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发电机转子护卫传感器勘验伤情

时间:2012-5-5 12:16:00   来源:中国发电机网   添加人:admin

  专用试块由于被检工件是专用材料制造的,所以应制作尽可能反映工件实际状况的专用参考试块。专用试块采用与护环同材质同工艺材料制作,几何形状为模拟实际工件的弧形,厚度35mm,弧高85mm(约为工件厚度的一半),内径<1240mm(接近护环内径)。专用试块正视如所示。

  探头参数的选择探头频率探头频率f越高,检验灵敏度和缺陷分辨力越高,从这个角度来说对探伤是有利的。但随着频率的提高,超声波的衰减也增加,特别是散射衰减尤其严重。当材料晶粒直径小于波长λ时(实际探伤频率一般为几兆赫,满足此条件),散射衰减系数正比于λ3f4<1>。

  被检工件为奥氏体不锈钢,应考虑其晶粒度对散射的影响。如频率太高,超声波可能产生严重衰减,降低信噪比,对检验产生影响。采用几种不同频率的直探头,分别在专用试块和IIW试块上利用多次反射法进行衰减系数测定,结果如所示。专用试块衰减系数高于IIW试块,反映出奥氏体不锈钢晶粒粗大的固有特性。但用低频探头时,不锈钢衰减系数与碳素钢相差较小,故探伤宜采用较低频率。

  另外采用2和4MHz的22mm×20mm45°探头进行比较,专用试块上3号通孔回波相差>20dB.横波探伤选择1~2MHz频率探头具有较好效果。纵波探伤声程较短,衰减量相对较小,故可选择相对较高的频率,但≯3MHz为宜<2>。由于试验误差,试验数据不能验证衰减系数正比于f4,但可明衰减系数随f增加而增大。

  晶片尺寸晶片尺寸大,半扩散角小,能量集中,利于远距离缺陷的检出。护环探伤要特别关注工件内面AB段缺陷。由于工件较厚,故可考虑采用较大尺寸晶片的探头;另外,由于工件较大,采用大晶片探头也利于提高工效。但晶片尺寸大时近场区长度增加,对探伤不利。

  近场区长度N正比于晶片面积Fs和探头频率f,所以晶片尺寸的选择还应考虑与频率的匹配,以缩短近场区长度,使检验重点区域即工件内面AB段包括凹槽部位脱离近场区。事实上,由于工件本身厚度较大,加上选择较低频率,较易满足该要求。工件外面到凹槽垂直距离约100mm.

  以<25mm3MHz直探头为例,取一般奥氏体纵波声速5660m/s,根据公式N=Fs/πλ算出N=82mm<100mm.式中Fs为晶片面积。对于横波探伤,以K1探头为例,探测凹槽时单倍声程>140mm.如Fs=500mm2,频率2MHz,取一般奥氏体不锈钢横波声速3120m/s,不考虑近场区N在探头内的分布,根据公式N=Fsπλcosβcosα式中α―――纵波入射角β―――横波折射角可计算出N=89mm<140mm.

  斜探头K值为缩短声程以减少衰减的影响,应选用较小K值的探头。实际探伤中一般选用K1~1。横波检验(1)时基扫描以试块中三个<1.5mm通孔进行深度调节。(2)检验灵敏度以专用试块上1号通孔反射波达80%屏高为检验灵敏度,扫查时补偿6dB.

  纵波检验以专用试块上<1.5mm平底孔反射波达80%屏高为检验灵敏度,扫查时补偿6dB.检验准备为避免耦合剂进入转子内部造成污染,检验前要密封护环附近的转子面区域。护环面进行清洗或采用砂纸轻度修磨平滑,不必破坏油漆。为防止破坏电器设备绝缘度,必须采用油基耦合剂。

  结论对于发电机转子护环的超声波探伤,应特别注意,①由于结构薄弱和存在应力腐蚀风险,检验中对AB段应予以重点关注。②由于工件为奥氏体不锈钢,应考虑选择低频探头,以降低散射衰减带来的不良影响。③为有效检出工件内面缺陷,可考虑选用较大尺寸晶片探头,但同时应考虑与频率的适当匹配,以避免近场区过长产生的负面影响。