汽輪機葉片超聲波檢驗技術導則

1、K54 中華人民共和國電力行業(yè)標準 DL/T 7142000 汽輪機葉片超聲波檢驗技術導則 Technical guide for the ultrasonic testingof turbineblades 2000-11-03 發(fā)布 2001-01-01實施 中華人民共和國國家經濟貿易委員會 發(fā) 布 前 言 本標準是根據原電力工業(yè)部電力行業(yè)標準制、修訂計劃(技綜199640號)的安排制定的。 運行中汽輪機葉片處于極復雜的應力狀態(tài)，往往由于葉片(葉身和葉根)設計不合理，材料不符合要求，機加工質量不佳，組裝工藝不良，運行工況

2、變動等因素的影響造成葉片斷裂事故。對葉片尤其是葉根進行預防性檢查是消除設備隱患，確保機組安全運行的重要手段。 長期以來，許多單位為了搞好這項工作，做了大量的試驗研究。尤其目前大量老機組仍然在超期服役，大容量新機組相繼投運，葉片的斷裂時有發(fā)生，本標準的制定為葉片無損檢測提供了技術依據，同時提高了檢測的準確性，盡可能避免和減少因誤判而造成的不必要損失。 本標準附錄A是標準的附錄，附錄B是提示的附錄。 本標準由電力行業(yè)電站金屬材料標準化技術委員會提出并歸口。 本標準起草單位：國家電力公司熱工研究院、西北電力試驗研究院、江蘇電力試驗研究所、常熟電廠、甘肅電力試驗研究所、臺州電廠。 本標準主要起草人：吳

3、前驅、白小云、于強、王世華、吳凱、張明非、徐大鷹。 本標準委托電力行業(yè)電站金屬材料標準化技術委員會解釋。 目 次 前 言1 范圍2 引用標準3 術語4 總則5 儀器、探頭和試塊6 檢驗技術條件選擇7 檢驗報告附錄A(標準的附錄)汽輪機葉片超聲檢驗靈敏度及動態(tài)波形附錄B(提示的附錄)國產(125300)MW機組汽輪機葉片、葉根配置 中華人民共和國電力行業(yè)標準 汽輪機葉片超聲波檢驗技術導則DL/T 7142000Technical guide for the ultrasonic testingof turbineblades 1 范圍 

4、 本導則規(guī)定了火電廠在役機組檢修時，使用A型脈沖反射式超聲波探傷儀，以單探頭接觸法為主進行汽輪機葉片(葉身及葉根)的超聲波檢驗和判定方法。本導則適用于火力發(fā)電廠600MW以下汽輪機葉片的葉身和葉根超聲波檢驗。其他類似葉片可參照使用。 2 引用標準  下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。 GB/T 12604.11990 無損檢測術語 超聲檢測 JB/T 100611999 A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件 JB/T 100621999 超聲

5、波探傷用探頭性能測試方法 JB/T 100631999 超聲波探傷用1號標準試塊技術條件 3 術語  本標準術語除按GB/T 12604.1外，還采用下列術語：3.1 探頭前沿 front distancc 入射點至前沿的距離，用l0表示。3.2 外露尺寸 external dimensions 葉根露在輪緣外部的尺寸，用h0表示，見圖2(a)。<!endif>(a)四叉騎縫葉根；(b)二叉騎縫葉根圖 2 騎縫鉚孔叉型葉根檢驗探頭放置圖3.3 斜面寬度 bevel width 葉片工作部分過渡到葉根的斜面寬度，用 表示。一般此斜面都略帶凹形弧面，見圖2 (a)。

6、3.4 肩臺高度 high of root shouldcr葉根外露部分有的與葉根側面不在一個平面上，高出的尺寸稱為肩臺高度，用b0表示，見圖2(b)。 4 總則 4.1 葉片是汽輪機的重要部件，常因葉身或根部發(fā)生斷裂事故嚴重威脅汽輪機安全運行。制定本標準的目的在于通過對葉片及時預防性檢查，保證火電廠汽輪機的運行安全。4.2 葉片超聲檢驗方法是火電廠金屬技術監(jiān)督的主要內容之一。本導則所述的內容只作原則說明，在使用過程中應根據葉根的技術條件作靈活運用。4.3 從事檢驗的人員必須持有電力工業(yè)無損檢測級以上資格證書， 可獨立操作及簽發(fā)報告。4.4 當檢驗條件不符合導則的工藝要求或

7、不具備安全作業(yè)條件時，檢驗人員有權停止檢驗，待符合條件后再進行工作。 5 儀器、探頭和試塊 5.1 超聲波探傷儀應符合JB/T 10061標準的下述要求： a)超聲波探傷儀工作頻率為1MHz10MHz。 b)衰減器的總衰減量不小于60dB，在探傷儀規(guī)定的工作頻率范圍內衰減器每12dB的工作誤差±1dB。 c)水平線性誤差不大于2%。 d)垂直線性誤差不大于8%。5.2 葉片檢驗用探頭應選用5MHz的專用縱波、橫波或表面波探頭，其外形尺寸應能滿足本標準檢驗的技術要求。5.3 葉片檢驗用試塊分標準試塊及對比試塊兩種。5.3.1 根據JB/T 10063標準，1號標準試

8、塊(或相近試塊)用于對探頭入射點、折射角等有關性能測試和儀器時基線調整。5.3.2 對比試塊盡可能采用相同材質的同型號葉片，若現場無法實現上述要求，則應根據該級葉片結構圖，選擇合適探傷技術條件。5.4 耦合劑應選取透聲性較好的甘油(丙三醇)或機油。5.5 被探葉片的葉身或葉根探測面應進行清理，并按序編號。 6 檢驗技術條件選擇 6.1 葉身、葉根檢驗靈敏度選取及動態(tài)波形鑒別按照附錄A(標準的附錄)。國產(125MW300MW)機組汽輪機葉片、葉根配置參照附錄B(提示的附錄)。6.2 葉身檢驗一般采用表面波，探頭放置見圖1。對帶有司立太合金焊縫的末級葉片，采用橫波。圖 1 葉

9、身表面波探頭放置圖6.2.1 表面波探頭平行于葉身邊沿前后移動，同時略作左右擺動。6.2.2 判傷時，如發(fā)現較強回波，并確認不屬過渡區(qū)的棱角的固有信號，也不是葉身兩面油污、銹蝕等雜物造成的回波信號，則可判為裂紋。6.3 騎縫鉚孔叉型葉根的鉚孔位于相鄰葉片之間，檢驗時探頭放置見圖2。叉型葉根裂紋一般發(fā)生在靠近葉身側的鉚孔旁截面最小處。6.3.1 h0l0，b00.5mm，使用表面波檢驗為主，橫波檢驗為輔。探頭置于位置，見圖2(a)。6.3.2 h0<l0，b00.5mm，使用表面波檢驗， 也可以用橫波或使用雙晶縱波檢驗。探頭置于或位置，見圖2(a)。特別當肩臺為凹弧面時，雙晶縱波檢驗效果更

10、好。6.3.3 h0l0，b0>0.5mm，采用橫波二次波檢驗，探頭置于位置，見圖2(b)。6.4 中心鉚孔叉型葉根的鉚孔位于葉根的橫向中間位置，檢驗時探頭放置見圖3。(a)聲波傳播路徑；(b)探頭放置形式圖 3 中心鉚孔叉型葉根檢驗探頭放置圖6.4.1 h0l0，b0<0.5mm，采用表面波進行探傷。6.4.2 h0l0，b0>0.5mm，采用橫波二次波進行檢驗，這種方式只能發(fā)現較大裂紋。6.5 T型葉根分為單T型和雙T型兩種型式。6.5.1 帶肩臺T型葉根采用縱波檢驗，探頭放置位置見圖4。由于葉根結構限制，采用專用的微型縱波探傷探頭，放置于葉身底部有限的內弧(或外弧)肩臺

11、上進行檢驗。B葉根端面；F裂紋圖 4 T型葉根肩臺部位探頭放置圖6.5.2 對無肩臺一側弧面，應采用表面波從該葉片的葉身向葉根方向入射。探頭放置見圖5。B葉根端面；F裂紋圖 5 T型葉根內弧面表面波檢驗探頭放置圖6.5.3 葉根的判傷由葉根的動態(tài)波形進行判斷。6.6 樅樹型葉根分為切向裝配和軸向裝配兩種類型。裂紋一般出現在葉根進汽側第一齒。6.6.1 切向裝配的葉根采用橫波一次波檢驗，所采用橫波探頭的角度由實際葉根尺寸確定。探頭應放置于進汽側的外露肩臺上進行檢查，見圖6(a)。該方法能檢出較小裂紋。(a)橫波一次波檢驗；(b)橫波二次波檢驗圖 6 切向裝配樅樹型葉根檢驗探頭放置圖6.6.2 切

12、向裝配的樅樹型葉根需實施橫波二次波檢驗時，檢驗探頭放置于葉身出汽側背弧面上進行檢查，見圖6(b)。這種方法能發(fā)現較大裂紋。6.6.3 軸向裝配樅向樹型葉根因其側面外露，可用表面波對第一齒進行檢驗，探頭放置見圖7。圖 7 軸向裝配樅樹型葉根檢驗時探頭放置圖6.7 菌型葉根檢驗探頭放置見圖8。檢驗應從出汽邊使用縱、橫波一次波檢驗。探傷探頭應根據葉根尺寸專門設計。(a)帶汽封菌形葉根檢驗；(b)不帶汽封菌形葉根檢驗圖 8 菌形葉根檢驗時探頭放置圖 7 7         檢驗報告 7.1 檢驗報告應包

13、括下列內容： a)委托檢驗單位、檢驗報告編號、簽發(fā)報告日期。 b)葉片所屬汽輪機型號、葉輪及葉片編號、葉片材質、檢驗表面的粗糙度、葉根類型及尺寸。 c)超聲探傷儀型號、探頭型號、探傷頻率、耦合劑、檢驗靈敏度。 d)缺陷類型、尺寸、位置。 e)檢驗結論。7.2 檢驗人員及有關責任人員。 附錄A(標準的附錄) 汽輪機葉片超聲檢驗靈敏度及動態(tài)波形 A1 葉身檢驗 A1.1 葉身檢驗靈敏度及判傷波高，見表A1。表 A1 葉身超聲檢驗靈敏度及判傷波高檢驗方法適用部位參考信號部位檢驗靈敏度判傷波高表面波檢驗 葉 身 表面波探頭正對葉片端頭，探頭前沿距端頭40mm參考

14、回波增益20dB10dB橫波檢驗 司太立合金焊縫(末級葉片) 橫通孔 1×6mm參考回波增益10dB0dB  A1.2 表面波葉身檢驗動態(tài)波形過程見圖A1(F為裂紋回波，A為拉筋孔回波，B為葉片端頭回波)。圖 A1 葉身表面波檢驗時動態(tài)波形圖 A1.3 鑲焊有司太立合金末級葉片的葉身焊縫，應采用大折射角度的橫波探頭進行檢驗。 A2 騎縫鉚孔叉型葉根檢驗 A2.1 騎縫鉚孔叉型葉根的檢驗靈敏度及判傷波高，見表A2。表 A2 騎縫鉚孔叉型葉根的檢驗靈敏度及判傷波高檢 驗 方 法適用葉根條件參考信號部位檢驗靈敏度判傷波高 表面波檢驗h0&g

15、t;l0，b00.5mm上鉚孔端角 參考回波增益10dB6dB 橫波檢驗(聲束垂直葉根底部端面)h0l0，b00.5mm，a>l0底部端面 參考回波增益20dB6dB 雙晶縱波檢驗帶凹弧形肩臺下鉚孔端角 參考回波增益(610)dB0dB 橫波檢驗(二次波)h0>l0, b00.5mm上鉚孔端角 參考回波增益5dB0dB A2.2 騎縫鉚孔叉型葉根檢驗的動態(tài)波形，采用表面波、雙晶縱波或垂直底部端面橫波檢驗時的動態(tài)波形如圖A2所示(三者動態(tài)波形相似)，橫波二次波檢驗時動態(tài)波形如圖A3所示。圖 A2 表面波、雙晶縱波和垂直底部端面的橫波檢驗時動態(tài)波形圖(三者波形圖相似)

16、0;圖 A3 橫波二次波檢驗時動態(tài)波形圖 橫波二次波探測，探頭在葉根探測面從上往下移動，并略有轉動時出現的信號，D為上鉚孔端角信號，H為下鉚孔端角信號，B1、B2為底部端角的反射信號，F1為裂紋信號。當裂紋較大并且探頭合適時，也會出現由擴散聲束直接射至裂紋反射號F2。 A3 中心鉚孔叉形葉根檢驗 A3.1 中心鉚孔叉形葉根檢驗靈敏度和判傷波高見表A3。表 A3 中心鉚孔叉型葉根的檢驗靈敏度及判傷波高探 傷 方 法適用葉根條件參考信號部位檢 驗 靈 敏 度判傷波高表面波檢驗h0l0, b00.5mm上鉚孔圓弧面 參考回波增益5dB(b0=0)0(0<b00.5mm)7d

17、B橫波檢驗(二次波)h0l0, b0>0.5mm上鉚孔上端角 參考回波增益0dB(0<b00.5mm)0dB A3.2 中心鉚孔叉型葉根檢驗時動態(tài)波形，裂紋波出現的位置不論采用表面波檢驗還是橫波檢驗，裂紋波都在上鉚孔信號稍后一點的位置。圖A4為裂紋信號與固有信號動態(tài)波形。A為上鉚孔信號，B為底部端面信號，F為裂紋信號。圖 A4 中心鉚孔叉型葉根檢驗時動態(tài)波形圖 A4 T型葉根檢驗 A4.1 T型葉根檢驗靈敏度及判傷波高見表A4。表 A4 T型葉根的檢驗靈敏度及判傷波高檢 驗 方 法適 用 條 件探 頭 位 置參考信號部位檢驗靈敏度判傷波高縱波檢驗內(外

18、)弧肩臺肩臺葉根端面參考回波增益20dB0表面波檢驗無平臺內弧面弧面葉根端面參考回波增益20dB0 A4.2 外包T型葉根檢驗時動態(tài)波形見圖A5。(a)F1回波動態(tài)波形；(b)F2回波動態(tài)波形圖 A5 外包T型葉根檢驗時動態(tài)波形圖 A4.3 雙T型葉根檢驗時動態(tài)波形見圖A6。圖 A6 雙T型葉根檢驗時動態(tài)波形過程圖 F1裂紋波與B底面波聲程相近；F1裂紋波與B底面聲程差較大。由于儀器有盲區(qū)，所以F1裂紋一次波和B底面一次波常常不呈現，F1裂紋只能通過多次回波來觀察。另外，裂紋F1和F2的存在，將使底波B部分或全部被遮擋。 A5 樅樹型葉根檢驗 

19、A5.1 切向裝配樅樹型葉根檢驗靈敏度及判傷波高見表A5。表 A5 切向裝配樅樹型葉根檢驗靈敏度及判傷波高檢 驗 方 法參考信號反射部位檢 驗 靈 敏 度判 傷dB橫波一次波檢驗第一齒側面參考回波增益10dB0橫波二次波檢驗圖6(b)所示的端角A參考回波增益5dB>0 A5.2 切向裝配樅樹型葉根檢驗動態(tài)波形。橫波一次波檢驗時，裂紋信號F在熒光屏上的位置稍比第一齒橫波反射信號T1提前2mm3mm。此時，T1相對無裂紋時下降，如圖A7所示。橫波二次波檢驗裂紋信號略前于基準信號。探頭平行移動，聲束離開基準信號反射點后，只要再出現信號，其波高大于0dB，就是裂紋波。如果沒有裂紋，就沒

20、有任何信號。(a)聲束入射示意圖；(b)無缺陷波形；(c)有缺陷波形圖 A7 切向裝配樅樹型葉根橫波一次波檢驗時波形動態(tài) A6 菌型葉根檢驗 A6.1 菌型葉根檢驗靈敏度及判傷波高見表A6。表 A6 菌型葉根檢驗靈敏度及判傷波高檢 驗 方 法適用葉根條件參 考 信 號檢驗靈敏度判傷波高橫波檢驗無汽封菌型葉片第一齒弧面參考回波增益10dB0橫波檢驗有汽封菌型葉片第一齒弧面參考回波增益10dB0 A6.2 菌型葉根動態(tài)波形A6.2.1 無汽封菌型葉片，菌型葉根檢驗的基準信號以第1齒的弧面A反射回波為根據，若存在裂紋，探頭前移時，于圓弧面A回波信號之后2mm3mm，出現裂紋信號，見圖A8。圖 A8 無汽封菌型葉根檢驗時動態(tài)波形圖A6.2.2 有汽封菌型葉片，橫波一次波檢驗時裂紋動態(tài)波形出現第一弧側面反射之前，見圖A9。圖 A9 有汽封菌型葉根檢驗時動態(tài)波形圖 附錄B(提示的附錄) 國產(125300)MW機組汽輪機葉片、葉根配置  為了便于葉片檢驗時查核，對125MW300MW機組的葉輪級數及葉根型式敘述如下。 B1 125MW汽輪機(N12513.2/535/535)型  該機通流部分葉輪有31級，其中 高壓缸 1C+8P(C：調節(jié)級，P：壓力級) 中壓缸 10P 低壓缸 2