[發(fā)明專利]一種超超臨界發(fā)電機組主汽門用鎳基合金螺栓超聲波橫波聲速測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510351036.9
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104931587B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代真;盧建強;嚴(yán)曉生;林寶森;郭境忠;涂宏應(yīng);陳騫
• 申請（專利權(quán)）人: 國電鍋爐壓力容器檢驗中心
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超超臨界發(fā)電機組主汽門用鎳基合金螺栓超聲波橫波聲速測量方法。

背景技術(shù)

隨著超超臨界發(fā)電機組的大力發(fā)展，汽輪機主汽門、調(diào)節(jié)汽門等，溫度高達(dá)600℃以上，因此常規(guī)的低合金螺栓已難以滿足要求。目前，國內(nèi)運行的為數(shù)不多的數(shù)臺超超臨界發(fā)電機組的主汽門基本采用高溫性能較好的鎳基合金螺栓。這種鎳基合金螺栓兩端為螺紋段，中間為光軸段，并且鎳基合金螺栓設(shè)有中心孔。

一般發(fā)電機組用主汽門用螺栓為低合金材質(zhì)，因為應(yīng)用時間較長，加之成本較低，因此可將螺栓破壞，加工成超聲波檢測用試塊，以測量超聲波橫波聲速及探頭K值。但是超超臨界發(fā)電機組運行時間較短，加之鎳基合金螺栓價格極其昂貴，一條約為十萬元人民幣，不允許對其進行破壞后加工成超聲波檢測用試塊，來測量其超聲波橫波聲速。并且鎳基合金螺栓與低合金螺栓超聲波橫波聲速相差甚遠(yuǎn)，也不能在低合金螺栓上測量好超聲波橫波聲速及探頭K值后，直接用于檢測鎳基合金螺栓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不用破壞螺栓、簡單可靠的超超臨界發(fā)電機組主汽門用鎳基合金螺栓超聲波橫波聲速測量方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括采用的技術(shù)方案為：一種超超臨界發(fā)電機組主汽門用鎳基合金螺栓超聲波橫波聲速測量方法，其包括以下步驟：

1)測量鎳基合金螺栓中心孔內(nèi)徑Φ₁，再測量鎳基合金螺栓光桿處直徑Φ₂，再測量螺紋處直徑Φ₃，再測量螺紋深度h；

2)采用超聲波探傷儀測量，前后移動斜探頭，使第2個螺紋處的超聲波橫波反射波幅達(dá)到最大值，測量超聲波橫波入射點至第2個螺紋處的水平距離L；

3)將步驟1)和步驟2)中的測量參數(shù)運用三角函數(shù)計算，獲得超聲波橫波傳播的實際聲程，記為；

4)調(diào)節(jié)超聲波探傷儀上的聲速，使得其顯示的聲程與實際聲程相同，此時的聲速即為該類鎳基合金螺栓的超聲波橫波聲速。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：采用本方法，僅用尺子測量鎳基合金螺栓的幾個參數(shù)，并運用三角函數(shù)計算，便可得鎳基合金螺栓超聲波橫波聲速，從而避免將鎳基合金螺栓破壞后加工成超聲波檢測用試塊來測量其聲速，節(jié)約了大量成本，并且簡單可靠，可為鎳基合金螺栓的超聲波橫波檢驗提供準(zhǔn)確的聲速。

附圖說明

圖1為鎳基合金螺栓縱向剖面圖；

圖2為超聲波橫波檢驗時聲波傳播路徑示意圖；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明的監(jiān)測步驟如下：

1)根據(jù)圖1所示，測量鎳基合金螺栓中心孔內(nèi)徑Φ₁，再測量鎳基合金螺栓光桿處直徑Φ₂，再測量螺紋處直徑Φ₃，再測量螺紋深度h。

2)前后移動斜探頭1，使第2個螺紋處(因為第1個螺紋通常為加工螺紋時的退刀槽，深度較淺，產(chǎn)生的反射波波幅較低，因此選用第2個螺紋)的超聲波橫波反射波幅達(dá)到最大值，測量超聲波橫波入射點至第2個螺紋處的水平距離L。

3)根據(jù)圖2所示，左邊三角形長直角邊尺寸L₁、短直角邊尺寸a₁、斜邊尺寸S₁；右邊三角形長直角邊尺寸L₂、短直角邊尺寸a₂、斜邊尺寸S₂；S₁+S₂為超聲波橫波在鎳基合金螺栓中的傳播聲程。

則根據(jù)圖1所示鎳基合金螺栓中心孔內(nèi)徑Φ₁、光桿直徑Φ₂、螺紋處直徑Φ₃、螺紋深度h：

根據(jù)相似三角形原理，則可以得到左邊三角形長直角邊尺寸L₁、右邊三角形長直角邊尺寸L₂：

根據(jù)直角三角函數(shù)計算，則可以得到左邊三角形斜邊尺寸S₁、右邊三角形斜邊尺寸S₂：

則超聲波橫波在鎳基合金螺栓中傳播的實際聲程：

實際聲程＝S₁+S₂(7)

將式1～式6代入式7，則得到超聲波橫波的實際聲程：