[發明專利]一種超聲導波檢測在役主汽管道蠕變損傷的方法

有效

• 申請號: 202110305930.8
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113189205B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 陶業成;納日蘇;胡杰;王強;楊新軍;郝曉軍;牛曉光
• 申請（專利權）人: 國能鍋爐壓力容器檢驗有限公司
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11;G01N29/30
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明公開了一種超聲導波檢測在役主汽管道蠕變損傷的方法，通過設置全厚度蠕變損傷對比試塊組，繪制導波衰減系數－蠕變損傷級別參考曲線、周向導波衰減系數－蠕變損傷級別參考曲線，建立了管道一定長度軸向全厚度的超聲導波衰減特性與主汽管道蠕變損傷級別對應關系；利用參考曲線可完成對在役主蒸汽管道的實際蠕變損傷情況進行分級評定；最后可建立全厚度尺寸的主汽管道蠕變損傷數據庫，便于對全厚度尺寸的主汽管道蠕變損傷檢測。本發明開發的全厚度蠕變損傷對比試塊組，可以通過調節對試塊的蠕變加速時間實現調節損傷級別的范圍，具有測試范圍寬的優點。該方法具有效率高，成本低，檢測范圍大，準確度高的優點。

技術領域

本發明涉及鍋爐中的主汽管道無損檢測領域，具體涉及一種超聲導波檢測在役主汽管道蠕變損傷的方法。

背景技術

電站鍋爐中的主汽管道在發電機組運行過程中長期在高溫、高壓等惡劣環境下工作，主汽管道不可避免的受到高溫蠕變的損傷，引起材料性能的退化，從而導致材料性能失效，引發安全事故。對這些在役主汽管道進行健康監測及檢驗，以獲得其剩余壽命是十分必要和迫切的。

目前，通常對在役主汽管道蠕變損傷采用的檢測手段主要有非破壞的現場檢驗法和破壞的割管取樣法。

現場檢驗法可以不損傷主汽管道，但只能檢驗主汽管道表面的狀態，檢驗范圍較小，常用的手段是取若干點檢驗，進而代表整個管道；并且采用現場金相及硬度檢驗時，只能獲得其蠕變老化粗劣估算，誤差范圍較大。

割管取樣法可以獲得全截面管道各項性能參數，包括進行拉伸試驗、蠕變斷裂試驗等。但割管取樣法取樣后還需要在取樣部位進行焊接修補，這種修補方法，會對主汽管道整體安全性能產生不利影響；近年來發展起來的小沖桿蠕變試驗，是一種微試樣取樣及測試技術，也需要對管道進行一定的破壞，且試驗時需要一段時間，不利于快速檢測分析。

主汽管道的蠕變損傷是與溫度、應力和時間有關的現象，是材料的微觀結構的累積的損傷變化過程。在蠕變損傷過程中材料中固溶合金元素會不斷析出，碳化物的組分、形態、分布和濃度會發生變化，在晶界處碳化物會不斷積聚，甚至形成孔洞。主汽管道材料這種微觀組織結構的變化會引起應力波的散射。

公開號為：103926324B的中國專利介紹了一種超聲表面波檢測主汽管道蠕變損傷的方法，其核心技術是利用超聲表面波在主汽管道外表面固定距離內測試其衰減系數，建立表面波衰減系數和主汽管道蠕變損傷程度的表征關系。其優點是非破壞檢驗，并且其檢測區域是兩探頭之間的表面線性區域，遠大于通過現場金相法檢驗隨機取點法的區域；但超聲表面波只能在固體表面傳播，其能量隨傳播深度的增加而迅速減弱，一般認為其可檢測的深度為兩倍波長。因而，該專利的局限性是可采集的材料聲特性數據只是在主汽管道的兩倍波長深度的外表面；而蠕變性能變化是發生在材料的整個厚度范圍內，并且材料的工作溫度越高，其蠕變損傷程度就越大。主蒸汽管道內部承受著高溫高壓蒸汽，溫度由內壁向外壁逐漸降低，蠕變損傷程度也就由內壁向外壁逐漸降低。由此可見，基于超聲表面波技術的主汽管道蠕變損傷檢測方法存在著代表性不足的欠缺。

因此，有必要發明一種新型檢測在役主汽管道蠕變損傷的方法，可以獲取管道全厚度尺寸、包括內壁蠕變損傷程度的信息，以便對整個管道的蠕變損傷程度進行精準評估。

發明內容

針對現有技術中在役主汽管道蠕變損傷檢測存在的不足，本發明提供了一種超聲導波檢測在役主汽管道蠕變損傷的方法，利用超聲導波來測量評價主汽管道全厚度范圍內蠕變損傷情況。

本發明采用以下的技術方案：

一種超聲導波檢測在役主汽管道蠕變損傷的方法，包括以下步驟：

步驟1：制作一組原始對比試塊；

原始對比試塊共有6塊，6塊原始對比試塊尺寸相同，編號為S0～S5；

步驟2：獲取蠕變加速試驗斷裂時間H；