無損檢測新技術(shù)電力應(yīng)用

先進無損檢測技術(shù)

在電力行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢

1廣州金睛檢測技術(shù)有限公司金睛檢測是一家致力于先進無損檢測技術(shù)引進和應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)服務(wù)公司。公司技術(shù)力量雄厚，檢驗人員具有豐富的工作經(jīng)驗。其中高級工程師1人、工程師3人、檢驗人員19人。取得無損檢測檢驗員資格的有：射線Ⅲ級2人（證）、超聲波Ⅲ級1人（證）、滲透Ⅲ級2人（證）、磁粉Ⅲ級1人（證）、射線Ⅱ級10人（證）、超聲波Ⅱ級9人（證）、磁粉探傷Ⅱ級7人（證）、滲透探傷Ⅱ級8人(證)；目前公司檢測業(yè)務(wù)范圍包含常規(guī)檢測和非常規(guī)檢測兩大類。其中非常規(guī)檢測包括：水冷壁、過熱器、再熱器等爐管的金屬檢測和氧化物堵管檢測；汽機方面的檢測范圍包括汽輪機葉片、螺栓、高加、冷凝器等。檢測技術(shù)以先進技術(shù)為主，包括超聲相控陣檢測技術(shù)、渦流檢測技術(shù)、導波和TOFD檢測技術(shù)。挑戰(zhàn)常規(guī)檢測難以完成的任務(wù)。2報告摘要無損檢測技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用可以說是最成熟、最規(guī)范的。但是長期以來，對于復雜、異性工件的檢測仍然是比較困難的問題。諸如，水冷壁檢測、汽輪機葉片、螺栓、角焊縫、帶保溫層管道等工件的檢測。超聲波真實幾何結(jié)構(gòu)成像檢測和遠場渦流檢測等技術(shù)的應(yīng)用為這些問題帶來了解決方法。

34先進無損檢測技術(shù)應(yīng)用介紹1、常規(guī)超聲波全記錄成像檢測2、相控陣真實幾何結(jié)構(gòu)成像檢測3、遠場渦流檢測技術(shù)4、TOFD檢測技術(shù)5、常規(guī)渦流檢測技術(shù)超聲波全記錄成像檢測

ISONIC系列超聲產(chǎn)品由以色列SonotronNDT制造，是世界上最早的可記錄工業(yè)超聲檢測系統(tǒng)之一，是一套集檢測跟蹤、數(shù)據(jù)記錄、缺陷成像顯示于一體的數(shù)字式高級超聲檢測系統(tǒng)。2003年，廣州金睛是國內(nèi)第一套ISONIC的用戶，該系統(tǒng)配有二十多種標準和專用軟件，為各種現(xiàn)場檢測應(yīng)用提供直觀的多媒體人機對話窗口，可以動態(tài)創(chuàng)建滿足工件結(jié)構(gòu)的檢測工藝，實現(xiàn)A超，B/C掃描成像數(shù)據(jù)的全記錄，符合美國ASME標準CodeCase2235<<使用超聲波檢測代替射線檢測>>的要求。電站方面，2004年開始，廣州金睛在不同的條件下參與了汽包環(huán)縫、縱縫和下降管角焊縫，四大管道對接焊縫，集箱管座角焊縫三維成像檢測，閥門、法蘭、三通的腐蝕成像；利用快速B掃描成像檢測中小直管、彎頭的減薄，以特有的功能檢測小管角焊縫(聯(lián)箱小管座)，各種鍛、鑄件如汽機大軸、軸瓦、護環(huán)的內(nèi)部狀態(tài)判斷；還可替代射線，對拍片困難部位成像。其中，參與了粵電集團對受熱面管座焊接質(zhì)量的驗收，對機組容量達66萬千瓦的汽包200mm厚環(huán)縫成像，并對缺陷成功定量、定位，得到業(yè)主方的極大的認同。5案例1：汽包焊縫C掃描三維超聲成像160mm厚汽包環(huán)縫三維成像檢測6案例2：集箱管座角焊縫快速B掃描成像檢測廠家設(shè)備驗收---使用斜探頭利用一次波和一次反射波結(jié)合對被測物件截面成像，對成像過程能實現(xiàn)A超數(shù)據(jù)及截面圖形自動記錄。7案例3：閥座夾渣快速掃描成像檢測8案例4、腐蝕檢測3D成像技術(shù)圖示是管道內(nèi)腐蝕缺陷，此技術(shù)可檢測復合材料（如軸瓦）有否脫離，替代測厚并可檢測集箱和蒸汽管道長期運行的內(nèi)腐蝕情況。9案例5、主蒸汽管高頻導波快速成像檢測

10導波成像+B掃描復核

案例6、電站小管高頻導波快速成像檢測

圖示是0.5毫米深度環(huán)向劃痕導波檢測圖，可對電站各種規(guī)格管子的直管段和彎管的母材質(zhì)量進行快速掃查并成像檢測。11相控陣技術(shù)原理及特點

傳統(tǒng)的超聲檢測采用單晶片探頭發(fā)散聲束。在某些情況下也采用雙晶片探頭或者單晶片聚焦探頭來減小盲區(qū)和提高分辨率。但是不管是哪種情況下，超聲場在介質(zhì)中均是按照一個單一角度的軸線方向傳播。單一角度的掃查限制了超聲檢測對于不同方向缺欠定性和定量的能力。因此，大部分“有效的”標準都要求采用多個角度聲束的掃查來提高檢出率。但是對于復雜幾何外形、大壁厚或者探頭掃查空間有限的情況檢測很難實現(xiàn)，為此就需要采用相控陣多晶片探頭和電子聚焦聲束來滿足上述情況的檢測要求。

相控陣在目前無損檢測領(lǐng)域里代表最先進的超聲檢測技術(shù)。尤其在復雜構(gòu)件及焊接接頭檢測方面的應(yīng)用具有獨特優(yōu)勢。可有效地檢出各種面狀缺陷和體積型缺陷。檢測結(jié)果以三維圖像顯示，為缺陷定位、定量、定性、定級等提供了豐富的信息。結(jié)合焊縫真實坡口的成像檢測某電廠低再檢測現(xiàn)場電站小管局限位置的快速掃描成像檢測某電廠高再小管對接焊縫相控陣檢測和射線對比某電廠1000MW機組隔板扇形掃描檢測18葉片葉根的檢測19齒間裂紋齒根裂紋螺栓檢測遠場渦流檢測技術(shù)遠場渦流檢測技術(shù)RFT是一種能穿透金屬管壁的低頻電磁檢測技術(shù)。探頭有內(nèi)通過式和（外掃描式）,由激勵線圈和檢測線圈構(gòu)成，激勵線圈和檢測線圈相距二至三倍管外徑的長度,激勵線圈通以低頻交流電,產(chǎn)生的磁場信號穿透管壁后，沿管子方向傳遞，再從管外（內(nèi)）面穿透管壁，信號被管內(nèi)（外）的檢測線圈接受,從而有效地檢測管子的內(nèi)、外壁腐蝕及管壁的減薄情況。磁場信號穿透了兩次管壁完成檢測。若管子發(fā)生腐蝕減薄，由于信號穿透的金屬變少了，檢測線圈所接受的信號會相位提前(時間減少)和幅度提高。因此，RFT的主要技術(shù)特征是激勵線圈與檢測線圈間距和信號的穿透性。201、

電廠鍋爐水冷壁管自動爬行器檢測2、帶外襯管鏈式探頭掃描檢測3、高低加熱器管內(nèi)穿式檢測4、不銹鋼管氧化物堵管成像檢測挑戰(zhàn)性工況的遠場渦流檢測21

電廠鍋爐的水冷壁管在長期運行過程中受到煙氣、煤灰、火焰及管內(nèi)介質(zhì)等侵蝕,極易出現(xiàn)腐蝕、沖蝕及磨損等損傷,材料性能劣化，在管內(nèi)高壓、高溫水及蒸汽的作用下,發(fā)生鼓脹變形泄漏或爆管，強制停爐等嚴重事故,造成巨大經(jīng)濟損失。因此加強水冷壁管的在役運行檢測，發(fā)現(xiàn)損傷部位，及時修復，避免事故，具有十分重要的現(xiàn)實意義。加拿大路賽爾公司和美國電科院開發(fā)的遠場渦流檢測系統(tǒng)，是目前國際上最先進的，采用非接觸式的手持式外置式探頭（E-PIT）或自動爬壁掃查器（VertiScan），能快速直觀地檢出水冷壁管的宏觀缺陷，如內(nèi)外壁局部腐蝕，管壁的漸變和均勻減薄，也可發(fā)現(xiàn)氫損傷，熱疲勞裂紋和蠕變裂紋等微觀缺陷，檢測現(xiàn)場和缺陷管的示意圖如下：

水冷壁管自動爬行器檢測2223水冷壁管自動爬行檢測24發(fā)現(xiàn)的典型缺陷和檢測信號25發(fā)現(xiàn)的典型缺陷和檢測信號內(nèi)壁腐蝕26環(huán)向裂紋現(xiàn)場檢測到的典型缺陷縱向裂紋大面積漸變減薄27水冷壁管爬行器的優(yōu)勢針對有防腐層、保溫層、水泥層包裹的管件，在不破壞外襯的情況下，利用我們的鏈式遠場渦流探頭可以對保溫層下腐蝕缺陷進行成像檢測28保溫層下管道腐蝕成像檢測高溫/低溫加熱器管內(nèi)穿式檢測檢測能力：以16x2.1mm高加碳鋼管為例，我們的遠場渦流探頭，可發(fā)現(xiàn)單個直徑1.5mm的通孔或直徑3mm壁厚30%減薄的凹坑，有效區(qū)分壁厚5%與10%的周向減薄缺陷。29柔性探頭內(nèi)檢柔性探頭穿過彎曲部位伸出31不銹鋼管氧化物堵管成像檢測隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，超（超）臨界參數(shù)的火電機組已在全國蓬勃發(fā)展，這些機組的鍋爐根據(jù)不同的廠家工作溫度可達到571585606615620度，目前應(yīng)用的管材基本上都是TP347H、TP347HFG、Super304H和HR3C.這些不銹鋼管，在運行一段時間后，內(nèi)壁脫落的氧化皮，會聚集在管排水平段，形成凝結(jié)性的氧化物，當氧化物堆積到一定數(shù)量后，會引起堵管，局部過熱而造成爆管，停爐。另外所有爐型中，管排自夾管及其出汽側(cè)彎頭堆積脫落的氧化皮較多，鍋爐廠加工的異形接管焊縫退刀槽處基本上都是直角臺階，脫落的氧化皮通過此處變截面時，容易造成搭橋堆積，當爐膛存在較大熱偏差狀況時，偏差較大的管排就會超溫運行，很短的時間即可產(chǎn)生氧化皮脫落堵塞管徑，造成超溫爆管。32因此盡早發(fā)現(xiàn)并能定量分析氧化物的產(chǎn)生對電廠是非常有必要的。我公司引進使用的電磁檢測技術(shù)，是目前國際上最先進的，該技術(shù)是加拿大路賽爾公司和美國電科院合作開發(fā)的專利技術(shù),

采用非接觸式的外置掃查器，能快速直觀地檢出管內(nèi)氧化物的分布情況，實時成像并讀取氧化物占管內(nèi)截面積的百分比，檢出靈敏度為3%，定量精度為+/-5%

以內(nèi)。3334氧化物堵管成像和定量TOFD檢測原理和特點

一種依靠超聲波與缺陷端部相互作用發(fā)出的衍射波來檢出缺陷并對缺陷進行定量的檢測技術(shù)，檢出率約90%左右，而相比之下，射線檢測的檢出率稍低，大約75%，在實際工作中，我們也發(fā)現(xiàn)有TOFD檢測出來的缺陷，X射線未能發(fā)現(xiàn)的情況，精確測量缺陷尺寸，定期對缺陷進行監(jiān)測，可以計算出單位時間內(nèi)缺陷尺寸變化量，從而判斷缺陷的趨勢。351、效率高：單組探頭檢測對焊縫覆蓋范圍大，只須做線性掃查，無須做鋸齒形移動即可對焊縫完成掃查，是常規(guī)超聲探傷方法的3至5倍；2、靈敏度高：衍射波信號具有很高的靈敏度，因此也保證了很高的檢出率；3、精度高：通過衍射時差計算方法，缺陷的高度可被精確的計算出來；4、影響?。汉缚p結(jié)構(gòu)以及缺陷的方向性對檢測結(jié)果影響不大，對耦合要求不高（它是對衍射波的測量，當量影響不大，通過直通波可以監(jiān)控耦合狀態(tài)）；5、漏檢少：衍射波具有高靈敏度，通過圖象記錄完整檢測數(shù)據(jù)，重復性好；6、數(shù)據(jù)全：檢測的結(jié)果立刻就能知道，焊縫的縱斷面或橫斷面的檢測圖像可以存盤或打印出來，也可隨時在電腦上進行分析處理，作為永久的紀錄；TOFD技術(shù)的優(yōu)勢：36TOFD檢測技術(shù)可以檢測大厚壁的主蒸汽管道圖中為南方某電廠89mm