对发电厂超声波无损探伤的探析

无损探伤方法及主要原理无损探伤，也被称作无损检测或无损评估，是指在不影响被测物体使用性能的前提下，通过一系列技术手段对其内部及表面的结构、性质、状态进行检测，并据此判断其是否存在缺陷或不均匀性，从而评估其适用性、可靠性及安全性。

无损探伤技术广泛应用于航空、航天、核能、电力、石油化工、铁路、桥梁、建筑等各个工业领域。

一、无损探伤的主要方法超声检测（Ultrasonic Testing, UT）超声检测是利用超声波在介质中传播时，遇到不同声阻抗的界面会产生反射、折射、透射和散射等物理现象，通过接收和处理这些现象带来的超声波信号，对被测物体的内部结构和缺陷进行检测和评估。

超声检测适用于金属、非金属、复合材料等多种材料，对裂纹、夹杂、气孔等体积型缺陷有很高的检出率。

射线检测（Radiographic Testing, RT）射线检测是利用X射线或γ射线穿透被测物体时，由于物体内部不同部位对射线的吸收和散射能力不同，从而在射线照片上形成不同的灰度图像，通过观察和分析这些图像来检测物体内部的缺陷。

射线检测适用于检测铸件、焊接件等材料的内部缺陷，如气孔、夹渣、未焊透等。

磁粉检测（Magnetic Particle Testing, MT）磁粉检测是利用磁粉在磁场作用下的排列规律，通过观察磁粉在被测物体表面的分布和形态来检测表面或近表面的裂纹等缺陷。

磁粉检测适用于铁磁性材料的表面缺陷检测，如锻件、铸件、焊接件等。

渗透检测（Penetrant Testing, PT）渗透检测是利用毛细作用原理，将含有荧光染料或着色染料的渗透液施加在被测物体表面，经过一段时间的渗透后，去除多余的渗透液，再施加显像剂，使渗入缺陷的渗透液在紫外光或白光下显现出来，从而检测表面开口的缺陷。

渗透检测适用于非多孔性材料的表面开口缺陷检测，如裂纹、气孔、疏松等。

涡流检测（Eddy Current Testing, ET）涡流检测是利用交变磁场在被测导体中感应出涡流，涡流又会产生与原磁场相交的磁场，从而影响原磁场的分布。

超声波无损探伤检测焊接质量研究发布时间：2021-05-21T16:06:02.707Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘常庆万飞[导读] 摘要：随着我国制造业的快速发展，工业实力也得到了大幅度的提升。

华油钢管有限公司河北沧州 061000摘要：随着我国制造业的快速发展，工业实力也得到了大幅度的提升。

因此对于焊接质量的要求也越来越高，一种无损的超声波探伤检测正逐渐成为主流的焊接质量检测方式。

本文从超声波探伤无损检测的原理、检测方法、注意事项、检测内容等四方面入手，对焊接质量的超声波探伤无损检测进行了深入的探析，为相关的从业者和研究人员提供一些借鉴。

关键词：超声波探伤；无损检测；焊接质量；检测方法引言焊接质量直接关系到工程建设质量、安全，因工程方面多会采取钢结构焊接，以此加强工程建设。

因而，需要明确探伤无损检测技术要求、应用过程需要注意相关事项，并且合理使用校准仪器。

除此之外，应联系具体状况进行1超声波探伤无损检测的主要检测内容1.1气孔检测该检测是对整体焊接质量进行检测的前提，在焊接过程中产生的气孔，其整体的回波高度具有自身的特点，同时其波形通常情况下是单峰，其检测较为可靠，可以实现多方向的检测。

但是在检测过程中，其整体检测波形会因为探头位置的变化而消失，同时在检测过程中检测的波高等情况受到气孔大小的影响，而且探头进行定点转动的时候，波形变化往往会消失，针对这一现象，工作人员应注意焊材是否严格按照温度要求采取了烘干措施，同时对焊芯的锈蚀等情况进行分析，并注意查看焊丝是否清理干净等。

在进行检测的过程中，这些问题都是工作人员应注意的。

1.2夹渣检测夹渣检测是运用超声波探伤无损检测的主要形式之一，在进行检测的过程中，其形成的回波信号通常跟点状气孔具有相似性。

在进行检测过程中，条状夹渣的自身探测信号会有波幅不高的特点，此外，在检测时，其有时候也有可能具有树枝状的特点。

检测中工作人员可以进行多方向检测，进而分析回波产生特点。

电站锅炉小径管超声波探伤工艺探讨摘要：由于在过去一直采用射线探伤的方法来对火力发电厂锅炉受热面管子的焊缝进行无损检测，但是在检测的过程中会出现焊缝的裂纹未熔合等面积型缺陷检出率较低。

检测现场多数工种又经常呈现交叉作业的现象，且检测周期长消耗的材料也过多。

若采用超声波对小径管焊缝探伤能够有效地解决上述问题。

关键词：电站锅炉；小径管超声波检测；探伤工艺引言超声波探伤是焊缝无损检测的一种主要探伤方法,它对于面积型缺陷如未焊透、未熔合、裂纹等的探伤灵敏度较高, 而对于体积型缺陷如气孔的探伤灵敏度不如射线探伤,若缺陷不是相当大或密集的,就不能有足够的缺陷反射波而被漏检。

超声波探伤的另一个特点就是其可靠性在很大程度上取决于探伤人员的技术水平及探伤仪器的灵敏度,加之探伤过程不能作自动记录,只能由探伤人员自行记录, 因此,探伤结果的凭证不如射线探伤底片可靠。

同时,锅炉小径管超声波探伤存在一定的技术难度。

1.小径管超声波探伤主要技术难点由于小径管超声波探伤工艺受到了各种主观因素和客观因素的影响。

所以为了能够在使用的过程中尽量地减少误判的现象，并让探伤工艺的适用性得以提升。

在实际操作的过程中需要注意如下三点：1.1探头的选用由于火力发电厂锅炉受热面的管子管径较小，管壁较薄，且整体的曲率又较大，在探伤时会出现声束扩散，反射率较低，从而降低了检出率，且受焊缝余高和宽度的影响较大，因此需要使用较大k值的探头，以便声束能扫查整个焊缝。

但当探头角度较大时,声束易扩散,易产生变形波,造成缺陷定位的困难。

另外, 探伤时要求一次波的主声束至少应扫查到焊缝下部占壁厚 1/4 的范围, 因此要求探头有一定的移动区域。

为满足这一要求, 除增大声束入射角外,还应缩短探头入射点至探头前沿的距离。

因此,如何选用探头是进行准确探伤的前提条件。

1.2探伤灵敏度的确定由于小径管对接焊缝是利用一次波和二次波进行探伤,因此一次波和二次波探伤灵敏度的调整很重要。

发电机护环超声波探伤分析张宏芹（河北热电有限责任公司，河北石家庄050041）摘要：文章根据发电机护环的应力特点和由此导致的缺陷特征对超声波探伤的参数进行了选择，并对典型缺陷波形进行了分析，指出了发电机护环超声波探伤时应注意的事项。

关键词：发电机；护环；分析；超声检验；缺陷1 概述发电机护环是电厂重要部件，其主要作用是在转子端部固定线圈。

由于发电机转子转速高，离心力大，护环本身所受的应力很大。

护环上一般都有通风孔，保证线圈不超温，其结构如图1所示，C、E处为变截面倒角处，同时承受较大的轴向和周向应力，易形成应力腐蚀裂纹；由于表面应力、腐蚀及疲劳等原因有时也会造成龟裂；护环内壁会由于电灼伤而产生微裂纹。

一般微裂纹与护环内壁垂直，如果这些微裂纹沿径向扩展，就会造成护环的断裂，造成机毁人亡等重大事故。

所以，发电机护环探伤对机组的安全运行非常重要。

由于超声波对面积型缺陷特别是裂纹这类面积型缺陷比较敏感，因此，护环探伤一般选用超声波探伤。

2 超声波探伤参数选择根据护环结构及缺陷出现位置的特点，一般选用单斜探头直接接触法探伤，必要时辅以纵波直探头探伤。

2．1 频率选择超声波探伤频率愈高，其衰减愈大，穿透力愈低。

护环材质一般为奥氏体钢，晶粒较粗大，探头频率选用越高，则其衰减也越大。

频率过高，则会引起严重衰减，示波屏上易出现晶界引起的林状回波，信噪比下降，缺陷波和杂波很难区分，容易引起误判。

所以一般选用较低的频率。

若晶粒度在2级及以上时，采用2 MHz为宜；晶粒度为0～1级时，采用1MHz或1．25 MHz为宜。

2．2 探头晶片尺寸选择探头晶片尺寸大时，发射能量大，扩散角小，扫查空间大，近场长度长，发现远距离缺陷的能力高。

大晶片尺寸探头信噪比优于小晶片尺寸探头。

但尺寸增加，近场长度迅速增加，对探伤不利，所以探头晶片尺寸也不能过大。

综合考虑，护环需探伤的面积也大，为提高探伤效率，有效发现远距离缺陷，宜选用较大晶片尺寸的探头。

火力发电厂无损检测新技术之相控阵超声检测技术简介相控阵超声检测技术，是通过控制换能器阵中各阵元的激励脉冲时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，达到聚焦和声束偏转的效果，实现缺陷检测的技术。

相控阵工作原理：多个换能器阵元按一定形状、尺寸排列，构成超声阵列换能器，分别调整每个阵元发射信号的波形、幅度和相位延迟，使各阵元发射的超声子波束在空间叠加合成，从而形成发射聚焦和声束偏转等效果。

换能器发射的超声波遇到目标后产生回波信号，其到达各阵元的时间存在差异。

按照回波到达各阵元的时间差对各阵元接收信号进行延时补偿，然后相加合成，就能将特定方向回波信号叠加增强，其他方向的回波信号减弱甚至抵消。

同时，通过各阵元的相位、幅度控制以及声束形成等方法，形成聚焦、变孔径、变迹等多种相控效果。

图1 相控阵工作原理相控阵换能器最显著的特点是可以灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布，其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸及位置在一定范围内连续、动态可调；而且探头内可快速平移声束。

与常规超声检测技术相比，相控阵超声检测技术的优势在于：（1）不移动探头或尽量少移动探头可扫查厚大工件和形状复杂工件的各个区域，成为解决可达性差和空间限制问题的有效手段。

（2）用单轴扇形扫查替代栅格形扫查可提高检测速度。

（3）通常不需要复杂的扫查装置，不需更换探头就可实现整个体积或所关心区域的多角度多方向扫查。

（4）优化控制焦柱长度、焦点尺寸和声束方向，在分辨力、信噪比、缺陷检出率等方面具有一定的优越性。

（5）原生数据丰富，有多种显示方式，便于数据分析和长期保存。

在电力行业设备及装置中，厚壁工件、粗晶材料和复杂形状工件较多，应用相控阵技术可提高检效率，扩大超声检测应用范围，取得良好的经济效益和社会效益。

主要的应用对象有：（1）汽轮机转子叶根、轮槽和键槽；（2）汽轮机焊接隔板；（3）小径管焊缝；（4）电厂管道及角焊缝等。

2016年第2期总第209期新疆电力技术张剑飞1艾则提·艾斯拉1宋斌2翟建元11、华能轮台热电分公司（轮台县841600）2、西安热工研究院（西安710000）超声波无损检测“山”形波分析摘要：受超声波无损探伤检测技术的大面积应用影响，及焊接工艺、材质的日益更新，超声波检测波形受其等影响不可避免的会出现一些特殊波形。

华能轮台电厂联合行业内专家对所遇特殊异形波共同进行分析、计算，并通过对同类形焊口实测、比对等一系列手段的实施，对厚管壁主蒸汽管中所遇的特形波进行谨慎对待，小心定论，并最确定该特形波属结构波形而非缺陷波。

关键词：超声波无损检测结构波波形0引言超声波探伤以其穿透力强，灵敏度高，探伤装置体积小，重量轻，便于携带，检测速度快，检测费用低等一系列优势，使其在压力管道、设备等初期建设或后期监督工作中均得到大面积的应用。

它能够快速便捷、无损伤、精确地对检测部位的裂纹、夹杂、折叠、气孔、砂眼等缺陷进行检测、定位、评估和诊断。

但检测结果的准确性与受检工件的材质、形状、尺寸等有着莫大的关系，同时与探伤人员的经验水平息息相关。

华能轮台电厂（2×350MW）热电联产工程基建期间，主蒸汽管道因管壁较厚，而采用超声波检测方式实施安装焊口的最终检测验收，在检测过程中发现主汽管道堵阀后焊口区域存在明显异常波形（该焊口标号为主蒸汽管#7焊口，下简称#7焊口）。

特此电厂方组织工程参建单位、监理单位、监造单位并同时求助于西安热工研究院、新疆电力金属试验研究所等行业专家进行分析、会诊，并最终确认该异常波形是受焊口区域管道及内坡口结构形式影响所至，并非缺陷波。

后通过锅炉侧吹管及热态运行后的跟踪复检，该焊口波形稳定无变化。

1系统介绍华能轮台电厂一期（2×350MW）热电联产工程地处新疆巴音郭楞蒙古自治州境内，年极端最低气温-25.5℃，年平均降水量66.2mm，年平均风速为1.3m/s（10分种），锅炉为Π型一次中间再热超临界燃煤直流炉。

电厂探伤的原理
电厂探伤原理是通过声波、电磁波等非破坏性检测方法对电厂设备进行检测，以判断其是否存在裂纹、腐蚀、疲劳等缺陷，保障电厂设备的正常运行和安全。

常用的电厂探伤技术有超声波探伤、涡流探伤、X射线探伤、磁粉探伤等。

超声波探伤可以用于检测金属和非金属材料中的内部缺陷，其原理是利用高频超声波穿过被测材料，并在材料内部与其遇到的各种缺陷产生反射与散射，通过接收和分析这些反射和散射信号来判断被测材料是否存在缺陷。

涡流探伤主要用于检测电动机转子、热交换器、电子线路板等导电材料中的表面缺陷。

其原理是通过交变磁场产生涡流即涡电流，涡流会随着导体表面上的缺陷形成则在表面产生局部电磁场散流，通过测量散流信号判断被测材料表面是否存在缺陷。

X射线探测主要用于检测金属材料内部缺陷，其原理是通过特定波长的X射线对被测材料进行照射，当X射线遇到材料内部的密度变化或组成变化的地方，会被散射或吸收，从而形成一幅影像。

通过这种影像可以清晰地显示出被测材料内部的缺陷。

磁粉探伤主要用于检测金属表面的缺陷，其原理是在铁磁性材料表面涂上磁粉，产生磁场，当表面存在裂纹、穿孔等缺陷时，磁粉会在缺陷处积聚形成颜色的磁
粉花纹，从而标出缺陷的位置和大小。

综上所述，电厂探伤原理根据不同的探测技术选择适合的探测方法，利用声波、电磁波等非破坏性方法对电厂设备进行检测，以及判定设备是否存在缺陷，保障电厂的正常运行和安全。

技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ．２５，Ｎｏ．１１，２０１８基于电力建设视角下的超声无损检测技术分析邢燕德（中国能源建设集团北京电力建设有限公司，北京１０００２４）摘　要：分析了电力设备中常见无损检测技术的方法，并以具体的案例分析了无损检测技术的发展，以供参考。

关键词：电力建设；超声无损检测；技术分析ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１８．１１．１００"　电力设备中应用无损检测技术的方法１．１　射线检测射线检测是运用电磁波的穿透性和直线性检测金属零部件内部缺陷的无损检测方法，由Ｘ射线、Ｉ射线、中子射线构成。

射线检测可以探测体积型的缺陷，但对于检测面积型缺陷探伤并不适用。

当前因为受成本的影响，射线检测只用于调整、焊接工艺或检测抽检的零部件等，在其他检测中则用不到。

如果射线超出最大计量范围，会对人体造成伤害，应对其进行合理的屏蔽，缩短照射的时间，做好避免射线源的措施。

１．２　超声检测超声检测是一种运用５００～１０００ｋＨｚ的频段把零部件穿透，并通过反射回波的高度、位置、动静态波形特征反应表面和内部缺陷的无损检测方法。

超声波具有较高的频率和较强的直线性传播。

超声波探头可以向零件发射超声波，并接受超声波反射的界面缺陷，处理向仪器传输转换成的电信号，但这些都应该在超声波待探零部件表面和探头之间接触良好的条件下进行。

超声检测不会对人体造成伤害，设备较简单，灵敏度较高，所以在无损检测技术中得到广泛的应用。

但它同时也存在如定性定量困难、对结果缺乏客观的记录和评价等问题。

变压器、母线排、开关装置、绝缘装置等出现电气放电情况时，都可以在维护电力设备的过程中进行，但是如果出现电弧或电晕潜在的信号故障，便可以用超声检测。

１．３　渗透检测渗透检测是一种利用渗透剂的渗透性对零部件表面开口缺陷进行检查的无损检测方法，又被称为荧光探伤或着色探伤。

主要是用无铁锈和无油脂清洁零部件表面，并喷涂一种带有荧光或带色的渗透剂，使其沿着裂纹很快的渗入根部，灵敏度较低，检验成本相对较高，渗透检测主要适用于高压缸的隔板检测，但是需要以电力维护为基础。

无损检测技术在火力发电厂设备检测中的应用实践火力发电厂作为能源产业中的重要组成部分，承担着向社会供应大量电力的重要任务。

然而，随着设备的不断老化和运行的频繁，设备的安全问题也越来越引起人们的重视。

为了确保火力发电厂设备的可靠性和安全性，无损检测技术被广泛应用于设备的检测和评估。

本文将探讨无损检测技术在火力发电厂设备检测中的应用实践，并阐述其优势和局限性。

无损检测技术是指在不破坏被检测物体完整性的情况下，利用特定设备和方法来检测材料或结构的内部和表面缺陷的一种技术。

在火力发电厂设备的检测中，无损检测技术可以应用于多个方面，包括钢结构、焊接接头、管道、轴承以及压力容器等。

通过无损检测技术，可以及时发现设备的潜在问题，避免设备故障导致的生产中断和安全事故的发生。

首先，在火力发电厂的钢结构检测中，无损检测技术能够检测钢材的厚度、质量和表面缺陷等问题。

例如，利用超声波技术可以对设备的钢板进行检测，发现钢板的厚度异常或者存在腐蚀等问题，并及时采取修复措施，确保设备的完整性和结构的安全性。

其次，在焊接接头的检测中，无损检测技术可以检测焊缝的质量和缺陷。

焊接接头在设备的制造和维修过程中起着重要的作用，其质量直接影响设备的安全性和可靠性。

通过应用无损检测技术，如X射线检测和超声波检测等，可以对焊缝进行全面和详细的检测，确保焊接接头的质量符合要求。

此外，在管道的检测中，无损检测技术可以用于检测管道内部和外部的问题，如壁厚损失、腐蚀和裂纹等。

通过应用无损检测技术，可以避免管道的泄漏和破裂等情况的发生，保证设备的正常运行。

在轴承和压力容器的检测中，无损检测技术也起着重要的作用。

轴承是设备中重要的部件，对设备的转动和运行起到关键作用。

通过应用无损检测技术，可以检测轴承的内部和外部缺陷，避免轴承的磨损和故障，提高设备的可靠性和寿命。

压力容器在火力发电厂中承担着储存和输送高压气体和液体的关键任务。

通过无损检测技术，可以检测压力容器的腐蚀、裂纹和厚度变化等问题，确保压力容器的安全性和完整性。