锅炉受热面管焊口超声波探伤要点分析

　　（255414）华能辛店发电厂刘志刚（250002）山东电力研究院张丙法肖世荣提供了可靠的依椐。

　　关健词受热面管焊口探伤分析1前言火力发电厂锅炉受热面管，是由水冷壁、过热器、再热器、省煤器等组成，特征是管径较小（Y32 ~Y6），管壁较薄（3.5~12mm）：采用超声波探伤检验对接焊口，由于管壁薄，整个探测范围处于超操作员站，四个；CP：控制处理机；三台；COMP10：通讯处理机，一台，下挂三台打印机；MG29：通讯处理机，一台，下挂一台PC机，实现与温度巡测仪的联网；丽：现场总线组件（信号输入/输出卡件）。

　　4三种控制方式的实现4.1硬手操硬手操作器在手动工作方式，直接由继电器盒输出220V.AC电源驱动执行机构，实现对旁路阀或勺管的开关控制。执行机构的阀位反馈信号可由硬手操作器上的表头来观察。

　　4.2软手操硬手操作器在自动工作方式。在CRT画面用球标选中软手操作器的0（代表输出值），再用球标击下面的▲或（慢速档，也可选用快速档），从而改变0值的大小。该信号由DCS输出后，送入伺服放大器，在伺服放大器内与阀位信号相比较，输出220V电源，该电源送入继电器盒，再由继电器盒输出（此时继电器盒处于自动工作方式）驱动执行机构。

　　输出值0的改变还可通过另一种方式来实现。

　　即先用球标选中0，再选中▲与之间的方框，通过键盘直接输入数字（如62. 97），然后按回车键即可改变0的大小。

　　若CRT画面显示在给水热力系统图时，用球标击给水管路上的旁路阀示意图，则弹出BY―PASS软手操作器OVERLAY，其操作与上述相同。（FW*PUMP*A，FW*PUMP―B同样）。

　　4.3自动工作方式硬手操作器在自动工作方式。运行设备的软手操作器手动指示灯（M灯）为深色时（无闭锁报警）运行人员调整好水位后（手动状态下，测量值跟踪设定值），用球标击A，则A灯由原来的绿色变为深红色，表明该系统进入自动控制方式。

　　结束语菏泽电厂1号机组给水控制系统通过DSC改造后，具有以下特点：硬件减少，相应的硬接线减少，从而使系统的可靠性得到保证；功能进一步完善，自动化程度得到提高；外部输入信号更加可靠，准确；软件比较成熟简单，易于接受；维护量减少，减轻了劳动强度；克服扰动能力强，调节质量有所提高；给水控制系统的正常投入，为协调控制系统的投入奠定了基础；提高了检修人员的素质，为接管二期工程奠定了基础。□声场的近场区或附近区域里，探伤时，显示出的缺陷反射波是很复杂的，因为锅炉受热面管径小，曲率大；超声波在凸面上产生扩散，透射率低，并会产生干扰信号，给正确判断缺陷带来困难，降低了缺陷检出率。为保证超声波探伤的缺陷检出率及准确率，探伤仪与探头的综合性能必须满足使用要求，探伤方法应规范，缺陷判定的依椐必须充分。

　　2探伤仪与探头的系统性能为满足锅炉受热面管焊口超声波探伤的要求，探伤仪与探头的综合性能必须达到如下指标：2.1探头应满足以下要求：6mm；探头前沿距离小于或等于5mm偏差小于或等于0.5mm，工作频率为5MHz. 2.2使用的探头与探伤仪应有良好的匹配性能，在探伤灵敏度的条件下，探头的始脉冲占宽应尽可能小，一般小于或等于2.5mm（相当于钢中深度）。

　　2.3选用的横波斜探头应满足直射波能扫查到焊接接头1/4以上壁厚范围。折射角应根椐管壁厚度确定，对不同管壁厚度的焊口探伤，可表1推荐的探头角度表1推荐的探头角度管壁厚度（mm）4-6折射角*表2距离一波幅曲线的灵敏度管壁厚度（mm）评定线（EL）定量线（L）判废线（RL）2.4锅炉受热面管焊口探伤时，距离一波幅曲线的灵敏度按表2规定，扫查灵敏度不得低于Y2X15―18dB测长灵敏度为Y2X15-18dB. 2.5探伤时用一次波和一次反射波法在焊口两侧对整个检验区进行周向锯齿形扫查。

　　3缺陷的判定3.1缺陷的定位锅炉受热面管焊口大多数危险性缺陷为裂纹、未焊透、未熔合等，大多产生在焊缝根部；缺陷的判定有一定的难度，主要是锅炉受热面管壁厚变化比较大，有些管子壁厚与公称尺寸相差0. 5mm左右，由于壁厚的变化，使根部的缺陷及靠近根部的缺陷的反射回波与错边、焊瘤等产生的干扰波不易区分。这就要求当发现根部出现一定高度的反射波时，应对该处焊缝两侧的壁厚进行测定；结合一次波与一次反射波标记，结合探头所在位置、波形，对缺陷进行定位。缺陷的深度可以从仪器上直接读出，缺陷的水平距离可用缺陷的深度乘探头折射角的正切值（K值），得到缺陷到探头入射点的水平距离。

　　3.2缺陷的定量~8mm缺陷反射波幅不得大8~14缺陷反射波幅不得大于或等于Y2X15*4dB；15*18dB灵敏度下测长时，缺陷指示长度不得大于10mm. 3.3缺陷的评定一次波标记以前出现的反射波均为缺陷波。位于一次波大深度标记点上的反射波，当焊口不存在错口时，要看反射波对应的反射体的位置，如果反射体位于焊缝中心或探头侧，则判为缺陷。

　　一次波标记点与一次反射波标记点之间出现的反射波，是否缺陷波，可用下述方法判断：如果一次反射波在内壁上的折射点在焊缝夕卜面，反射体位于焊缝中，该反射波判为缺陷波。

　　如果一次反射波在内壁上的折射点在焊缝里面，该反射波不能做判伤的依椐。

　　3.3.3其它波型判别当从焊缝两侧探伤都能发现反射波，可能有以下几种情况：从焊缝两侧探伤，定位是同一点，则为缺陷波。

　　从焊缝两侧探伤，水平定位都在靠近探头一侧，此时判为两个缺陷的反射波。

　　从焊缝两侧探伤，水平定位都在远离探头一侧，这种情况不作为判伤的依椐。

　　3.4典型波分析探伤时在荧光屏上除了真正的缺陷反射波外，还会出现一些假信号，这些假信号干挠了对真正缺陷的判定；通过以下详细的分析与研究，假信号是能够正确区分的。

　　3.4.1焊口根部未焊透波型分析当焊口根部成形平整时，一般无反射波或反射波强度较弱。当根部成形不良时，如透度较大、未焊透、单侧未透、或成形不规则时，从焊口两侧或一侧探伤，一般均有根部反射信号，其反射强度随根部成形所构成的反射条件而异。

　　根部未焊透与单侧未焊透的区分根部未焊透探伤示图口两侧探伤（A侧、B侧）均有反射信号，且对称性好，构成端角反射，波峰包络线陡直，一次波声程提前，水平定位偏离焊缝中心靠近探头一侧；而焊口根部单侧未焊透，见焊口A侧探伤没有反射信号，不能构成端角反射，只有在B侧探伤才有反射信号，具有未焊透的波形特点。

　　如是焊口根部内凹，则波峰包络线圆滑一些。两侧探伤基本对称。

　　缝根部熔透度波型分析单侧未焊透探伤示图成型平整时，一般无反射波或反焊口根部变型波示图次波声程延后；有时误判成缺陷，判别要点有三：一是变型波与一次波同时出现，二是微摆动探头变型波明显下降或消失，三是拍打焊缝表面，变型波波峰急剧下降。

　　3.4.3焊缝内部缺陷波型分析焊缝内部缺陷波型分析：单个气孔特点是：单峰、波峰陡，微摆探头波峰急剧下降，探侧对称性好。群孔波型特点是：多峰，占波宽，微摆探头波峰高度交替，探测对称性差。夹渣的波型特点是：波峰毛糙，回波强度弱、迟顿一些，探侧对称性差。

　　3.4.4裂纹、未熔合缺陷波型分析焊缝根部裂纹的波型特点：裂纹如垂直于焊缝根部，探侧对应性好（与存在角度有关），波峰毛糙，回波声程提前，熔合线裂纹（参见）或坡口未熔合缺陷的波型特点是：探测对称性差，波峰毛糙，两侧水平定位评定，一侧探侧波幅明显高于另一侧。

　　4质星标准焊口内部缺陷探伤示图n及缺陷的指示长度，焊口的质量分合格和不合格两类。

　　如探伤人员能判定为裂纹、坡口未熔合、层间未熔合或密集性缺陷等危险性缺陷时，评为不合格。

　　~8，缺陷反射波幅大于或等于Y2X15*8dB；评为不合格。

　　8~14，缺陷反射波幅大于或等于Y2X15*4dB；评为不合格。

　　15*18dB灵敏度下测长时，缺陷指示长度大于10mm时，评为不合格。

　　5结论锅炉受热面管焊口超声波探伤使用大角度、短前沿、始杂波占宽小的探头，实现了锅炉受热面焊口一次波探伤扫查焊缝中下部，一次反射波探伤检查焊缝中部及上部，通过规范的波型分析，保证了焊口缺陷的检出率及准确率；是射线探伤有效的配合探伤方法。