一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法
2024-03-08 13:47:15
一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法
【專利摘要】本發明涉及一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其包括如下步驟：製作一組蠕變損傷試塊、使用超聲檢測裝置測試一組蠕變損傷試塊的表面波衰減係數K、繪製蠕變衰減係數曲線、檢測主汽管道蠕變損傷，通過將主汽管道的衰減係數與曲線對比，判斷主汽管道的蠕變損傷級別。本發明具有測試範圍寬、檢測效率高、節約資源、成本低、處理方法簡單便捷的優點，採用本發明可實現對蠕變損傷的無損檢測，避免對主汽管道造成傷害。
【專利說明】一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力行業無損檢測領域，具體涉及一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法。
【背景技術】
[0002]電站鍋爐中的主汽管道在發電機組運行過程中長期在高溫、高壓等惡劣環境下工作，主汽管道不可避免的受到高溫蠕變的損傷，引起材料性能的退化，從而導致材料性能失效，引發安全事故。對這些在役主汽管道進行健康監測及檢驗，以獲得主汽管道的剩餘壽命是十分必要和迫切的。
[0003]目前，通常採用的檢測手段主要有現場金相及硬度檢驗法，這種方法只能檢驗主汽管道表面的狀態，檢驗範圍較小，並且採用金相及硬度檢驗時，只能獲得其蠕變老化粗劣估算，誤差範圍較大。如果直接取樣進行蠕變斷裂試驗，取樣後還需要在取樣部位進行焊接修補，這種修補方法，會對主汽管道整體性能產生不利影響。近年來發展起來的小衝杆蠕變試驗，是一種微試樣取樣及測試技術，但試驗時需要一段時間，不利於快速檢測分析。
[0004]主汽管道在高溫、高壓運行時的蠕變損傷是與溫度、應力和時間有關的現象，是材料的微觀結構的累積的損傷變化過程。在蠕變損傷過程中材料中固溶合金元素會不斷析出，碳化物的組分、形態、分布和濃度會發生變化，在晶界處碳化物會不斷積聚，甚至形成孔洞。主汽管道材料這種組織的變化會引起應力波的散射，從而影響超聲波在材料中的衰減係數。
[0005]目前國內外尚未見利用超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的相關報導。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種效率高、成本低、檢測範圍大、對主汽管道不產生損傷的利用超聲表面波測量主汽管道蠕變損傷的方法。
[0007]本發明所採用的技術方案是:
一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其包括如下步驟:
(O製作一組蠕變損傷試塊:所述蠕變損傷試塊的材料為P91、P22、12CrlMoV中的一種，所述螺變損傷試塊的尺寸為15mm*100mm*3mm ;所述螺變損傷試塊是通過螺變加速試驗獲得的，試驗環境為150Mpa及540°C，具體方法如下:取一塊未處理的原始試塊，進行蠕變加速試驗，記錄其斷裂時間為h ;另取五塊相同的未處理的原始試塊，在相同試驗環境下進
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打螺變加速試驗，試驗時間分別為一A、一 A、一H、一H、—~h,將該5塊螺變加速試驗獲得的
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試塊稱為一組蠕變損傷試塊，分別稱為廣5號蠕變損傷試塊，對應f 5級蠕變損傷級別；
(2)使用超聲檢測裝置測試一組蠕變損傷試塊的表面波衰減係數K:所述超聲檢測裝置包括超聲表面波傳感器，所述超聲表面波傳感器包括發射探頭和接收探頭，所述發射探頭設置一個，所述接收探頭設置兩個，所述發射探頭和接收探頭固定設置在固定柔性帶上；發射探頭通過探頭線連接信號發生器，接收探頭通過探頭線連接示波器；所述信號發生器的發射頻率為I一 IOMHz ;將發射探頭在I號蠕變損傷試塊一端發射信號，將兩個接收探頭布置在所述蠕變損傷試塊另一端接收信號，並通過連接線將接收信號傳遞到示波器，由面板顯示出來，所述兩個接收探頭相距LI ;將一個接收探頭接收到的波高調整至示波器滿屏刻度的80%，記錄此時波高讀數BI ;記錄另一個接收探頭接收的超聲表面波，示波器讀數為B2 ;由公式計算兩個接收探頭由於試塊蠕變所引起的衰減係數K，K= (B1-B2)/L1 ;重複上述方法依次檢測2、3、4、5號蠕變損傷試塊的衰減係數K ；
(3)繪製蠕變衰減係數曲線:應用所述一組蠕變損傷試塊分別獲得的衰減係數K繪製蠕變衰減係數曲線，曲線縱坐標為衰減係數K，橫坐標為1飛級蠕變損傷級別；
(4)檢測主汽管道蠕變損傷:將發射探頭布置在主汽管道，信號發生器通過探頭線將超聲表面波信號傳遞給發射探頭，發射探頭髮出頻率為1-1OMHz的超聲表面波；將兩個接收探頭布置在主汽管道，接收在主汽管道表面傳播的超聲表面波，並通過連接線將接收信號傳遞到示波器，由面板顯示出來；將一個接收探頭接收到的波高調整至滿屏刻度的80%，記錄此時示波器讀數BI ;記錄另一個接收探頭的示波器讀數為B2，所述兩個接收探頭的周向距離為L2 ;由公式計算兩個接收探頭由於試塊蠕變所引起的衰減係數K，K= (Bl-B2)/L2 ；將K與步驟(3)所得曲線對比，得出主汽管道蠕變損傷級別。
[0008]進一步的改進,所述螺變加速試驗通過螺變試驗機實現。
[0009]進一步的改進，所述蠕變試驗機選用廣州澳珂測試儀器有限公司生產的RDW-200型號。
[0010]進一步的改進，所述蠕變加速試驗參照HB5195-96試驗方法。
[0011]進一步的改進，所述超聲監測裝置選用卓越儀器儀表有限公司生產的CTS-8006型號。
[0012]本發明所述方法的積極效果在於:本發明作出的衰減係數擬合曲線對應不同的損傷級別，並可通過調節對試塊的蠕變加速時間實現調節損傷級別的範圍，具有測試範圍寬的優點；採用超聲表面波的方法可實現對蠕變損傷的無損檢測，避免對主汽管道造成傷害，不影響主汽管道的正常使用；本發明得到的波長參數直觀明了，處理方法簡單便捷，具有檢測效率高的特點；使用的試塊與管道相同的材料相同，可充分利用管道餘料，節約資源，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明蠕變損傷試塊檢測時工作狀態示意圖；
圖2為本發明主汽管道檢測時工作狀態示意圖；
附圖中，I發射探頭，2接收探頭，3固定柔性帶，4探頭線，5信號發生器，6示波器，7主汽管道，8蠕變損傷試塊。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的說明。
[0015]如圖1-2所示，本發明所述的一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其包括如下步驟:(O製作一組蠕變損傷試塊:所述蠕變損傷試塊的材料為P91、P22、12CrlMoV中的一種，所述螺變損傷試塊的尺寸為15mm*100mm*3mm ;所述螺變損傷試塊是通過螺變加速試驗獲得的，試驗環境為150Mpa及540°C，具體方法如下:取一塊未處理的原始試塊，進行蠕變加速試驗，記錄其斷裂時間為h ;另取五塊相同的未處理的原始試塊，在相同試驗環境下進行蠕變加速試驗，試驗時間分別為
【權利要求】
1.一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其特徵在於，其包括如下步驟: (O製作一組蠕變損傷試塊:所述蠕變損傷試塊的材料為P91、P22、12CrlMoV中的一種，所述螺變損傷試塊的尺寸為15mm*100mm*3mm ;所述螺變損傷試塊是通過螺變加速試驗獲得的，試驗環境為150Mpa及540°C，具體方法如下:取一塊未處理的原始試塊，進行蠕變加速試驗，記錄其斷裂時間為h ;另取五塊相同的未處理的原始試塊，在相同試驗環境下進行蠕變加速試驗，試驗時間分別為
2.根據權利要求1所述的一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其特徵在於，所述蠕變加速試驗通過蠕變試驗機實現。
3.根據權利要求2所述的一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其特徵在於，所述蠕變試驗機選用廣州澳珂測試儀器有限公司生產的RDW-200型號。
4.根據權利要求2所述的一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其特徵在於，所述蠕變加速試驗參照HB5195-96試驗方法。
5.根據權利要求1-4所述的一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其特徵在於，所述超聲監測裝置選用卓越儀器儀表有限公司生產的CTS-8006型號。
【文檔編號】G01N29/11GK103926324SQ201410137871
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2014年4月8日
【發明者】李文彬, 姜運建, 徐雪霞, 馮硯廳, 趙紀峰 申請人:國家電網公司, 國網河北省電力公司電力科學研究院, 河北省電力建設調整試驗所