瓷套超声检测方法试验研究

　　1 引言

　　支柱绝缘子及瓷套是电力系统的重要组成设备,在系统中数量巨大。由于支柱绝缘子及瓷套是高温烧制而成的电瓷产品，如果在制作过程中配方不当、工艺流程中原料混合不均匀、高温烧结过程中炉温控制不好，均容易形成瓷件内部缺陷。在长期运行中随着机械负荷以及大风、冰雪等的作用，从而使其附加应力增大。若支柱绝缘子及瓷套内部存在微小缺陷，在上述外部因素作用下，就极有可能使缺陷扩大，从而造成支柱绝缘子或瓷套破坏，轻则造成设备损坏，严重的可能导致变电站全停事故，为防止运行中支柱绝缘子突然断裂及瓷套开裂事故，各地电力系统对支柱绝缘子的无损检测工作进行了大量的探索，基本形成了行之有效的检测方法。由于支柱绝缘子和瓷套结构尺寸的差异，目前使用的对支柱绝缘子有效的超声探伤方法，不能完全满足瓷套超声探伤的要求，需要根据瓷套结构特点，研究新的探伤方法。

　　2 支柱绝缘子及瓷套裂纹检测技术现状

　　目前支柱绝缘子的超声检测主要采用爬波法，另外还有纵波斜探头检测方法。

　　由于支柱绝缘子及瓷套是高温烧制而成，属脆性材料，加之其结构特点是通过水泥胶合剂将支柱绝缘子及瓷套与金属附件结合在一起，由于水泥胶合剂、瓷与金属三种材料的线性膨胀系数和导热系数都不同，当环境条件发生变化时，结合处受到的应力作用最大。在长期运行中的机械负荷作用和外力冲击，会导致瓷体内或者近表面产生微小缺陷，有的产品出厂时瓷体内或者近表面就存在微小缺陷，这样，就有可能使缺陷迅速扩大而造成破坏。运行中发生断裂的支柱绝缘子和瓷套的损坏部位大都在法兰处。在役瓷套除在法兰部位因环形裂纹引起的断裂外，还有沿瓷纵向裂纹，据统计，断裂部位95%以上都在法兰口内30mm 到与瓷体相交附近区域，因此，检测的重点部位就是法兰口内外的瓷体。

　　2.1 爬波检测方法

　　爬波又称表面下纵波，是接近被检测工件表面传播的纵波，对工件表面粗糙度不敏感，能有效检测工件表面和近表面的缺陷，如果工件表面上有物体，对爬波传播只有非常小的影响，有时甚至觉察不到。爬波对表面微小裂纹具有较高检出能力，可检测出0.5mm～15mm 深的表面开口裂纹。爬波可有效地检测支柱绝缘子表面及近表面裂纹等缺陷。由于爬波在传播过程中衰减大，反射信号非常弱，因此采用收发分开的双晶片组合探头。早期的爬波探头是串列式结构，探头长度在25mm～30mm，由于探头长度(沿检测方向的水平跨距)过大而造成检测盲区，为解决这一问题，我院和其他有关单位相继研制出了并列式爬波探头，探头长度只有12mm，减小了盲区。