汽轮机叶轮轴向键槽裂纹超声探伤的几个问题

oupu66

时代欧普超声波探伤仪：70年代中期至80年代，在大量实践经验基础上形成了一套比较成熟的套装汽轮机叶轮键槽裂纹的超声波检测方法(简称作图法)。该方法通过声程动态图、可疑信号与键槽圆角信号的起始点与消失点的位置判断裂纹信号及裂纹深度。该方法要求检验者具有丰富的实践经验，否则，很容易造成误判。

最近，华北电力科学研究院提出了利用汽轮机叶轮形状尺寸精度比较高，而超声渡测距比较准确的特点，以键槽圆角回波最高时的实测声程为已知条件，通过计算得出理论裂纹波幅最高时的声程值，以及理论裂纹波最高时与圆角波最高时两探头入射点之间的圆弧长度与实测值相比较，来判断裂纹及其高度的一种方法(简称计算法)。本文根据实践结果对计算法提出了一些评价意见。

l试验情况

辛店发电厂1号、2号机组系原苏联产K—l0090—7型汽轮机发电机组，后经改造为调峰机组。l号机组在1996年的大修检测时发现第21级叶轮键槽有异常反射信号;2号机组在1998年的大修检测时同样在第21级发现异常反射信号。根据实测数据，采用计算法进行计算并判定。

检验仪器为cTs一22型，探头为2.5MHz单斜，折射角为36 4。，第2l级叶轮键槽宽度L=50mm，高度z=28rnm，叶轮内径r=233mm，外径R=316mm，圆角直径为≯10mm，键槽声程jo=98ram。

附表表明，两片叶轮裂纹反射达最大时声程计算值与实测值几乎相等，裂纹和键槽圆角最大反射时入射点之间的圆弧长度也基本相等。裂纹深度的理论值与实测值的相对偏差分别是16%和7%。

2试验结果分析

2.1挥头折射角和频率选择

我们认为.若以端角反射最佳入射角范围来考虑，公式(2)中的常量3j.8。应为j6.8;

在实际检验中，很多叶轮按照公式(1)、(2)将无法选出合适的探头进行检验。以辛店发电厂l号和2号机组第21级叶轮俭验为例。若接公式计算，探头折射角卢≤30 3。而探头在钢中的第一临界折射角为33.2，符台公式要求的探头在钢中将产生折射纵波，无法保证纯横渡检验。

以往叶轮检验时，考虑到声波声程比较大，为减小声波衰减，通常选用较低频率(如2 5MHz)的探头。实际检验过程中发现，由于探伤机频率较高的探头指向性好，选用较高频率(5MHz)的探头动态波形清晰。键槽圆角回波及裂纹回波最高点容易确定，从而提高，可疑信号判别的准确性。因此，在声波衰减可承受的范围内，应尽量选用较高频率(如5MHz)的探头。

2.2裂纹深度测试

端角反射的声程值为入射点至端角顶点的距离。声程落点在端角顶点。计算法以此为基础，通过理论计算与实际超声测长相比较。从而对可疑信号进行评判。在线切割模拟裂纹试块(模拟裂纹与底面法线成一夹角，不能形成纯端角反射)上试验。结果表明，当模拟裂纹深度较小时，声程落苣在顶苣;当模拟磁粉探伤机裂纹深度较大时，回波反射达到饱和，即接近全臣射，此时声程落专将不在顶点，而是稍稍向上转移。因此，当裂纹较大时根据计算法得出的裂纹最高点的理论声程与实测值将有一定的偏差。

3结论

(1)计算法是作图法的有效补充.它提高了叶轮键槽裂纹俭验效率和评判质量.且不要求检验人员有较丰富的实践经验。

(2)关于探头折射角卢选择范围的公式(2)中的常量35.8。宜改为56 8。在衰减承受范围内，检验尽量选用频率较高(如jMHz)的探头。

(3)计算法给出的裂纹深度值与实测值的偏差并不大，能得到这样的准确度已属不易，但考虑到当裂纹深度较大时，声程落点不一定在裂纹与键顶的交点上，可能会有较大的偏差，值得进一步研究。