一种电站锅炉膜式水冷壁管焊缝超声波探伤方法与流程

本发明涉及一种电站锅炉膜式水冷壁管焊缝超声波探伤方法，属于火电厂受热面管无损检测领域。

背景技术：

为了提高燃煤电站锅炉换热效率，节省燃料使用，提高电力生产领域经济效益，在大中型锅炉“四管”制造中，焊缝数量极大，一台660mw超临界机组受热面焊口约4万多，这些受热面管规格多在φ30mm-φ60mm之间，厚度在4mm-8mm之间，这些焊缝部分由配管厂焊接，称作设备焊口，绝大部分由安装现场进行焊接，称作安装焊口。

有鉴于此，在申请号为201410148594.0的专利文献中公开了一种超声波探伤方法、超声波探伤装置及纵波横波爬波一体化超声波斜探头。近几年由于安装单位焊口质量差，检验比例及检验方法的问题，导致许多电厂许多不合格焊口投入热力系统运行发电，这种不合格焊口在机组启停、负荷变化、深度调峰、燃烧恶化等情况下，极易发生泄漏爆管，火电厂发生泄漏爆管一定造成机组的非计划停运，甚至造成人员伤亡事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中以射线探伤为主的不足，射线探伤位置要求高，在膜式管排连续连接的水冷壁中，射线探伤不能100%实现焊缝的扫查，其中3点和9点位置是探伤“死角”（缺陷无法发现或判断），而且射线检测成本非常高，过程复杂具体涉及现场拍片、暗室操作、评片等。

而提供一种结构设计合理，降低了成本，弥补“死角”位置的缺陷检出，尤其是在机组临修或抢修过程中，缩短现场探伤的时间，同时保证焊缝质量，为及时发电争取时间的电站锅炉膜式水冷壁管焊缝超声波探伤方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该电站锅炉膜式水冷壁管焊缝超声波探伤方法，其特点在于：包括以下步骤：

第一步：将待检测焊缝余高磨平，周围打磨处理，直至表面光洁；

第二步：刷涂耦合剂；

第三步：对水冷壁管进行测厚和材质确认；

第四步：选取超声波纵波直探头和横波斜探头，进行探头前沿、k值的测量；

第五步：制作距离-波幅曲线；

第六步：将超声波纵波直探头骑在焊缝上，来回扫描，往复扫描2-3次；

第七步：将超声波横波斜探头放在焊缝的周围，在清理区域涂抹耦合剂，进行锯齿形扫查，每次探头移动到紧贴焊缝位置，进行一圈扫查；

第八步：观察动态波形；

第九步：判定待检缺陷；

第十步：记录波形或进行电子存储；

第十一步：填写纸质探伤记录；

第十二步：现场清理，整理仪器；

第十三步：出具探伤报告。

该电站锅炉膜式水冷壁管焊缝超声波探伤方法在常规的射线检测基础上，通过打磨焊缝，增加探伤方向，从而实现发现焊缝内部缺陷，从检验上控制焊缝质量，确保无不合格焊口投入热力系统。

此外，锅炉四管焊接过程中，也可以控制、提高焊接人员焊接水平，可多方位控制锅炉受热面的焊接质量，确保锅炉安全运行。

进一步地，所述步骤二中，扫描采用的耦合剂为机油，选择机油耦合剂，取材方便，易清理。

进一步地，所述步骤七中，超声波横波斜探头的工作频率范围为5mhz，设置该探头频率，超声波波长较短，分辨力高，发现最小缺陷的能力强，能够确保探头工作在最佳状态。

进一步地，所述步骤六中，超声波纵波直探头的工作频率范围为5mhz，设置该探头频率，超声波波长较短，分辨力高，发现最小缺陷的能力强，能够确保探头工作在最佳状态。

进一步地，所述步骤七中，超声波横波斜探头的晶片尺寸为6mm×6mm，选择该尺寸，超声波能量虽小（管壁较薄，完全能满足穿透性），耦合性能好，能与管壁紧贴，能量损失很小。

进一步地，所述步骤七中，超声波横波斜探头的k值为3，选择该入射角度，能确保内部缺陷检出。

进一步地，所述步骤六中，超声波纵波直探头的晶片尺寸为φ10mm，选择该尺寸，超声波能量虽小（管壁较薄，完全能满足穿透性），耦合性能好，能与管壁紧贴，能量损失很小。

进一步地，所述步骤四中，横波斜探头和纵波直探头的扫描速度为20mm/s-30mm/s，选择该速度能够防止缺陷漏检。

相比现有技术，本发明具有以下优点：

1、本发明采用的检测方法中分别采用超声波纵波直探头垂直焊缝进行扫查、超声波横波斜探头沿焊缝进行锯齿形扫描，实现了x轴、y轴扫描，能够读取到缺陷的位置、形状和尺寸，探测精度得到了提高，探测效率得到了提高，提高了产品质量。

2、本发明中采用的耦合剂机油，不会腐蚀焊缝及母材，减少了杂质对探测精度的影响，进一步提高了检测的精准性。

3、本发明超声波横波斜探头和纵波直探头的工作频率范围为5mhz，设置该频率范围能够确保探头工作在最佳状态，分辨力高，发现最小缺陷的能力增强。

4、本发明横波斜探头和纵波直探头的扫面速度均为20mm/s-30mm/s，设置该速度能够防止缺陷漏检。

附图说明

图1是本发明实施例的横波斜探头探伤的示意图。

图2是本发明实施例的纵波直探头探伤的示意图。

图3是本发明实施例的距离-波幅曲线的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图3所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若用引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本实施例中的电站锅炉膜式水冷壁管焊缝超声波探伤方法，包括以下步骤：

第一步：将待检测焊缝余高磨平，周围打磨处理，直至表面光洁；

第二步：刷涂耦合剂；

第三步：对水冷壁管进行测厚和材质确认；

第四步：选取超声波纵波直探头和横波斜探头，进行探头前沿、k值的测量；

第五步：制作距离-波幅曲线；

第六步：将超声波纵波直探头骑在焊缝上，来回扫描，往复扫描2-3次；

第七步：将超声波横波斜探头放在焊缝的周围，在清理区域涂抹耦合剂，进行锯齿形扫查，每次探头移动到紧贴焊缝位置，进行一圈扫查；

第八步：观察动态波形；

第九步：判定待检缺陷；

第十步：记录波形或进行电子存储；

第十一步：填写纸质探伤记录；

第十二步：现场清理，整理仪器；

第十三步：出具探伤报告。

作为优选，步骤二中，扫描采用的耦合剂为机油，选择机油耦合剂，取材方便，易清理。

作为优选，步骤七中，超声波横波斜探头的工作频率范围为5mhz，设置该探头频率，超声波波长较短，分辨力高，发现最小缺陷的能力强，能够确保探头工作在最佳状态。

作为优选，步骤六中，超声波纵波直探头的工作频率范围为5mhz，设置该探头频率，超声波波长较短，分辨力高，发现最小缺陷的能力强，能够确保探头工作在最佳状态。

作为优选，步骤七中，超声波横波斜探头的晶片尺寸为6mm×6mm，选择该尺寸，超声波能量虽小（管壁较薄，完全能满足穿透性），耦合性能好，能与管壁紧贴，能量损失很小。

作为优选，步骤七中，超声波横波斜探头的k值为3，选择该入射角度，能确保内部缺陷检出。

作为优选，步骤六中，超声波纵波直探头的晶片尺寸为φ10mm，选择该尺寸，超声波能量虽小（管壁较薄，完全能满足穿透性），耦合性能好，能与管壁紧贴，能量损失很小。

作为优选，步骤四中，横波斜探头和纵波直探头的扫描速度为20mm/s-30mm/s，选择该速度能够防止缺陷漏检。

作为优选，步骤四中，具体如下：

在dl-1试块上，将探头对准r25、r50的半圆弧面，调节增益按钮，使r50反射波幅在显示器80%高度，r25反射波幅不低于显示器40%高度，用毫米级直尺测量探头前端与r50弧面的平顶端距离值l1，通过前沿a计算公式：a=50-l1；

将探头放在dl-1试块上，选择深度h=5mm，φ1mm的通孔进行测量，移动探头，找到此孔后，当反射波幅最高时，用毫米级直尺测量出探头前沿距离试块端部的距离l，通过公式β=arctg[(l+a)/5],即得出k值，例如l=12mm,a=3mm,那么k=3。

在电站锅炉安装或检修换管过程中，射线检测所需的工艺非常复杂、时间长、安全要求高等。具体需要x射线进行作业，办理辐射安全距离工作票，拍片完需要暗室处理，需要经验丰富的人员进行对缺陷评定，而且不能将“死区”的缺陷检测出来。而选择本发明方法，缩短了检测时间，也能将缺陷发现并即时处理，对缩短基建期或检修期有至关重要的作用。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。