CN103575809B

CN103575809B - 悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法

Info

Publication number: CN103575809B
Application number: CN201310590179.6A
Authority: CN
Inventors: 汪涛
Original assignee: DALIAN SAIRUI METAL PRODUCT Co Ltd
Current assignee: DALIAN SAIRUI METAL PRODUCT Co Ltd
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: CN103575809A

Abstract

悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法，其技术要点是，包括以下步骤：1）取长度规格不同的至少两种长度规格的合格品作为空白样品备用；在不同长度规格空白样品的球头根部或杆上部或浇装头根部人工切割深度为1～4mm的裂纹，作为对照样品备用；2）用探伤仪分别检测并记录不同长度规格空白样品数据；3）用探伤仪分别检测并记录不同长度规格及裂纹位置的对照样品数据；4）根据步骤3）所得数据，计算偏差值；5）使用探伤仪对待检测悬式绝缘子钢脚样品检验，并排出偏差值。解决了传统检测方法使用不方便、检测精度低、适用范围窄等问题。具有适用范围广、使用方便快捷、精度高等优点。

Description

悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法

技术领域

本发明涉及一种超声波检测方法，特别是一种悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法。

背景技术

悬式玻璃绝缘子主要包括钢脚、铁帽和玻璃盘，对导线起着支持和绝缘的作用。通常对绝缘子材料的强度的要求是玻璃＞铁帽＞钢脚，即钢脚在绝缘子组合体中强度最低。但由于绝缘子在实际应用中是以多组绝缘子串联完成的，因此对钢脚机械性能的要求却不能降低，钢脚必须具备合理的强度保证值和较低的离散性，尤其是要消除潜在缺陷，以避免长期处于恶劣条件下使用所带来的危险，保障输电线路的安全。钢脚是由钢材（通常是棒料）加工而成的，在生产制造过程中，一般要经过酸洗，冷拔，切料，热锻，热处理，热镀锌等多道物理、化学、机械、冶金、和组织变化过程，在这一系列的生产加工环节中，可能存在冶炼的夹渣、酸洗的氢脆、冷拔划伤或撕裂、切料裂纹、锻造裂纹折叠、热处理组织畸变、各种残余应力所造成的裂纹等潜在的致命缺陷。在生产过程中，钢脚上易形成横向裂纹，一旦受到纵向拉力或横向剪切力极易断裂。

为避免带有缺陷的钢脚出厂，国标JB/T9677-1999（盘形悬式绝缘子钢脚）中，对检验规则和试验方法，从尺寸、形位偏差、锌层、拉伸破坏负荷试验等参数，甚至抽样标准都做了详细的描述和规定。但上述的检验内容只适用于未装配的钢脚零件，一旦常规检验发生漏检，而在装配好的绝缘子在出厂前的例行试验（60%额定强度拉伸试验）时发现，则常规的检验方法将无法应用于已浇铸到玻璃盘水泥中的钢脚，区分合格品与缺陷产品，将造成不可估量的经济损失。此外，由于出厂前的例行试验检测限较低，而将未被检出的缺陷产品用于挂线，则将在所输变电线路中埋下极大隐患，一旦出现问题，后果不堪设想。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法，解决了传统检测方法使用不方便、检测精度低、适用范围窄等问题。具有适用范围广、使用方便快捷、精度高等优点。

本发明的目的是这样实现的：该悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法，其技术要点在于，包括以下步骤：

1）取与待检测悬式绝缘子钢脚样品的长度规格相近或相同的至少两种长度规格的合格品作为空白样品备用；在不同长度规格空白样品的球头根部或杆上部或浇装头根部人工切割深度为1～4mm的裂纹，作为对照样品备用；

2）用探伤仪分别检测不同长度规格空白样品，并记录所对应的浇装头底面回波幅度；

3）用探伤仪分别检测不同长度规格及裂纹位置的对照样品，并记录所对应的裂纹回波幅度与浇装头底面回波幅度；

4）根据步骤3）所得裂纹回波幅度数据，确定裂纹位置并与步骤1）的实际裂纹位置进行比对，计算偏差值；

5）使用探伤仪对待检测悬式绝缘子钢脚样品检验，并排出偏差值。

优选的，采用如下检测方法：

1）分别取L=130mm的悬式绝缘子合格品5只和L=140mm的悬式绝缘子合格品六只作为空白样品备用；

取4只L=140mm的空白样品，其中的第一、第二只分别在球头根部距球头表面距离为16.5mm处人工切割深度为1mm、4mm的裂纹，第三只在杆上部距球头表面距离为38.0mm处人工切割深度为2mm的裂纹，第三只在浇装头根部距球头表面距离为111.0mm处切割深度为2mm的裂纹；取5只L=130mm的空白样品，其中的第一、第二只分别在球头根部距球头表面距离为16.5mm处人工切割深度为2mm、4mm的裂纹，第三只在杆上部距球头表面距离为84.2mm处人工切割深度为2mm的裂纹，第四、第五只分别在浇装头根部距球头表面距离为100.0mm处人工切割深度为2mm、4mm的裂纹，将上述9只人造裂纹的空白样品作为对照样品备用；

2）用探伤仪分别检测长度规格L=140mm、L=130mm的空白样品，并记录所对应的浇装头底面回波幅度；

3）用探伤仪分别检测长度规格L=140mm、L=130mm的的对照样品，并记录所对应的裂纹回波幅度与浇装头底面回波幅度；

所述步骤2）、步骤3）中选用食品级麦芽糊精作为耦合剂进行检测。

所述探伤仪选用Masterscan340数字探伤仪，调整参数为Φ=6mm，f=10MHz后进行检测。

本发明具有的优点及积极的技术效果是：采用超声波无损探伤检测技术，对使用传统检验方法如肉眼检测，借助放大镜检测、磁粉探伤、涡流探伤等仍然无法识别的、可能存在横向裂纹的钢脚进行检测，尤其是对已装配好的绝缘子上的钢脚，可在不破坏绝缘子的情况下进行检测，迅速有效地甄别出缺陷产品，减少批量报废损失。

根据超声波机械波在弹性介质中传播时将此声场中所有质点发生作用，在接收到的回波信号中将携带有大量与介质结构相关的信息，通过回波信号的分析比较，可判断出缺陷的类别和程度，从而对产品质量做出判定，采用脉冲超声波反射技术，接收各回波的位置和幅度作为判断裂纹位置、裂纹大小、裂纹深度的依据。

检测装置选用Masterscan340数字探伤仪，由于钢脚球头为曲面结构，采用常规直探头与钢脚球头接触面较小，检测效果差。为保证探头与钢脚球头表面有效耦合，使超声波束充分穿过耦合剂和球头曲面界面进入钢脚内部，而选用Φ=6mm，f=10MHz的纵波直探头。

超声波沿钢脚球头纵向进入，将探头置于球头中部可以发现钢脚中心部位的横向裂纹，探头在球头边缘的周向扫描有助于发现钢脚表面与近表面的横向裂纹。

确定初始界面（探险头与球头曲面）与底面（浇装头面）回波特征，即回波幅度和位置。从钢脚球头曲面到浇装头面区间通过线切割设备，人造深度为1～4mm的横向裂纹作为裂纹对照样本，另取无裂纹的合格品作为空白样本，测定空白样本与对照样本得到相应的回波幅度和位置信息。通过对空白样本和对照样本的回波特征分析，确定不同位置裂纹缺陷的闸门阈值以及位置标尺。然后在对已装配的玻璃绝缘子中钢脚的检测过程中，如果发现回波特征（位置和幅度）在标定范围之内，即可进行缺陷判定。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明人造裂纹位置的示意图；

图2是两种规格的空白样本检测结果；

图3是L=140mm的对照样本检测结果；

图4是L=130mm的对照样本检测结果。

具体实施方式

实施例1

根据图1～4详细阐明本发明的检测方法。选用裂纹缺陷倾向较大的210kN绝缘子作为待检产品，人造裂纹的位置如图1所示。悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法包括如下步骤：

1）分别取L=130mm的悬式绝缘子合格品5只和L=140mm的悬式绝缘子合格品六只作为空白样品备用。取4只L=140mm的空白样品，其中的第一、第二只分别在球头根部距球头表面距离为16.5mm处人工切割深度为1mm、4mm的裂纹，第三只在杆上部距球头表面距离为38.0mm处人工切割深度为2mm的裂纹，第三只在浇装头根部距球头表面距离为111.0mm处切割深度为2mm的裂纹；取5只L=130mm的空白样品，其中的第一、第二只分别在球头根部距球头表面距离为16.5mm处人工切割深度为2mm、4mm的裂纹，第三只在杆上部距球头表面距离为84.2mm处人工切割深度为2mm的裂纹，第四、第五只分别在浇装头根部距球头表面距离为100.0mm处人工切割深度为2mm、4mm的裂纹，将上述9只人造裂纹的空白样品作为对照样品备用，裂纹深度和位置如表1所示。

表1两种长度规格对照样本的裂纹深度和位置。

2）用探伤仪分别检测长度规格L=140mm、L=130mm的空白样品，并记录所对应的浇装头底面回波幅度。测定结果如表2和图2所示。其中，选用Masterscan340数字探伤仪，Φ=6mm，f=10MHz的纵波直探头进行检测，选用食品级麦芽糊精作为耦合剂，方便清洗，避免污染环境。

表2两种长度规格钢脚空白样本的检测结果（76db）

长度规格（mm）	回波位置	回波幅度（v）
			140	底面	5.81
130	底面	5.15

3）用探伤仪分别检测长度规格L=140mm、L=130mm的的对照样品，并记录所对应的裂纹回波幅度与浇装头底面回波幅度。测定结果如表3、图3和图4所示。

表3两种长度规格对照样本的检测结果

实际测试时，为便于更及时地发现不同位置的裂纹，选择闸门1、2分别用于发现球头根部、杆部以及浇装头根部的横向裂纹，闸门的高度根据表4的参数设置。

表4闸门高度值

4）根据步骤3）所得裂纹回波幅度数据，确定裂纹位置并与步骤1）的实际裂纹位置进行比对，计算偏差值，由于裂纹的位置及大小的不同，使得底面回波或裂纹回波信号的幅度产生较大的变化，故对上述测试结果进行正交处理。利用标准试块对探伤仪的水平线性进行调整，在满足测试要求的前提下，确定两类样品的检测标准，检测结果如表5所示。

表5两种长度规格对照样本的裂纹位置分析结果以及检测偏差

综合以上，利用上述检测方法、检测标准可以快速有效地对钢脚的球头、浇装头以及杆部1mm以上的裂纹进行检测，为了避免发生裂纹漏检的情况，对同一钢脚进行多测试。

Claims

1.悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取与待检测悬式绝缘子钢脚样品的长度规格相近或相同的至少两种长度规格的合格品作为空白样品备用；在不同长度规格空白样品的球头根部或杆上部或浇装头根部人工切割深度为1～4mm的裂纹，作为对照样品备用；

2)用探伤仪分别检测不同长度规格空白样品，并记录所对应的浇装头底面回波幅度；

3)用探伤仪分别检测不同长度规格及裂纹位置的对照样品，并记录所对应的裂纹回波幅度与浇装头底面回波幅度；

4)根据步骤3)所得裂纹回波幅度数据，确定裂纹位置并与步骤1)的实际裂纹位置进行比对，计算偏差值；

5)使用探伤仪对待检测悬式绝缘子钢脚样品检验，并排出偏差值；

所述探伤仪选用Masterscan340数字探伤仪，并选用Φ＝6mm，f＝10MHz的纵波直探头进行检测。

2.根据权利要求1所述的悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)分别取L＝130mm的悬式绝缘子合格品5只和L＝140mm的悬式绝缘子合格品六只作为空白样品备用；

取4只L＝140mm的空白样品，其中的第一、第二只分别在球头根部距球头表面距离为16.5mm处人工切割深度为1mm、4mm的裂纹，第三只在杆上部距球头表面距离为38.0mm处人工切割深度为2mm的裂纹，第三只在浇装头根部距球头表面距离为111.0mm处切割深度为2mm的裂纹；取5只L＝130mm的空白样品，其中的第一、第二只分别在球头根部距球头表面距离为16.5mm处人工切割深度为2mm、4mm的裂纹，第三只在杆上部距球头表面距离为84.2mm处人工切割深度为2mm的裂纹，第四、第五只分别在浇装头根部距球头表面距离为100.0mm处人工切割深度为2mm、4mm的裂纹，将上述9只人造裂纹的空白样品作为对照样品备用；

2)用探伤仪分别检测长度规格L＝140mm、L＝130mm的空白样品，并记录所对应的浇装头底面回波幅度；

3)用探伤仪分别检测长度规格L＝140mm、L＝130mm的的对照样品，并记录所对应的裂纹回波幅度与浇装头底面回波幅度；

5)使用探伤仪对待检测悬式绝缘子钢脚样品检验，并排出偏差值。

3.根据权利要求1或2所述的悬式绝缘子钢脚裂纹的超声波检测方法，其特征在于：所述步骤2)、步骤3)中选用食品级麦芽糊精作为耦合剂进行检测。