一种基于超声波检测锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹的方法

摘要

本发明公开了一种基于超声波检测锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹的方法，包括以下步骤：1)清理待测熔焊部位及其周围的水冷壁管及悬吊板的表面，以露出金属光泽；2)在标准试块上校准横波斜探头的前沿与K值；3)在待测熔焊部位的前端水冷壁管外表面涂覆耦合层，然后将横波斜探头贴合于所述耦合层上；4)利用横波斜探头进行锯齿状扫查；5)通过摆动横波斜探头，寻找最高波峰，则该最高波峰对应的深度即为锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹所在深度，该方法能够快速准确的对熔焊部位裂纹进行定位。

说明书

技术领域

本发明属于超声波无损检测领域，涉及一种基于超声波检测锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹的方法。

背景技术

随着社会用电结构发生变化，电网日负荷曲线峰谷差日趋增大，且负荷变化速率增快，火电机组频繁调峰和深度调峰的情况成为常态，造成锅炉“四管”背火面拉裂泄露导致的机组非停次数大幅增加。其中，水冷壁管由于膨胀变形量大，且背火面的相连附件多，常通过拉筋吊板等附件对水冷壁管屏进行支撑或悬吊，使得拉筋吊板等附件与水冷壁管子的熔焊部位更易由于交变应力产生裂纹，给机组安全运行带来新的挑战。

常用的表面检测、射线检测以及现行标准对类似角焊缝的超声检测都存在一定不足或者不适用，不能快速、准确、全面的发现裂纹。

表面检测包括磁粉检测、渗透检测和涡流检测，磁粉检测主要用于检测铁磁性材料表面或近表面缺陷的检测，渗透检测用于非多孔性材料的表面开口缺陷的检测，涡流检测用于导电金属材料表面及近表面缺陷的检测，上述三种检测方法都只能发现表面及近表面缺陷，不能做到对锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位的全覆盖，且对工件本身的材料特性有一定限制。

射线检测由于受水冷壁管子鳍片影响，不能对熔焊部位进行全覆盖，存在检测盲区，且检测周期较长，需要对周围辐射区域进行隔离，严重影响检修工期。

现行标准NB/T 47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分：超声检测》中关于类似焊缝的检测对象包含插入式接管与筒体(或封头)角接接头、安放式接管与筒体(或封头)角接接头以及T型焊接接头。

插入式接管与筒体(或封头)角接接头需满足以下两个条件：1)筒体(或封头)检测面曲率半径大于等于250mm且内外径比大于等于70％；

2)接管公称直径大于等于80mm。安放式接管与筒体(或封头)角接接头需满足以下两个条件：1)筒体(或封头)检测面曲率半径大于等于150mm；2)接管公称直径大于等于100mm。T型焊接接头是翼板与腹板成互相垂直摆放，在翼板或腹板侧采用斜探头检测。而一般水冷壁管的曲率半径小于40mm，且锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位与T型焊接接头的结构不同，并不适用于上述检测方法。

鉴于此，选择一种快速、准确且施工量小的检测方法有着重要的实用价值和推广意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于超声波检测锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹的方法，该方法能够快速准确的对熔焊部位裂纹进行定位。

为达到上述目的，本发明所述的基于超声波检测锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹的方法包括以下步骤：

1)清理待测熔焊部位及其周围的水冷壁管及悬吊板的表面，以露出金属光泽；

2)选取横波斜探头，并在标准试块上校准横波斜探头的前沿与K值；

3)在待测熔焊部位的前端水冷壁管外表面涂覆耦合层，然后将横波斜探头贴合于所述耦合层上；

4)利用横波斜探头进行锯齿状扫查，其中，横波斜探头产生的横波经待测熔焊部位后的回波通过超声仪器进行显示，通过调节超声仪器的增益，以辨别显示深度在水冷壁管壁厚范围内，位置在待测熔焊部位与横波斜探头前沿之间的一个波峰；

5)通过摆动横波斜探头，寻找最高波峰，则该最高波峰对应的深度即为锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹所在深度。

横波斜探头的楔块曲率与水冷壁管外壁的曲率相同。

横波斜探头的数量为1个，横波斜探头中的晶片数量为1个，K值为2.0～2.5。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于超声波检测锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹的方法在具体操作时，首先对横波斜探头的前沿及K值进行校准，再利用横波斜探头进行锯齿状扫查，通过调节超声仪器的增益，以辨别显示深度在水冷壁管壁厚范围内，位置在待测熔焊部位与横波斜探头前沿之间的一个波峰，最后通过摆动横波斜探头，寻找最高波峰，则该最高波峰对应的深度即为锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹所在深度，操作方便、简单，对周边环境要求小，可实现多区域同时施工，互不影响，可对空间要求小，在狭小空间内便可实现检测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。其中，1为水冷壁管、2为悬吊板、3为待测熔焊部位、4为横波斜探头。

图2为本发明裂纹波形示意图。

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，本发明所述的基于超声波检测锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹的方法包括以下步骤：

1)清理待测熔焊部位3及其周围的水冷壁管1及悬吊板2的表面，以露出金属光泽；

2)选取横波斜探头4，并在标准NB/T 47013.3-2015中的标准试块上校准横波斜探头4的前沿与K值；

3)在待测熔焊部位3的前端水冷壁管1外表面涂覆耦合层，然后将横波斜探头4贴合于所述耦合层上；

4)利用横波斜探头4进行锯齿状扫查，其中，横波斜探头4产生的横波经待测熔焊部位3后的回波通过超声仪器进行显示，通过调节超声仪器的增益，以辨别显示深度在水冷壁管1壁厚范围内，位置在待测熔焊部位3与横波斜探头4前沿之间的一个波峰；

5)通过摆动横波斜探头4，寻找最高波峰，则该最高波峰对应的深度即为锅炉背火面水冷壁管悬吊熔焊部位裂纹所在深度。

横波斜探头4的楔块曲率与水冷壁管1外壁的曲率相同。

横波斜探头4的数量为1个，横波斜探头4中的晶片数量为1个，K值为2.0～2.5。