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汽輪機葉片的熒光磁粉探傷檢驗
發(fā)布時間：2017-09-01
葉片是汽輪機中將汽流的動能轉(zhuǎn)換為有用功的極其重要的部件,按照葉片的工作條件可分為動葉和靜葉兩種。汽輪機葉片,特別是動葉片所處的工作條件是極其惡劣的;主要表現(xiàn)在每一級葉片的工作溫度都不相同。第一級葉片所處的溫度最高,接近于進口蒸汽溫度,隨后由于蒸汽逐級做功,溫度逐級降低,直到末級葉片將降到100℃以下;另外葉片是在運動著的水蒸汽介質(zhì)中工作。其中多數(shù)是在過熱蒸汽中工作而末級葉片是在潮濕蒸汽中工作,過熱蒸汽中含有氧會造成高溫氧化腐蝕,使葉片的疲勞強度降低;在濕蒸汽區(qū)可溶性鹽垢吸收水珠會造成電化學(xué)腐蝕,此外濕蒸汽區(qū)的游離水分子由于過冷凝結(jié)成水滴,沖擊動葉進汽側(cè)背弧面造成水沖蝕。汽輪機工作過程中,動葉片還承受著最大的靜應(yīng)力、動應(yīng)力及交變應(yīng)力;主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時作用在葉片上的離心力所引起的拉應(yīng)力、汽流的作用產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和扭應(yīng)力以及葉片受激振力的作用產(chǎn)生強迫振動的交變應(yīng)力,所有這些惡劣的工作環(huán)境,都將促使葉片失效斷裂,個別葉片失效斷裂后,其碎片可將相鄰或下一級的葉片打壞,使轉(zhuǎn)子失去平衡而無法工作。為使汽輪機長期安全運行,在機組檢修時應(yīng)十分重視葉片的質(zhì)量檢驗;目前對葉片的質(zhì)量檢驗,常用方法是表面超聲波探傷,但是表面超聲波探傷受表面狀況影響很大,主要表現(xiàn)在以下方面:(1)表面波僅在工件表面?zhèn)鞑?傳播深度一般在0.5λ以內(nèi),因此檢測的深度只有0.5λ以內(nèi)的缺陷,且對表面狀況要求很高;(2)表面光潔度對表面波傳播影響很大,粗糙的表面不僅聲偶合不好,而且使表面波產(chǎn)生散射,導(dǎo)致衰減急劇增加,而汽輪機葉片在運行中受汽蝕作用,表面相當(dāng)粗糙,根本滿足不了表面超聲波探傷要求;(3)工件表面有油層或水層時,表面波幾乎被完全衰減掉并產(chǎn)生明顯的回波,因此表面超聲波探傷有一定困難;(4)圓柱曲面表面超聲波影響也很大,曲面半徑R與波長之比愈小衰減愈嚴重,而汽輪機葉片表面就是曲面;(5)表面超聲波遇到棱邊大部分返回形成棱邊回波,小部分跨越棱邊繼續(xù)前進;故表面超聲波探傷有困難。為了更有效地對葉片探傷,綜合探傷方法比較,在葉片質(zhì)量檢驗中選用磁粉探傷法,為了讓磁痕與工件表面有一個良好的對比度,增強能發(fā)現(xiàn)微小缺陷的檢測靈敏度,在磁粉探傷方法中,選用熒光磁粉探傷法。
1準(zhǔn)備工作
(1)被檢工件的表面打磨、清洗使其粗糙度Ra不大于12.5μm。
(2)被檢工件表面不得有油脂或其它粘附磁粉的物質(zhì)。
(3)被檢工件上的孔隙在檢測后難于清除磁粉時,則應(yīng)在檢測前用無害物質(zhì)堵塞。
(4)為了防止電弧燒傷工件表面和提高導(dǎo)電性能,必須將工件和電極接觸部分清除干凈,必要時應(yīng)在電極上安裝接觸墊。
(5)檢驗員熟悉現(xiàn)場條件和被檢工件特性,并熟悉檢驗的范圍。
(6)現(xiàn)場工作條件具備:應(yīng)在暗室內(nèi)進行,用驗光儀校驗室內(nèi)可見光不大于20 lx,紫外線燈光強度應(yīng)不小于1000μw/cm2。
(7)用高斯表測試每根葉片原有磁性,以便檢驗結(jié)束退磁參考。
(8)校驗熒光磁粉濃度為2 g/L。
(9)驗證磁粉探傷儀及縱向磁化線圈、周向電極夾具、磁軛探頭的標(biāo)定有效期及葉片探傷用的固定支架操作臺制作的完整性。
2實施檢驗
2.1操作順序
先決條件→檢驗操作→磁痕評定與記錄→復(fù)驗→退磁→最終清理→驗收標(biāo)準(zhǔn)→檢驗報告
2.2檢驗操作
2.2.1靈敏度檢驗
將A型靈敏度試片刻槽一面緊貼在被檢工件表面上,磁化并施加熒光磁懸液,試片上應(yīng)能清晰的顯示出磁痕,檢驗靈敏度試片上磁痕形態(tài),并作好記錄。以此確定磁軛法的磁化電流。
2.2.2葉片檢驗
a.對葉片進行連續(xù)法磁化,熒光磁懸液必須在通電時間內(nèi)施加完畢,每次通電時間1 s～3 s。應(yīng)反復(fù)磁化2次。停施磁懸液1 s后才可停止磁化。
b.熒光磁懸液施加采用噴涂法,不可用刷涂法,不可使磁懸液流速過快而破壞已形成的磁痕。
c.同一區(qū)域應(yīng)進行相互垂直的兩個方向上的磁化、檢驗,并比較兩個方向所得的結(jié)果。
d.磁軛法檢測有效區(qū)域為兩極連線兩側(cè)各50mm內(nèi),磁化區(qū)域每次應(yīng)有15 mm重疊。
e.將葉片的葉根向下固定在支架操作臺上,讓縱向磁化線圈由上向下套入葉片,再由下向上緩慢移動磁化葉片,同時噴灑熒光磁懸液,借助熒光燈觀察有無熒光磁痕,判別缺陷顯示,不過這樣僅能由線圈探頭檢查葉片的橫向裂紋等缺陷。
f.再用周向電極夾具磁化葉片,同時噴灑熒光磁懸液,檢查葉片的縱向裂紋等缺陷,借助熒光燈觀察有無熒光磁痕,判別缺陷顯示。
g.取下固定在操作臺上的葉片,放在平臺上,用電磁軛對葉片漏檢的根部作橫向縱向多方位磁化,同時噴灑熒光磁懸液,借助熒光燈觀察有無熒光磁痕,判別缺陷顯示,這樣整個葉片就能縱橫全方位的檢查。
3磁痕評定與記錄
(1)除能確認磁痕是由于葉片材料局部磁性不均或操作不當(dāng)造成的之外,其它一切磁痕顯示均作為缺陷磁痕處理。
(2)長度與寬度之比大于3的缺陷磁痕,按線性缺陷處理,長度與寬度之比小于或等于3的缺陷磁痕,按圓形缺陷處理。
(3)缺陷磁痕長軸方向與工件軸線或母線的夾角大于或等于30°時,作為橫向缺陷處理,其它按縱向缺陷處理。
(4)兩條或兩條以上缺陷磁痕在同一直線上且間距小于或等于2 mm時,按一條缺陷處理,其長度為兩條缺陷之和加間距。
(5)長度小于0.5 mm的缺陷磁痕不計。
(6)所有磁痕的尺寸、數(shù)量和產(chǎn)生部位均應(yīng)記錄,并作圖示。
(7)磁痕的永久性記錄可采用照相法。
(8)當(dāng)辨認細小缺陷磁痕時,應(yīng)采用10倍放大鏡進行觀察。
4復(fù)驗
當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時,應(yīng)進行復(fù)驗:
(1)檢測結(jié)束時,用靈敏度試片檢測靈敏度不符合要求;
(2)發(fā)現(xiàn)檢測過程中操作方法有誤;
(3)供需雙方爭議或認為有其他需要時;
(4)經(jīng)返修后的部位。
5退磁
利用剩磁計測試檢驗過的葉片,發(fā)現(xiàn)高于原磁性的葉片,放置于操作臺上,施加反向磁場即可退磁。
6最終清理
在完成對磁痕尺寸及位置進行記錄之后,對先退磁的葉片進行表面噴沙、清理。
7驗收標(biāo)準(zhǔn)
(1)下列缺陷不允許存在:
a.任何裂紋和白點;
b.任何橫向缺陷顯示;
c.葉片上任何長度大于1.5 mm的線性缺陷顯示;
d.單個尺寸大于或等于4 mm的圓形缺陷顯示。
(2)缺陷顯示累積長度的等級評定按表1進行。
8檢驗結(jié)論
經(jīng)過對120根葉片熒光磁粉檢驗,主要發(fā)現(xiàn)葉片兩個拉筋孔、葉梢及加強筋、葉片邊緣、接近葉片根部的內(nèi)外弧面、第一齒葉根槽、葉根側(cè)面、葉根的堆焊層、葉根前后大平臺有磁痕聚積顯示,對此進行復(fù)檢及技術(shù)評定,未有超標(biāo)準(zhǔn)即不允許缺陷的顯示。根據(jù)缺陷顯示累積長度的等級評定:Ⅰ級的有30根,Ⅱ級的有10根,Ⅲ級的有7根,都作為記錄在案以備后查;通過此次汽輪機葉片的磁粉探傷檢驗,對汽輪機葉片的質(zhì)量有了充分的掌握,也為汽輪機安全運行奠定了基礎(chǔ),同時為汽輪機葉片的質(zhì)量檢驗提供借鑒。
摘自：中國計量測控網(wǎng)
