汽輪機(jī)葉片超聲波檢驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)則

1、K54 中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 7142000 汽輪機(jī)葉片超聲波檢驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)則 Technical guide for the ultrasonic testingof turbineblades 2000-11-03 發(fā)布 2001-01-01實(shí)施 中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì) 發(fā) 布 前 言 本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)原電力工業(yè)部電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制、修訂計(jì)劃(技綜199640號(hào))的安排制定的。 運(yùn)行中汽輪機(jī)葉片處于極復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，往往由于葉片(葉身和葉根)設(shè)計(jì)不合理，材料不符合要求，機(jī)加工質(zhì)量不佳，組裝工藝不良，運(yùn)行工況

2、變動(dòng)等因素的影響造成葉片斷裂事故。對(duì)葉片尤其是葉根進(jìn)行預(yù)防性檢查是消除設(shè)備隱患，確保機(jī)組安全運(yùn)行的重要手段。 長(zhǎng)期以來(lái)，許多單位為了搞好這項(xiàng)工作，做了大量的試驗(yàn)研究。尤其目前大量老機(jī)組仍然在超期服役，大容量新機(jī)組相繼投運(yùn)，葉片的斷裂時(shí)有發(fā)生，本標(biāo)準(zhǔn)的制定為葉片無(wú)損檢測(cè)提供了技術(shù)依據(jù)，同時(shí)提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，盡可能避免和減少因誤判而造成的不必要損失。 本標(biāo)準(zhǔn)附錄A是標(biāo)準(zhǔn)的附錄，附錄B是提示的附錄。 本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)電站金屬材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國(guó)家電力公司熱工研究院、西北電力試驗(yàn)研究院、江蘇電力試驗(yàn)研究所、常熟電廠、甘肅電力試驗(yàn)研究所、臺(tái)州電廠。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：吳

3、前驅(qū)、白小云、于強(qiáng)、王世華、吳凱、張明非、徐大鷹。 本標(biāo)準(zhǔn)委托電力行業(yè)電站金屬材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)解釋。 目 次 前 言1 范圍2 引用標(biāo)準(zhǔn)3 術(shù)語(yǔ)4 總則5 儀器、探頭和試塊6 檢驗(yàn)技術(shù)條件選擇7 檢驗(yàn)報(bào)告附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)汽輪機(jī)葉片超聲檢驗(yàn)靈敏度及動(dòng)態(tài)波形附錄B(提示的附錄)國(guó)產(chǎn)(125300)MW機(jī)組汽輪機(jī)葉片、葉根配置 中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 汽輪機(jī)葉片超聲波檢驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)則DL/T 7142000Technical guide for the ultrasonic testingof turbineblades 1 范圍 

4、 本導(dǎo)則規(guī)定了火電廠在役機(jī)組檢修時(shí)，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(jìn)行汽輪機(jī)葉片(葉身及葉根)的超聲波檢驗(yàn)和判定方法。本導(dǎo)則適用于火力發(fā)電廠600MW以下汽輪機(jī)葉片的葉身和葉根超聲波檢驗(yàn)。其他類似葉片可參照使用。 2 引用標(biāo)準(zhǔn)  下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。 GB/T 12604.11990 無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ) 超聲檢測(cè) JB/T 100611999 A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件 JB/T 100621999 超聲

5、波探傷用探頭性能測(cè)試方法 JB/T 100631999 超聲波探傷用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件 3 術(shù)語(yǔ)  本標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)除按GB/T 12604.1外，還采用下列術(shù)語(yǔ)：3.1 探頭前沿 front distancc 入射點(diǎn)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(jiàn)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(yàn)探頭放置圖3.3 斜面寬度 bevel width 葉片工作部分過(guò)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(jiàn)圖2 (a)。

6、3.4 肩臺(tái)高度 high of root shouldcr葉根外露部分有的與葉根側(cè)面不在一個(gè)平面上，高出的尺寸稱為肩臺(tái)高度，用b0表示，見(jiàn)圖2(b)。 4 總則 4.1 葉片是汽輪機(jī)的重要部件，常因葉身或根部發(fā)生斷裂事故嚴(yán)重威脅汽輪機(jī)安全運(yùn)行。制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的在于通過(guò)對(duì)葉片及時(shí)預(yù)防性檢查，保證火電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行安全。4.2 葉片超聲檢驗(yàn)方法是火電廠金屬技術(shù)監(jiān)督的主要內(nèi)容之一。本導(dǎo)則所述的內(nèi)容只作原則說(shuō)明，在使用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)葉根的技術(shù)條件作靈活運(yùn)用。4.3 從事檢驗(yàn)的人員必須持有電力工業(yè)無(wú)損檢測(cè)級(jí)以上資格證書， 可獨(dú)立操作及簽發(fā)報(bào)告。4.4 當(dāng)檢驗(yàn)條件不符合導(dǎo)則的工藝要求或

7、不具備安全作業(yè)條件時(shí)，檢驗(yàn)人員有權(quán)停止檢驗(yàn)，待符合條件后再進(jìn)行工作。 5 儀器、探頭和試塊 5.1 超聲波探傷儀應(yīng)符合JB/T 10061標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(yàn)用探頭應(yīng)選用5MHz的專用縱波、橫波或表面波探頭，其外形尺寸應(yīng)能滿足本標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)的技術(shù)要求。5.3 葉片檢驗(yàn)用試塊分標(biāo)準(zhǔn)試塊及對(duì)比試塊兩種。5.3.1 根據(jù)JB/T 10063標(biāo)準(zhǔn)，1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試

8、塊(或相近試塊)用于對(duì)探頭入射點(diǎn)、折射角等有關(guān)性能測(cè)試和儀器時(shí)基線調(diào)整。5.3.2 對(duì)比試塊盡可能采用相同材質(zhì)的同型號(hào)葉片，若現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)上述要求，則應(yīng)根據(jù)該級(jí)葉片結(jié)構(gòu)圖，選擇合適探傷技術(shù)條件。5.4 耦合劑應(yīng)選取透聲性較好的甘油(丙三醇)或機(jī)油。5.5 被探葉片的葉身或葉根探測(cè)面應(yīng)進(jìn)行清理，并按序編號(hào)。 6 檢驗(yàn)技術(shù)條件選擇 6.1 葉身、葉根檢驗(yàn)靈敏度選取及動(dòng)態(tài)波形鑒別按照附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)。國(guó)產(chǎn)(125MW300MW)機(jī)組汽輪機(jī)葉片、葉根配置參照附錄B(提示的附錄)。6.2 葉身檢驗(yàn)一般采用表面波，探頭放置見(jiàn)圖1。對(duì)帶有司立太合金焊縫的末級(jí)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(dòng)，同時(shí)略作左右擺動(dòng)。6.2.2 判傷時(shí)，如發(fā)現(xiàn)較強(qiáng)回波，并確認(rèn)不屬過(guò)渡區(qū)的棱角的固有信號(hào)，也不是葉身兩面油污、銹蝕等雜物造成的回波信號(hào)，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(yàn)時(shí)探頭放置見(jiàn)圖2。叉型葉根裂紋一般發(fā)生在靠近葉身側(cè)的鉚孔旁截面最小處。6.3.1 h0l0，b00.5mm，使用表面波檢驗(yàn)為主，橫波檢驗(yàn)為輔。探頭置于位置，見(jiàn)圖2(a)。6.3.2 h0<l0，b00.5mm，使用表面波檢驗(yàn)， 也可以用橫波或使用雙晶縱波檢驗(yàn)。探頭置于或位置，見(jiàn)圖2(a)。特別當(dāng)肩臺(tái)為凹弧面時(shí)，雙晶縱波檢驗(yàn)效果更

10、好。6.3.3 h0l0，b0>0.5mm，采用橫波二次波檢驗(yàn)，探頭置于位置，見(jiàn)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(yàn)時(shí)探頭放置見(jiàn)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(yàn)探頭放置圖6.4.1 h0l0，b0<0.5mm，采用表面波進(jìn)行探傷。6.4.2 h0l0，b0>0.5mm，采用橫波二次波進(jìn)行檢驗(yàn)，這種方式只能發(fā)現(xiàn)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(tái)T型葉根采用縱波檢驗(yàn)，探頭放置位置見(jiàn)圖4。由于葉根結(jié)構(gòu)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(nèi)弧(或外弧)肩臺(tái)

11、上進(jìn)行檢驗(yàn)。B葉根端面；F裂紋圖 4 T型葉根肩臺(tái)部位探頭放置圖6.5.2 對(duì)無(wú)肩臺(tái)一側(cè)弧面，應(yīng)采用表面波從該葉片的葉身向葉根方向入射。探頭放置見(jiàn)圖5。B葉根端面；F裂紋圖 5 T型葉根內(nèi)弧面表面波檢驗(yàn)探頭放置圖6.5.3 葉根的判傷由葉根的動(dòng)態(tài)波形進(jìn)行判斷。6.6 樅樹(shù)型葉根分為切向裝配和軸向裝配兩種類型。裂紋一般出現(xiàn)在葉根進(jìn)汽側(cè)第一齒。6.6.1 切向裝配的葉根采用橫波一次波檢驗(yàn)，所采用橫波探頭的角度由實(shí)際葉根尺寸確定。探頭應(yīng)放置于進(jìn)汽側(cè)的外露肩臺(tái)上進(jìn)行檢查，見(jiàn)圖6(a)。該方法能檢出較小裂紋。(a)橫波一次波檢驗(yàn)；(b)橫波二次波檢驗(yàn)圖 6 切向裝配樅樹(shù)型葉根檢驗(yàn)探頭放置圖6.6.2 切

12、向裝配的樅樹(shù)型葉根需實(shí)施橫波二次波檢驗(yàn)時(shí)，檢驗(yàn)探頭放置于葉身出汽側(cè)背弧面上進(jìn)行檢查，見(jiàn)圖6(b)。這種方法能發(fā)現(xiàn)較大裂紋。6.6.3 軸向裝配樅向樹(shù)型葉根因其側(cè)面外露，可用表面波對(duì)第一齒進(jìn)行檢驗(yàn)，探頭放置見(jiàn)圖7。圖 7 軸向裝配樅樹(shù)型葉根檢驗(yàn)時(shí)探頭放置圖6.7 菌型葉根檢驗(yàn)探頭放置見(jiàn)圖8。檢驗(yàn)應(yīng)從出汽邊使用縱、橫波一次波檢驗(yàn)。探傷探頭應(yīng)根據(jù)葉根尺寸專門設(shè)計(jì)。(a)帶汽封菌形葉根檢驗(yàn)；(b)不帶汽封菌形葉根檢驗(yàn)圖 8 菌形葉根檢驗(yàn)時(shí)探頭放置圖 7 7         檢驗(yàn)報(bào)告 7.1 檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包

13、括下列內(nèi)容： a)委托檢驗(yàn)單位、檢驗(yàn)報(bào)告編號(hào)、簽發(fā)報(bào)告日期。 b)葉片所屬汽輪機(jī)型號(hào)、葉輪及葉片編號(hào)、葉片材質(zhì)、檢驗(yàn)表面的粗糙度、葉根類型及尺寸。 c)超聲探傷儀型號(hào)、探頭型號(hào)、探傷頻率、耦合劑、檢驗(yàn)靈敏度。 d)缺陷類型、尺寸、位置。 e)檢驗(yàn)結(jié)論。7.2 檢驗(yàn)人員及有關(guān)責(zé)任人員。 附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄) 汽輪機(jī)葉片超聲檢驗(yàn)靈敏度及動(dòng)態(tài)波形 A1 葉身檢驗(yàn) A1.1 葉身檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高，見(jiàn)表A1。表 A1 葉身超聲檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高檢驗(yàn)方法適用部位參考信號(hào)部位檢驗(yàn)靈敏度判傷波高表面波檢驗(yàn) 葉 身 表面波探頭正對(duì)葉片端頭，探頭前沿距端頭40mm參考

14、回波增益20dB10dB橫波檢驗(yàn) 司太立合金焊縫(末級(jí)葉片) 橫通孔 1×6mm參考回波增益10dB0dB  A1.2 表面波葉身檢驗(yàn)動(dòng)態(tài)波形過(guò)程見(jiàn)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(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形圖 A1.3 鑲焊有司太立合金末級(jí)葉片的葉身焊縫，應(yīng)采用大折射角度的橫波探頭進(jìn)行檢驗(yàn)。 A2 騎縫鉚孔叉型葉根檢驗(yàn) A2.1 騎縫鉚孔叉型葉根的檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高，見(jiàn)表A2。表 A2 騎縫鉚孔叉型葉根的檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高檢 驗(yàn) 方 法適用葉根條件參考信號(hào)部位檢驗(yàn)靈敏度判傷波高 表面波檢驗(yàn)h0&g

15、t;l0，b00.5mm上鉚孔端角 參考回波增益10dB6dB 橫波檢驗(yàn)(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(yàn)帶凹弧形肩臺(tái)下鉚孔端角 參考回波增益(610)dB0dB 橫波檢驗(yàn)(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(yàn)的動(dòng)態(tài)波形，采用表面波、雙晶縱波或垂直底部端面橫波檢驗(yàn)時(shí)的動(dòng)態(tài)波形如圖A2所示(三者動(dòng)態(tài)波形相似)，橫波二次波檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)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(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形圖(三者波形圖相似)

16、0;圖 A3 橫波二次波檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形圖 橫波二次波探測(cè)，探頭在葉根探測(cè)面從上往下移動(dòng)，并略有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)，D為上鉚孔端角信號(hào)，H為下鉚孔端角信號(hào)，B1、B2為底部端角的反射信號(hào)，F(xiàn)1為裂紋信號(hào)。當(dāng)裂紋較大并且探頭合適時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)由擴(kuò)散聲束直接射至裂紋反射號(hào)F2。 A3 中心鉚孔叉形葉根檢驗(yàn) A3.1 中心鉚孔叉形葉根檢驗(yàn)靈敏度和判傷波高見(jiàn)表A3。表 A3 中心鉚孔叉型葉根的檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高探 傷 方 法適用葉根條件參考信號(hào)部位檢 驗(yàn) 靈 敏 度判傷波高表面波檢驗(yàn)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(yàn)(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(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形，裂紋波出現(xiàn)的位置不論采用表面波檢驗(yàn)還是橫波檢驗(yàn)，裂紋波都在上鉚孔信號(hào)稍后一點(diǎn)的位置。圖A4為裂紋信號(hào)與固有信號(hào)動(dòng)態(tài)波形。A為上鉚孔信號(hào)，B為底部端面信號(hào)，F(xiàn)為裂紋信號(hào)。圖 A4 中心鉚孔叉型葉根檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形圖 A4 T型葉根檢驗(yàn) A4.1 T型葉根檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高見(jiàn)表A4。表 A4 T型葉根的檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高檢 驗(yàn) 方 法適 用 條 件探 頭 位 置參考信號(hào)部位檢驗(yàn)靈敏度判傷波高縱波檢驗(yàn)內(nèi)(外

18、)弧肩臺(tái)肩臺(tái)葉根端面參考回波增益20dB0表面波檢驗(yàn)無(wú)平臺(tái)內(nèi)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(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形見(jiàn)圖A5。(a)F1回波動(dòng)態(tài)波形；(b)F2回波動(dòng)態(tài)波形圖 A5 外包T型葉根檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形圖 A4.3 雙T型葉根檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形見(jiàn)圖A6。圖 A6 雙T型葉根檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形過(guò)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(xiàn)，F(xiàn)1裂紋只能通過(guò)多次回波來(lái)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(shù)型葉根檢驗(yàn) 

19、A5.1 切向裝配樅樹(shù)型葉根檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高見(jiàn)表A5。表 A5 切向裝配樅樹(shù)型葉根檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高檢 驗(yàn) 方 法參考信號(hào)反射部位檢 驗(yàn) 靈 敏 度判 傷dB橫波一次波檢驗(yàn)第一齒側(cè)面參考回波增益10dB0橫波二次波檢驗(yàn)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(shù)型葉根檢驗(yàn)動(dòng)態(tài)波形。橫波一次波檢驗(yàn)時(shí)，裂紋信號(hào)F在熒光屏上的位置稍比第一齒橫波反射信號(hào)T1提前2mm3mm。此時(shí)，T1相對(duì)無(wú)裂紋時(shí)下降，如圖A7所示。橫波二次波檢驗(yàn)裂紋信號(hào)略前于基準(zhǔn)信號(hào)。探頭平行移動(dòng)，聲束離開(kāi)基準(zhǔn)信號(hào)反射點(diǎn)后，只要再出現(xiàn)信號(hào)，其波高大于0dB，就是裂紋波。如果沒(méi)有裂紋，就沒(méi)

20、有任何信號(hào)。(a)聲束入射示意圖；(b)無(wú)缺陷波形；(c)有缺陷波形圖 A7 切向裝配樅樹(shù)型葉根橫波一次波檢驗(yàn)時(shí)波形動(dòng)態(tài) A6 菌型葉根檢驗(yàn) A6.1 菌型葉根檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高見(jiàn)表A6。表 A6 菌型葉根檢驗(yàn)靈敏度及判傷波高檢 驗(yàn) 方 法適用葉根條件參 考 信 號(hào)檢驗(yàn)靈敏度判傷波高橫波檢驗(yàn)無(wú)汽封菌型葉片第一齒弧面參考回波增益10dB0橫波檢驗(yàn)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(dòng)態(tài)波形A6.2.1 無(wú)汽封菌型葉片，菌型葉根檢驗(yàn)的基準(zhǔn)信號(hào)以第1齒的弧面A反射回波為根據(jù)，若存在裂紋，探頭前移時(shí)，于圓弧面A回波信號(hào)之后2mm3mm，出現(xiàn)裂紋信號(hào)，見(jiàn)圖A8。圖 A8 無(wú)汽封菌型葉根檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形圖A6.2.2 有汽封菌型葉片，橫波一次波檢驗(yàn)時(shí)裂紋動(dòng)態(tài)波形出現(xiàn)第一弧側(cè)面反射之前，見(jiàn)圖A9。圖 A9 有汽封菌型葉根檢驗(yàn)時(shí)動(dòng)態(tài)波形圖 附錄B(提示的附錄) 國(guó)產(chǎn)(125300)MW機(jī)組汽輪機(jī)葉片、葉根配置  為了便于葉片檢驗(yàn)時(shí)查核，對(duì)125MW300MW機(jī)組的葉輪級(jí)數(shù)及葉根型式敘述如下。 B1 125MW汽輪機(jī)(N12513.2/535/535)型  該機(jī)通流部分葉輪有31級(jí)，其中 高壓缸 1C+8P(C：調(diào)節(jié)級(jí)，P：壓力級(jí)) 中壓缸 10P 低壓缸 2