CN110568076A - 一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声波探伤检测技术领域,具体为一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法,包括选取与需要检测与诊断的锅炉水冷壁管外径一致的管道作为被测管样;选用带脉冲反射式横波斜探头的超声波检测仪器,根据被测管样的外径,对横波斜探头进行修磨,具有程序简单,操作方便,检测与评估结论准确等特点,是快速检测与评估锅炉水冷壁管氢损伤的有效方法。而且对检测环境要求宽松,且方便快捷,尤其对狭小高位空间都能有效测量到位,大幅提高了测量效率;对锅炉水冷壁管内壁检测的频率进行了具体化,能够指导技术人员对锅炉水冷壁管内壁进行科学合理的检测与诊断,能够在锅炉水冷壁管在发生爆管前将其检测出来。
Description
技术领域
本发明涉及超声波探伤检测技术领域,具体为一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法。
背景技术
目前对金属材料氢损伤超声波检测方法有速度比率法、衰减法以及反向散射法等。但这些方法均存在一定的局限性,且检测与诊断效率较低,速度比率法在氢腐蚀后期以及在形成了大面积氢腐蚀裂纹且要使声速均匀降低时运用比较成功,但不能发现氢腐蚀前期及单个氢腐蚀裂纹或气孔;而衰减法需要被检部件与超声波传感器相对的一面是光滑的,但是,在役锅炉水冷壁管外壁表面相对粗糙,且内壁由于存在腐蚀,相对也比较粗糙,则粗糙表面散射超声波,使衰减方法可靠性难以保证;背散射法对于氢腐蚀裂纹比较敏感,但对于材料内部的其他缺陷也比较敏感,分辨比较难,且利用背散射回波难以评价腐蚀裂纹的程度;利用纵波直探头检测法,则结合面难以满足,且锅炉水冷壁氢损伤管内壁均存在较厚的氧化膜,其界面回波与缺陷回波混淆,难以准确识别,且难以评价腐蚀裂纹程度。
发明内容
为了上述的问题,本发明提供一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现:
本发明所述的一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法,该方法包括以下步骤:
步骤1、选取与需要检测与诊断的锅炉水冷壁管外径一致的管道作为被测管样;
步骤2、选用带脉冲反射式横波斜探头的超声波检测仪器,根据被测管样的外径,对横波斜探头进行修磨,使探头与被测管样的检测面紧密接触;
步骤3、根据锅炉水冷壁管的材料按DL/T820《管道焊接接头超声波检验技术规程》的要求制备DL-1型专用试块;
步骤4、利用步骤3制备的DL-1型专用试块,按常规方法对超声波检测仪器及横波斜探头性能进行校准,调好零偏,并测量好横波斜探头前沿及实际K值;
步骤5、使用常规方法,利用经过步骤4调校的超声波检测仪及耦合剂,对步骤3所取DL-1型专用试块进行超声波检测,得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次;
步骤6、使用常规方法,按步骤5记录的超声波回波的声压幅值和声程值,建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图;
步骤7、使用步骤6所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合,拟合出线性函数关系式,该线性函数关系式的斜率即为步骤3所取DL-1型专用试块的超声波衰,减系数a0;
步骤8、使用常规方法,利用经过步骤4调校的超声波检测仪及耦合剂,对步骤1所取被测管样进行超声波检测,得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次;
步骤9、使用常规方法,按步骤8记录的超声波回波的声压幅值和声程值,建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图;
步骤10、使用步骤9所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合,拟合出线性函数关系式,该线性函数关系式的斜率即为步骤1所取被测管样的超声波衰减系数al;
步骤11、使用步骤7所得超声波衰减系数a0、步骤10所得超声波衰减系数al,按公式△=a0/al,式中△为氢损伤程度因子值,计算,所得的商即为涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△;
步骤12、利用步骤(10)所得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△,依据常规氢损伤分级特征作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论,即将所述涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△所对应的级别作为评价该涉评估锅炉水冷壁管氢损伤的相对风险程度。
优选的,在步骤12中,所述的相对风险程度的评价标准为:
当△≤1.1,O所对应的氢损伤级别为I级,作出涉评估锅炉水冷壁管无氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管无明显脱碳、微裂纹、组织无变化;
当1.1<△≤1.2,0所对应的氢损伤级别为II级,作出涉评估锅炉水冷壁管轻微氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在少量脱碳现象,无明显微裂纹;
当1.2<△≤1.5,△所对应的氢损伤级别为III级,作出涉评估锅炉水冷壁管一般氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在脱碳现象,有明显沿晶微裂纹,沿晶微裂纹未成串;
当△>1.5时,△所对应的氢损伤级别为IV级,作出涉评估锅炉水冷壁管严重氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在严重脱碳现象,有明显微裂纹,沿晶微裂纹成串。
优选的,该方法还包括步骤13、根据步骤12所得的△,当△≤1.5时,确定对锅炉水冷壁管内壁检测的频率进行确定,检测频率F的计算公式为:
式中:T为天数常数,天数常数有锅炉水冷壁管的金属常数决定,k为倍数常数。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明所述的一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法,使用本方法检测与评估锅炉水冷壁管氢损伤时,无需对被测材料进行特殊处理,利用材料纵波超声波衰减系数变化差异特征与氢损伤分级进行分析,即可检测与评估锅炉水冷壁管氢损伤程度,根据其超声回波衰减系数的氢损伤评估因子值,即可评估锅炉水冷壁管氢损伤程度。具有程序简单,操作方便,检测与评估结论准确等特点,是快速检测与评估锅炉水冷壁管氢损伤的有效方法。而且对检测环境要求宽松,且方便快捷,尤其对狭小高位空间都能有效测量到位,大幅提高了测量效率;对锅炉水冷壁管内壁检测的频率进行了具体化,能够指导技术人员对锅炉水冷壁管内壁进行科学合理的检测与诊断,能够在锅炉水冷壁管在发生爆管前将其检测出来。
附图说明
图1为有氢损伤的样管实际反射回波波形图;
图2为有氢损伤的样管内壁SEM扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,本发明提供一种较佳的实施例:
步骤1、选取与需要检测与诊断的锅炉水冷壁管外径一致的管道作为被测管样;
步骤2、选用带脉冲反射式横波斜探头的超声波检测仪器,根据被测管样的外径,对横波斜探头进行修磨,使探头与被测管样的检测面紧密接触;
步骤3、根据锅炉水冷壁管的材料按DL/T820《管道焊接接头超声波检验技术规程》的要求制备DL-1型专用试块;
步骤4、利用步骤3制备的DL-1型专用试块,按常规方法对超声波检测仪器及横波斜探头性能进行校准,调好零偏,并测量好横波斜探头前沿及实际K值;
步骤5、使用常规方法,利用经过步骤4调校的超声波检测仪及耦合剂,对步骤3所取DL-1型专用试块进行超声波检测,得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次;
步骤6、使用常规方法,按步骤5记录的超声波回波的声压幅值和声程值,建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图;
步骤7、使用步骤6所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合,拟合出线性函数关系式,该线性函数关系式的斜率即为步骤3所取DL-1型专用试块的超声波衰,减系数a0;
步骤8、使用常规方法,利用经过步骤4调校的超声波检测仪及耦合剂,对步骤1所取被测管样进行超声波检测,得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次;
步骤9、使用常规方法,按步骤8记录的超声波回波的声压幅值和声程值,建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图;
步骤10、使用步骤9所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合,拟合出线性函数关系式,该线性函数关系式的斜率即为步骤1所取被测管样的超声波衰减系数al;
步骤11、使用步骤7所得超声波衰减系数a0、步骤10所得超声波衰减系数al,按公式△=a0/al,式中△为氢损伤程度因子值,计算,所得的商即为涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△;
步骤12、利用步骤(10)所得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△,依据常规氢损伤分级特征作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论,即将所述涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△所对应的级别作为评价该涉评估锅炉水冷壁管氢损伤的相对风险程度;
当△≤1.1,O所对应的氢损伤级别为I级,作出涉评估锅炉水冷壁管无氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管无明显脱碳、微裂纹、组织无变化;
当1.1<△≤1.2,0所对应的氢损伤级别为II级,作出涉评估锅炉水冷壁管轻微氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在少量脱碳现象,无明显微裂纹;
当1.2<△≤1.5,△所对应的氢损伤级别为III级,作出涉评估锅炉水冷壁管一般氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在脱碳现象,有明显沿晶微裂纹,沿晶微裂纹未成串;
当△>1.5时,△所对应的氢损伤级别为IV级,作出涉评估锅炉水冷壁管严重氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在严重脱碳现象,有明显微裂纹,沿晶微裂纹成串。
步骤13、根据步骤12所得的△,当△≤1.5时,确定对锅炉水冷壁管内壁检测的频率进行确定,检测频率F的计算公式为:
式中:T为天数常数,天数常数有锅炉水冷壁管的金属常数决定,k为倍数常数。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述,然而在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (3)
1.一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤1、选取与需要检测与诊断的锅炉水冷壁管外径一致的管道作为被测管样;
步骤2、选用带脉冲反射式横波斜探头的超声波检测仪器,根据被测管样的外径,对横波斜探头进行修磨,使探头与被测管样的检测面紧密接触;
步骤3、根据锅炉水冷壁管的材料按DL/T820《管道焊接接头超声波检验技术规程》的要求制备DL-1型专用试块;
步骤4、利用步骤3制备的DL-1型专用试块,按常规方法对超声波检测仪器及横波斜探头性能进行校准,调好零偏,并测量好横波斜探头前沿及实际K值;
步骤5、使用常规方法,利用经过步骤4调校的超声波检测仪及耦合剂,对步骤3所取DL-1型专用试块进行超声波检测,得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次;
步骤6、使用常规方法,按步骤5记录的超声波回波的声压幅值和声程值,建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图;
步骤7、使用步骤6所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合,拟合出线性函数关系式,该线性函数关系式的斜率即为步骤3所取DL-1型专用试块的超声波衰,减系数a0;
步骤8、使用常规方法,利用经过步骤4调校的超声波检测仪及耦合剂,对步骤1所取被测管样进行超声波检测,得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次;
步骤9、使用常规方法,按步骤8记录的超声波回波的声压幅值和声程值,建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图;
步骤10、使用步骤9所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合,拟合出线性函数关系式,该线性函数关系式的斜率即为步骤1所取被测管样的超声波衰减系数al;
步骤11、使用步骤7所得超声波衰减系数a0、步骤10所得超声波衰减系数al,按公式△=a0/al,式中△为氢损伤程度因子值,计算,所得的商即为涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△;
步骤12、利用步骤(10)所得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△,依据常规氢损伤分级特征作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论,即将所述涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△所对应的级别作为评价该涉评估锅炉水冷壁管氢损伤的相对风险程度。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法,其特征在于,在步骤12中,所述的相对风险程度的评价标准为:
当△≤1.1,O所对应的氢损伤级别为I级,作出涉评估锅炉水冷壁管无氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管无明显脱碳、微裂纹、组织无变化;
当1.1<△≤1.2,0所对应的氢损伤级别为II级,作出涉评估锅炉水冷壁管轻微氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在少量脱碳现象,无明显微裂纹;
当1.2<△≤1.5,△所对应的氢损伤级别为III级,作出涉评估锅炉水冷壁管一般氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在脱碳现象,有明显沿晶微裂纹,沿晶微裂纹未成串;
当△>1.5时,△所对应的氢损伤级别为IV级,作出涉评估锅炉水冷壁管严重氢损伤的评估结论,该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在严重脱碳现象,有明显微裂纹,沿晶微裂纹成串。
3.根据权利要求2所述的一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测与诊断方法,其特征在于,该方法还包括步骤13、根据步骤12所得的△,当△≤1.5时,确定对锅炉水冷壁管内壁检测的频率进行确定,检测频率F的计算公式为:
式中:T为天数常数,天数常数有锅炉水冷壁管的金属常数决定,k为倍数常数。
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