導軌形成格子(5); 所述方法包括以下步驟: 1)通過對火電廠鋼結構主立柱翼板(I)進行常規脈衝反射超聲波檢測，確定存在斷續夾層，且按JB/T4730-2005標準評為V級，並確定用於製造該立柱的鋼板的力學性能滿足標準要求； 2)將含斷續夾層缺陷的所述翼板(I)的內、外表面與縱嚮導軌的支腿(3)焊接，縱嚮導軌在所述翼板(I)的內、外表面成對存在，且水平位置相同；根據斷續夾層缺陷面積的大小設置縱嚮導軌數量，則縱嚮導軌之間形成格子(5)，並對每個所述格子(5)進行永久性編號格1、格2……； 3)調整儀器參數:選擇TOFD探頭(6);啟動TOFD儀器，分別將所述TOFD探頭(6)置於含斷續夾層缺陷的所述翼板(I)的內、外表面上的縱嚮導軌內，從而使得置於一面的所述TOFD探頭(6)發出聲束，而置於另一面的所述TOFD探頭(6)接收聲束，以達到TOFD聲束與斷續夾層缺陷長度方向平行的狀態；選擇與斷續夾層缺陷位置相同深度的Φ1_通孔靈敏度；其他參數選擇默認值； 4)所述格子(5)內的鋼板進行TOFD檢驗，將每個所述格子(5)內的缺陷的最高波幅、長度尺寸進行測量，並按編號保存為圖片格式； 5)在以後停爐時，再對該所述格子(5)中的鋼板進行TOFD檢驗，將每個相同位置處的所述格子(5)內缺陷的檢驗`結果與前次的進行比較，當發現該所述格子(5)內的斷續夾層缺陷的長度有所擴大時，應對此立柱的含斷續夾層缺陷的所述翼板(I)進行取樣進行力學性能試驗以驗證是否滿足使用要求或更換此立柱。
2.根據權利要求1所述的一種TOFD監測鋼板斷續夾層擴展的方法，其特徵在於:所述不鏽鋼薄板(4)與所述支腿(3)的高度之和與所述TOFD探頭(6)的高度相適應；所述不鏽鋼薄板(4)的長度與含斷續夾層缺陷的所述翼板(I)內表面外緣至腹板(2)處的距離相適應；所述格子(5)的寬度與所述TOFD探頭(6)的長度相適應。
【文檔編號】G01N29/22GK103529124SQ201310463192
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】代真, 李偉, 胡先龍, 謝航雲, 劉紅權, 劉健 申請人:國電科學技術研究院