[發明專利]一種在役汽輪機葉片T型葉根超聲波檢測方法

有效

• 申請號: 201811343746.7
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109490420B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 郭德瑞;杜雙明;劉彥如;劉楊;張新;諶康;張坤
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司火力發電技術研究院
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/22
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 王東偉

本發明公開了一種在役汽輪機葉片T型葉根超聲波檢測方法，包括其包括以下步驟：S1確定尺寸、S2選擇超聲波探頭、S3選擇入射點、S4模擬路徑、S5實際操作、S6確定裂紋位置；步驟S1:根據T型葉根圖紙確定結構尺寸；步驟S2：選擇常規超聲波探頭，折射角度宜選35°～45°，橫波入射到葉根變截面倒角時，橫波的前進方向與倒角圓弧的夾角，到變成相切狀態；步驟S3：將探頭在CSK?ⅠA試塊上調節，找到聲波在探頭上的入射點。本發明的有益效果是，可快速的定位到汽輪機葉片的裂紋的位置，操作方式較為簡單；本案的汽輪機葉片檢測方法的準確率較高；本案的汽輪機葉片檢測方法受環境的局限性小。

技術領域

本發明涉及汽輪機葉片檢測領域，特別是一種在役汽輪機葉片T型葉根超聲波檢測方法。

背景技術

火力發電廠汽輪機葉片長期在高溫高壓環境中運行，受力和工況復雜，主要受汽流從進汽向出汽方向的推力、轉子高速運轉下的離心力、汽輪機啟停機時的交變應力和熱應力，以及因氣流波動引起的震動作用和葉根槽對葉根的拘束作用。汽輪機T型葉根葉片由汽輪機轉子葉輪輪緣T型葉根槽固定，經長時間運行，易在葉根變截面部位產生裂紋。

目前，為了預防汽輪機運行中T型葉根裂紋導致的葉片脫落事故，通常采用超聲波檢測法對T型葉根變截面部位進行無損檢測，可選擇縱波檢測、橫波檢測、表面波檢測和變形波檢測。但由于T型葉片結構尺寸多樣，每種方法都有自身局限性：

縱波檢測時，葉身一側T型葉根端面非葉身接觸區尺寸太小或檢測空間有限，不能放置縱波探頭或縱波探頭無法移動；

橫波檢測時，葉片葉身曲率過大，橫波探頭與葉身接觸不上或接觸不穩定；

表面波檢測時，葉身與葉根連接位置不夠平緩，或存在結構突變時，表面波聲束不能到達被檢部位；

變形波檢測時，受外露肩臺尺寸限制，一般需要定制特殊小晶片、短前沿探頭，以使聲波入射點在外露肩臺上，如果外露肩臺尺寸過小，定制探頭也不能使入射點在外露肩臺上或聲束折射角度不能滿足使聲波到達變截面倒角位置產生變形波，依然不能檢測。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，設計了一種在役汽輪機葉片T型葉根超聲波檢測方法。

實現上述目的本發明的技術方案為，一種在役汽輪機葉片T型葉根超聲波檢測方法，其包括以下步驟：S1確定尺寸、S2選擇超聲波探頭、S3選擇入射點、S4模擬路徑、S5實際操作、S6確定裂紋位置。

步驟S1:根據T型葉根圖紙確定結構尺寸；

步驟S2：選擇常規超聲波探頭，折射角度宜選35°～45°，橫波入射到葉根變截面倒角時，橫波的前進方向與倒角圓弧的夾角，到變成相切狀態；

步驟S3：將探頭在CSK-ⅠA試塊上調節，找到聲波在探頭上的入射點；

步驟S4：采用CAD模擬超聲波路徑，選擇合適入射角度探頭，調節探頭放置位置；

步驟S5:將超聲波探頭按照預先模擬形式放置在外露肩臺位置，并使入射聲波到達T型葉根與葉身非接觸區端面，產生一次反射波，使一次反射波主聲束能到達變截面倒角處并產生變形波；

步驟S6：通過變形波的位置確定裂紋位置。

進一步的，所述超聲波探頭尺寸根據T型葉根肩臺外露部位尺寸選擇。

進一步的，所述步驟S2當超聲波探頭橫波以臨界角＜θ＜π/2的角度入射到變截面倒角時，激發出沿工件表面前進的變形波，變形波聲速約為入射橫波聲速的0.86倍。

進一步的，所述步驟S3中葉根材質聲速與CSK-ⅠA材質聲速差異不超過±50m/s。

進一步的，所述步驟S4中，應使一次反射波主聲束到達變截面倒角處，并產生變形波。