底波遮挡法在螺栓超声波探伤中的应用

    保定热电厂^#2机系原民主德国哥尔利茨机器厂制造,型号2EK112/25/117,额定功率25 MW,主汽温度510℃,压力9 MPa,额定进汽量187 t/h。该机组于1958年制造,1960年投产运行。至2000年5月大修,累积运行约26万h。

    2000年^#2机组大修时,发现速度级喷嘴组有2条螺栓松动断裂,为此对该部位其余26条螺栓进行了100%探伤检查。

    1　探伤方法选择

    螺栓规格为:M30 mm×100 mm;材质不详,经直读光谱仪定量分析化学成分为:C=0.22%;Si=0.29%;Mn=0.36%;Cr=1.58%;Mo=1.19%;V=0.12%。

    螺栓外形尺寸如图1所示,安装位置如图2所示。

    由于该批螺栓为不拆卸探伤,故只能采用直探头在图1所示端面进行检测。常用探伤方法为参考螺纹波法(即将螺纹波高调至满屏的20%~30%,通过比较缺陷波高与螺纹波高之差进行判伤)。但在对上缸喷嘴组螺栓的探伤中,发现对大部分螺栓无法找到参考螺纹波,导致无法确定探伤灵敏度,而同时发现在探头移动过程中呈现如下两种现象。

    a.底波(图1 B面的反射波PB)波高变化较大,表明底波存在被遮挡现象。

    b.因结构造成固有反射波(图1 A面的反射波PA)的多次反射规律发生明显变化。

    因此,决定采用底波(P_B)遮挡法为主并参考固有反射波(P_A)的多次反射波为辅进行探伤。实际应用证实该方法效果很好。

    2　探伤条件、探伤步骤及波形识别

    2.1　探伤条件

    仪器:CTS-22型超声波探伤仪

    探头:5P6 mm直探头

    试块:CSK-ⅢA

    扫描比例:声程1∶1.5

    耦和剂:机油

    探伤灵敏度:PB波高=80%

    2.2　探伤步骤

    首先将探测面清理干净,然后将无缺陷螺栓底面反射波PB调至满屏的80%作为基准灵敏度,初探时增益6dB作为搜查探伤灵敏度。在探头移动过程中,当发现有缺陷反射波时(如图3所示波形),恢复基准灵敏度进行判伤。

    探头扫查方式以锯齿形为主。由于采用底波进行探伤灵敏度调整,故无需进行表面补偿。

    2.3　波形识别

    探头由外及里扫查时,应注意观察屏幕上波形的变化情况,探头在不同位置的反射波形分布如图3示。

    2.3.1　探头在图3(a)的位置

     若螺栓无缺陷(裂纹)时,屏幕上将显示螺栓A面的多次反射波(图3中PA及其后的4个波)及底波(PB)。由于螺栓结构原因,底波与A面的第5次反射波重合。同时在水平读数(声程)50 mm以后有较低的螺纹波。