整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體超聲波檢驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1、沙角C電廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SCPS Q/SCPS-106.0012005整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體超聲波檢驗(yàn)技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)Technical guide of the ultrasonic testing of turbine nonbore rotors 2005-01-30發(fā)布 2005-02-04 實(shí)施沙角C電廠發(fā)布目次前言1范圍12規(guī)范性引用標(biāo)準(zhǔn)13術(shù)語(yǔ)14基本要求25儀器、探頭、耦合劑26試塊27檢驗(yàn)方法28缺陷的測(cè)量和記錄49質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)510 檢驗(yàn)報(bào)告5附錄A （資料性附錄）整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體超聲波檢驗(yàn)靈敏度對(duì)比試塊6前言沙角C電廠三臺(tái)汽輪機(jī)組（660MW）系GECALSTHOM公司制造,汽

2、輪機(jī)型號(hào)為T(mén)2A65030446，該機(jī)組為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)。額定功率：696.9MW；額定轉(zhuǎn)速：3000r/min；主汽壓力：17.50MPa；主汽溫度：538；汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)：一個(gè)高壓轉(zhuǎn)子、一個(gè)中壓轉(zhuǎn)子和兩個(gè)低壓轉(zhuǎn)子。為確保電站機(jī)組的安全運(yùn)行，對(duì)電站高速轉(zhuǎn)動(dòng)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子體質(zhì)量實(shí)施檢驗(yàn)和安全性評(píng)價(jià)顯得極為重要，不僅制造時(shí)要檢驗(yàn)，在役轉(zhuǎn)子也要進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)估。作為評(píng)估的依據(jù)，應(yīng)采用可行的無(wú)損檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。為確保汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行，規(guī)范三臺(tái)機(jī)組整鍛式實(shí)心轉(zhuǎn)子體的檢驗(yàn)方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，特制訂本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)備管理部提出。本標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)備管理部解釋。本標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)備管理部歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由總

3、工程師石喜光批準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：陳前明、管世強(qiáng)、何衛(wèi)忠、歐陽(yáng)微。 參與本標(biāo)準(zhǔn)審核的人員有辛文達(dá)、楊文林、陳運(yùn)強(qiáng)、全兆宣、張卓林，參與本標(biāo)準(zhǔn)審定的人員有袁洪濤。參與審核審定的人員對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)提出了有益的意見(jiàn)。本標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收邀請(qǐng)了西安熱工院、廣東省電力中心試驗(yàn)研究所、河南省電力中心試驗(yàn)研究所及黑龍江省電力科學(xué)研究院的專家給予技術(shù)審定。整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體超聲波檢驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了沙角C電廠汽輪機(jī)組（660MW）整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體超聲波檢驗(yàn)的基本要求、檢驗(yàn)方法、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的基本要求、檢驗(yàn)方法、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)僅針對(duì)整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體，不涉及汽輪機(jī)葉片、葉根、圍帶、拉筋孔、平衡孔的

4、檢驗(yàn)。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于A型脈沖反射式超聲波探傷儀，以縱波接觸法（縱波直探頭、縱波斜探頭）、表面波為主的超聲波檢驗(yàn)。2規(guī)范性引用標(biāo)準(zhǔn)下列文件中的條款，通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本；凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。JB/T 1581 汽輪機(jī) 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法3 術(shù)語(yǔ)下列術(shù)語(yǔ)適用于本標(biāo)準(zhǔn)3.1轉(zhuǎn)子體 Rotor Block指整鍛式轉(zhuǎn)子中不包含葉片部分的軸體。3.2實(shí)心轉(zhuǎn)子體 Solid Rotor Bloc

5、k無(wú)中心孔的轉(zhuǎn)子體。3.3彈性槽 Rotor Groove高、中壓轉(zhuǎn)子上的密封槽。3.4 R圓弧 R-Arc 主軸與葉輪間形成的圓弧。3.5 葉輪下方 Lower Part of Impeller指圖1中陰影部分。圖1 實(shí)心轉(zhuǎn)子示意圖3.6 連續(xù)缺陷信號(hào) Serial Defect Sighal在某個(gè)測(cè)距上當(dāng)量直徑大于2mm，幅度波動(dòng)范圍能在探頭持續(xù)移動(dòng)距離等于或大于30mm的區(qū)間內(nèi)不大于2dB的缺陷信號(hào)。 3.7密集性缺陷 Dense Defects 在邊長(zhǎng)50mm的立方體內(nèi)，數(shù)量不少于5個(gè)，當(dāng)量直徑小于2mm的缺陷。3.8游動(dòng)缺陷信號(hào) Drift Defect Sighal探頭在被探部位移

6、動(dòng)時(shí)，信號(hào)前沿位置的移動(dòng)距離相當(dāng)于25mm或25mm以上工件厚度的缺陷信號(hào)。4基本要求4.1 從事該項(xiàng)檢驗(yàn)的人員，須持有電力行業(yè)無(wú)損檢測(cè)級(jí)及以上資格證書(shū)者方可獨(dú)立操作及簽發(fā)報(bào)告。4.2 檢驗(yàn)前，被檢轉(zhuǎn)子體應(yīng)吊出汽缸并用砂布打磨處理，轉(zhuǎn)子體表面要清潔、無(wú)銹蝕和無(wú)氧化皮。當(dāng)被檢轉(zhuǎn)子體不滿足上述要求時(shí)，須對(duì)轉(zhuǎn)子體表面進(jìn)行再處理。4.3 被檢轉(zhuǎn)子體應(yīng)放置在可使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的支架上進(jìn)行檢驗(yàn)。4.4 檢驗(yàn)前，應(yīng)做好檢驗(yàn)的安全輔助工作。4.5 檢驗(yàn)前，檢驗(yàn)人員應(yīng)查明轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)型式及相應(yīng)的尺寸。4.6 檢驗(yàn)人員在實(shí)施檢驗(yàn)中，不應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子體造成損壞。4.7 轉(zhuǎn)子體的檢驗(yàn)面積應(yīng)大于90%，對(duì)超聲波不能檢驗(yàn)的區(qū)域，應(yīng)采

7、用其他方法做輔助檢驗(yàn)。5儀器、探頭、耦合劑5.1 超聲波探傷儀應(yīng)滿足下列要求：a) 工作頻率為5MHz；b) 衰減器的總衰減量不小于80dB，在探傷儀規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)衰減器的每12dB的工作誤差±1dB；c) 水平線性誤差0.5%；d) 垂直線性誤差5%。5.2 檢驗(yàn)用探頭 選用1MHz-5MHz的縱波、表面波探頭。 選用2.5MHz-5MHz14、20，折射角2022縱波斜探頭。5.3 耦合劑檢驗(yàn)用耦合劑應(yīng)選用粘度較好且無(wú)腐蝕、無(wú)毒、易清洗的機(jī)油作耦合劑。6 試塊6.1 用于調(diào)節(jié)表面波掃描速度、探傷靈敏度和調(diào)節(jié)斜入射縱波掃描速度、探傷靈敏度及縱波直探頭掃描速度、探傷靈敏度的綜合

8、對(duì)比試塊見(jiàn)資料性附錄A。6.2 在條件具備時(shí)，可依據(jù)轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)，自行制作對(duì)比試塊。對(duì)比試塊的聲速性能與轉(zhuǎn)子體相近、結(jié)構(gòu)須與被檢轉(zhuǎn)子體一致且無(wú)內(nèi)部缺陷。7檢驗(yàn)方法7.1 掃查方式 對(duì)轉(zhuǎn)子體R圓弧部位，以超聲表面波聲束沿轉(zhuǎn)子軸向掃查R圓弧部位并做周向移動(dòng)，如圖2c位置。也可將探頭放置于葉輪上，表面波聲束沿轉(zhuǎn)子體徑向掃查R圓弧部位并做周向移動(dòng)。 對(duì)轉(zhuǎn)子體軸頸部位，以超聲縱波沿轉(zhuǎn)子體圓周方向掃查檢驗(yàn)，如圖2a位置。 對(duì)轉(zhuǎn)子體葉輪下方，以超聲縱波專用斜探頭沿轉(zhuǎn)子體軸向掃查并做周向移動(dòng)，如圖2b位置。圖2 實(shí)心轉(zhuǎn)子體檢驗(yàn)方法示意圖 對(duì)高、中壓轉(zhuǎn)子體彈性槽部位，以超聲縱波沿轉(zhuǎn)子體彈性槽圓周方向掃查檢驗(yàn)，如

9、圖3。由于彈性凹槽的寬度不同，所選探頭的頻率、晶片尺寸應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)技術(shù)要求。當(dāng)檢驗(yàn)部位的直徑大于探頭的3倍近場(chǎng)區(qū)時(shí)，可任意選擇底波調(diào)整法或試塊調(diào)整法調(diào)整探傷靈敏度。縱波探頭在轉(zhuǎn)子體彈性凹槽檢驗(yàn)時(shí)，聲束應(yīng)相互覆蓋并保證可以檢驗(yàn)到轉(zhuǎn)子凸位下方，且無(wú)檢驗(yàn)盲區(qū)。必要時(shí)，可將探頭放置于轉(zhuǎn)子體彈性槽凸位處進(jìn)行檢驗(yàn)。圖3 實(shí)心轉(zhuǎn)子體高、中壓轉(zhuǎn)子彈性槽檢驗(yàn)示意圖7.2 探傷靈敏度 7.2.1 縱波探傷靈敏度應(yīng)能有效地發(fā)現(xiàn)被檢轉(zhuǎn)子體中當(dāng)量為2mm的平底孔反射體為準(zhǔn)。a）底波調(diào)整法依據(jù)JB/T 1581中5.4，在轉(zhuǎn)子體材料組織均勻的部位上調(diào)整。需提高的增益數(shù)值可用（1）式求得： （1）式中： 需提高的增益

10、分貝數(shù)；Da被檢部位的直徑，mm；平底孔直徑，mm；超聲波縱波波長(zhǎng)，mm；園周率。b）試塊調(diào)整法縱波檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子體軸頸、彈性槽部位探傷靈敏度：可在資料性附錄A模擬試塊上調(diào)節(jié)或依據(jù)JB/T 1581中5.5，在CS2型參考試塊調(diào)整?？v波斜探頭檢驗(yàn)葉輪下方部位的靈敏度調(diào)節(jié)：可在資料性附錄A模擬試塊上調(diào)節(jié)。表面波檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子體R圓弧部位的靈敏度調(diào)節(jié)：以資料性附錄A模擬試塊上1mm×1mm×6mm切槽，作為表面波檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子R圓弧部位的靈敏度。在轉(zhuǎn)子體無(wú)缺陷部位及表面光潔度保證的前提下，斜入射縱波檢驗(yàn)葉輪下方的靈敏度；縱波檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子體軸頸、彈性槽部位的靈敏度均可在轉(zhuǎn)子本體上調(diào)節(jié)。7.3 材質(zhì)衰減

11、系數(shù)的測(cè)定 檢驗(yàn)過(guò)程中，因材質(zhì)而引起靈敏度降低時(shí)，需對(duì)轉(zhuǎn)子體的材質(zhì)衰減系數(shù)進(jìn)行測(cè)定并依據(jù)測(cè)定的衰減系數(shù)對(duì)靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償。 在被檢轉(zhuǎn)子體軸端，選二處有代表性的部位測(cè)定第一次底波B1和第二次底波B2的dB差值。按式（2）計(jì)算材質(zhì)衰減系數(shù)（dB/mm）： (dB/mm)（2）式中：D被檢驗(yàn)處轉(zhuǎn)子體直徑（聲程）mm； 材質(zhì)的衰減系數(shù)應(yīng)不大于0.004dB/mm。7.4掃描線比例的調(diào)節(jié)在調(diào)節(jié)掃描線的比例時(shí)，應(yīng)使第一次底波的前沿位置不超過(guò)示波屏水平顯示極限的80%。在轉(zhuǎn)子體上調(diào)節(jié) 采用斜入射縱波探頭，入射聲程在探傷前依據(jù)（3）式予以調(diào)整，如圖4。L斜L直/cos （3）式中：L直轉(zhuǎn)子直徑或縱波直探頭在轉(zhuǎn)子

12、體中一次波聲程；L斜斜入射縱波探頭在轉(zhuǎn)子體中一次波聲程；斜入射縱波探頭折射角。圖4 在被檢轉(zhuǎn)子體上調(diào)節(jié)掃描線性示意圖在資料性附錄A模擬試塊上按比例調(diào)節(jié)。在條件具備時(shí)，掃描線的調(diào)節(jié)也可在自行制作的對(duì)比試塊上進(jìn)行。8 缺陷的測(cè)量記錄8.1 檢驗(yàn)中遇到缺陷信號(hào)后，應(yīng)根據(jù)缺陷信號(hào)的類(lèi)別確定測(cè)量的內(nèi)容和要求。8.2 存在單個(gè)或分散缺陷信號(hào)應(yīng)進(jìn)行的測(cè)量：a） 缺陷的當(dāng)量直徑；b） 缺陷在轉(zhuǎn)子體內(nèi)的位置。8.3存在密集缺陷信號(hào)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的測(cè)量：a） 缺陷深度分布范圍；b） 缺陷的軸向分布范圍；c） 最大缺陷的當(dāng)量直徑；d） 缺陷密集區(qū)在轉(zhuǎn)體中的位置。8.4存在連續(xù)缺陷信號(hào)時(shí)應(yīng)測(cè)量：a）缺陷的指示長(zhǎng)度：用半波高

13、度測(cè)長(zhǎng)法進(jìn)行測(cè)量，沿周向測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)部位的曲率對(duì)測(cè)量值進(jìn)行幾何修正；b）缺陷的最大指示長(zhǎng)度；c）缺陷在轉(zhuǎn)子體中的位置。測(cè)出的周向長(zhǎng)度值應(yīng)根據(jù)式（4）進(jìn)行幾何修正。LfL（12hD） （4）式中：Lf缺陷指示長(zhǎng)度，mm；L與缺陷對(duì)應(yīng)的外圓弧長(zhǎng)（探頭移動(dòng)弧長(zhǎng)），mm；D轉(zhuǎn)子體外徑，mm；h缺陷距探測(cè)面深度，mm。8.5對(duì)轉(zhuǎn)子體軸向缺陷指示長(zhǎng)度，用半波高度測(cè)長(zhǎng)法測(cè)量。8.6當(dāng)遇到游動(dòng)缺陷信號(hào)時(shí)應(yīng)測(cè)量：a） 信號(hào)的游動(dòng)范圍；b） 探頭周向移動(dòng)范圍（弧長(zhǎng)）；c） 信號(hào)幅度最大處的位置；d） 缺陷在轉(zhuǎn)子體中的位置。8.7 缺陷的測(cè)量與記錄內(nèi)容 缺陷的測(cè)量與記錄應(yīng)包括下列內(nèi)容：a） 分散缺陷：記錄其當(dāng)

14、量直徑和在轉(zhuǎn)子體中的坐標(biāo)位置；b） 密集性缺陷：記錄大于或等于2mm缺陷的當(dāng)量及密集區(qū)邊緣缺陷的坐標(biāo)位置；c） 連續(xù)缺陷：記錄缺陷的最大指示長(zhǎng)度及其坐標(biāo)位置；d） 游動(dòng)信號(hào)：記錄信號(hào)的游動(dòng)范圍、缺陷的指示長(zhǎng)度、最大當(dāng)量直徑及其坐標(biāo)位置；e） 對(duì)埋藏深度變化值小于或等于25mm的缺陷信號(hào)，可用游動(dòng)信號(hào)作圖法估判缺陷的位置和走向。9 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)9.1 轉(zhuǎn)子體內(nèi)部不允許存在裂紋、白點(diǎn)、縮孔、折疊及超過(guò)允許范圍的夾雜和疏松。9.2 轉(zhuǎn)子體表面不允許存在裂紋。9.3單個(gè)分散的缺陷與相鄰兩缺陷之間的距離應(yīng)大于其中較大缺陷當(dāng)量直徑的10倍。9.4當(dāng)量直徑為2mm3.5mm的所有缺陷均應(yīng)記錄其軸向、徑向和周向位

15、置。當(dāng)量直徑為2mm3.5mm的缺陷總數(shù)不得超過(guò)20個(gè)，并不允許存在當(dāng)量直徑大于3.5mm的任何缺陷。9.5距轉(zhuǎn)子體表面下75mm以外部位，允許有3個(gè)小于2mm當(dāng)量直徑的密集缺陷區(qū)，但密集區(qū)在任何方向的尺寸均應(yīng)小于等于20mm，并且任何兩密集缺陷區(qū)間距離應(yīng)大于等于120mm。9.6 轉(zhuǎn)子體內(nèi)不允許有游動(dòng)缺陷信號(hào)和連續(xù)缺陷信號(hào)。10 檢驗(yàn)報(bào)告10.1 檢驗(yàn)方在檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)重大缺陷和事故隱患應(yīng)及時(shí)向廠方口頭匯報(bào)并提交事故反饋單。10.2 對(duì)發(fā)現(xiàn)的重大缺陷和事故隱患，檢驗(yàn)方應(yīng)提出處理和解決方案。10.3 檢驗(yàn)方在檢驗(yàn)工作結(jié)束后應(yīng)向廠方匯報(bào)檢驗(yàn)情況和結(jié)果，并提交現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)告。10.4 檢驗(yàn)工作完畢

16、后，檢驗(yàn)方應(yīng)在3個(gè)月內(nèi)提交有效正式檢驗(yàn)報(bào)告8份。10.5 檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：a） 轉(zhuǎn)子名稱、圖號(hào)、材料、轉(zhuǎn)子體尺寸簡(jiǎn)圖、熱處理狀態(tài)、鍛造方法；b） 轉(zhuǎn)子編號(hào)；c） 委托單位、委托日期、轉(zhuǎn)子投產(chǎn)日期；d） 檢驗(yàn)條件；e） 檢驗(yàn)結(jié)果；f） 記錄缺陷的形態(tài)及分布圖，必要時(shí)繪制缺陷展開(kāi)分布圖；g） 標(biāo)明未檢驗(yàn)的部位及其原因，并記錄使用其它無(wú)損檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)的結(jié)果；h） 有參考價(jià)值的波形圖；i） 有必要說(shuō)明的情況；j） 檢驗(yàn)日期、檢驗(yàn)人員的資質(zhì)證號(hào)、檢驗(yàn)人員和校驗(yàn)、審核者的簽名。10.6 對(duì)有爭(zhēng)議的檢驗(yàn)結(jié)果，廠方可委托第三方對(duì)轉(zhuǎn)子體實(shí)施復(fù)檢并仲裁。附錄A（資料性附錄）整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體超聲波檢驗(yàn)靈敏度對(duì)比試塊 用于調(diào)節(jié)表面波掃描速度、探傷靈敏度及縱波斜探頭掃描速度、探傷靈敏度和縱波直探頭掃描速度、探傷靈敏度的對(duì)比試塊(建議選用35號(hào)碳鋼)見(jiàn)下圖。圖5中R即指實(shí)心轉(zhuǎn)子體的R圓弧。1mm寬×1mm深×6mm長(zhǎng)切槽，用于調(diào)節(jié)表面波檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子R圓弧部位的掃描速度和靈敏度。兩個(gè)鈍角中各有一個(gè)2×6mm