超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用有哪些？小編帶領(lǐng)大家共同探討關(guān)于超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用。電站設(shè)備在高溫高壓的水蒸氣介質(zhì)中，因應(yīng)力、腐蝕、蠕變、氫蝕及疲勞等原因而造成的時效損傷和劣化問題日益嚴(yán)重。當(dāng)對這些設(shè)備進(jìn)行檢修、壽命評估等工作采集信息時，超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修就是最長用的方法之一。超聲波由于廣泛應(yīng)用于薄管到厚管、表面到內(nèi)部的缺陷信息采集，對缺陷定量評價迅速，現(xiàn)場檢查容易、解析方便、自動化程度高等許多優(yōu)點使其得到普遍應(yīng)用。

超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用廣泛，電站設(shè)備中的多數(shù)部件長期應(yīng)用在高溫高壓的水、蒸氣介質(zhì)中，應(yīng)力、腐蝕、蠕變、氫蝕及疲勞等造成的時效損傷和劣化問題比較嚴(yán)重。對這些設(shè)備進(jìn)行檢修、壽命評估等工作的信號采集中，最經(jīng)常和廣泛應(yīng)用的是超聲波技術(shù)。超聲波由于廣泛應(yīng)用于薄管到厚管、表面到內(nèi)部的缺陷信息采集，對缺陷定量評價迅速，現(xiàn)場檢查容易、解析方便、自動化程度高等許多優(yōu)點使其得到普遍應(yīng)用。

到目前為止，超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用無損檢查的方法如下：
缺陷定量方法當(dāng)量法(當(dāng)量試塊比較法、當(dāng)量計算法、當(dāng)量AVG曲線法)；測長法（相對靈敏度測長法、絕對靈敏度測長法、端點峰值法）；底波高度法；裂紋的檢測方法 表面波波高法；表面波波時延法（單探頭法、雙探頭法）；端部回波峰值法；橫波端角反射法；橫波串列式雙探頭法；相對靈敏度法（6dB、10dB、20dB）；散射波法（衍射法）；損傷、劣化評價方法衰減法（低層回波反射法、透射法、共鳴法）；音速法（表面波法、容積波法）；臨界角反射法；光譜儀法（光譜分布及面積、中心頻率、頻幅、重心頻率）；頻率解析法；利用后方散射波的雜波分析法；其它（δ法、波松比評價法）。

超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用——裂紋的評價和應(yīng)用實例
聚焦超聲波：作為在現(xiàn)場可以方便測量的方法而廣泛應(yīng)用的是相對靈敏度測長法。這種方法是通過探頭前后掃查時的回波高度超過距離—波幅曲線（distanceamplitudecurve,DAC）時閾值前后的波束路程來測量裂紋高度的一種方法。這種方法的測量精度主要取決于超聲波波束的寬度，通過使用超聲波波幅較窄的聚焦探頭，可提高裂紋自身高度的測量精度。在實驗室應(yīng)用5MHz，折射角45°的聚焦探頭，以直徑1mm長橫孔DAC為基礎(chǔ)，使閾值變化時的焊接裂紋等的缺陷高度的測量精度和常規(guī)探頭測量結(jié)果的比較得出：在使用聚焦探頭的情況下，閾值設(shè)計的越低，精度越好，如果閾值為DAC的-25dB，誤差的平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差都接近零，可見聚焦探頭可以高精度的進(jìn)行測量。之所以通過設(shè)計低的閾值能使精度提高，是由于在缺陷的端部產(chǎn)生的散射波也被檢測系統(tǒng)作為缺陷的反射波測量出的緣故。疲勞裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋等的缺陷高度測量經(jīng)常使用端部回波法。這種方法是收集裂紋端部的散射波回波，然后由其波束路程和探頭的折射角來測裂紋自身高度。使用45°折射角聚焦探頭時，散射回波變得容易發(fā)現(xiàn)，而且測量精度也比常規(guī)探頭增高。在實驗室，對于鉻鉬鋼產(chǎn)生的裂紋，通過使用常規(guī)探頭和聚焦探頭的上部回波表現(xiàn)形式的檢測比較表明，使用聚焦探頭時精度提高50％。對奧氏體系列不銹鋼配管發(fā)生的自身高度0.5～17mm的尖端部位呈復(fù)雜形狀的晶間應(yīng)力腐蝕裂紋，通過利用聚焦探頭的端部回波法，其裂紋自身高度曾以低于±1mm的精度進(jìn)行了測量。

端部回波法測量本身簡單，但回波的判別方法依賴于檢查技術(shù)人員的水平和經(jīng)驗，存在客觀性差的問題。另外，微裂紋并存、裂紋的形狀復(fù)雜時，無法得到預(yù)期的精度，這一點也需特別留意。

表面SH波：普通斜探頭在工件中產(chǎn)生的橫波，振動方向在垂直于工件表面的平面內(nèi)振動，稱SV波；如果橫波的振動方向與工件表面平行，稱為SH波。壓電晶片在逆壓電效應(yīng)作用下產(chǎn)生的振動波通過異質(zhì)界面上的波形轉(zhuǎn)換在被檢介質(zhì)中產(chǎn)生SH波。試驗證明SH波探頭的往復(fù)透過率隨SH波探頭在鋼中折射角度的增大而增大，隨頻率的降低有所升高，低頻率探頭在不同角度的往復(fù)透過率差值比高頻率探頭在不同折射角度上的往復(fù)透過率差值小。將驗證結(jié)果與理論計算結(jié)果相比較，高頻率探頭的一致性較好，低頻率探頭的一致性稍差一些，這是由于理論計算所考慮的晶片為無限大平面，實際試驗中晶片為有限尺寸。在應(yīng)用于工程實踐時SH波探頭主要分為大角度SH波斜探頭與表面SH波探頭。表面SH波對工件的表面光潔度要求不高，表面SH波一次有效檢驗距離更大，可提高檢驗效率；應(yīng)用于汽輪機(jī)葉片葉身檢驗時可一次完成末級葉片全長度檢驗，且不受末級葉片汽蝕影響。檢驗縱樹型葉根時檢驗靈敏度可達(dá)到1mm。應(yīng)用于管內(nèi)壁疲勞裂紋檢驗時，檢驗靈敏度可達(dá)到0.5mm。

表面SH波在長距離傳播過程中傳播聲能損失小于表面波。采用不同頻率的表面SH波探頭檢驗鋼板對接焊縫，在距焊縫1m與距焊縫5m、檢驗長度為20mm的焊縫缺陷，其回波幅度僅相差30dB。
超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用——損傷、劣化評價和應(yīng)用實例

蠕變損傷評價：蠕變損傷是高溫環(huán)境下，長時間負(fù)載一定負(fù)荷時，在晶間產(chǎn)生孔穴等的現(xiàn)象。對其應(yīng)用的超聲波評價方法有波速法、衰減法、光譜法、頻率解析法及雜波分析法等，理論解析也多種多樣。其中雜波分析法從精度和適用性看較為有效。該方法是將來自金屬組織變化的后方組織散射波作為雜波處理，然后用某頻率范圍的積分值定量評價其振幅的一種方法。

氫蝕的損傷評價：氫損傷是在高溫(>220℃)高壓條件下，當(dāng)爐水PH<5、凝汽器泄漏、無機(jī)酸或樹脂污染給水時，垢下反應(yīng)3Fe+4H2O→Fe3O4+8[H]生成的氫原子受垢層阻擋不能被工質(zhì)帶走，遂與晶界碳化物反應(yīng)Fe3C+4[H]→3Fe+CH4↑，生成的甲烷氣體使晶界開裂，在管子內(nèi)壁形成裂紋或鼓包，使鋼的性能下降的一種脆性破壞。氫損傷具有破壞速度快，損傷面積大、損傷不可恢復(fù)、不易早期發(fā)現(xiàn)的特點。

二相不銹鋼的熱時效評價：如果二相不銹鋼長時間保持在300～450℃時，會在α相中產(chǎn)生偏聚分解引起的熱時效（脆化）。關(guān)于隨這個熱時效而進(jìn)行的音速變化，從理論和實驗兩個方面研究表明，數(shù)值模擬結(jié)果和實驗值對應(yīng)良好。但是，關(guān)于二相不銹鋼鑄鋼的熱時效，受到含有粗大粒子的鑄造組織的影響，其SH波的音速和時效時間之間雖然有某種程度的相關(guān)，但沒有發(fā)現(xiàn)與縱波的相關(guān)性。另外，有研究證明，如果利用使用線聚焦探頭的相位干擾法，對小區(qū)域的泄漏彈性表面波的音速進(jìn)行的測量，那么音速與熱時效一起增加，與破壞韌性值有相關(guān)關(guān)系。

疲勞的評價：疲勞壽命評價應(yīng)用使用軸對稱SH波的電磁超聲波傳感器的方法，通過檢測衰減系數(shù)，可以進(jìn)行非接觸評價，研究認(rèn)為在斷裂壽命的90.6%的階段，存在衰減系數(shù)的峰值。對于低合金鋼的疲勞，刃型位錯為直線模型，螺旋型位錯為彎曲模型，數(shù)值解析結(jié)果與電磁場超聲波測量的衰減系數(shù)對應(yīng)良好，并證明使衰減系數(shù)變動的主要原因是位錯。
現(xiàn)在，正在研究的強(qiáng)力縱波超聲波入射到材料中時內(nèi)部摩擦的超聲波振幅依存性。研究發(fā)現(xiàn)，通過測量3次高諧波開始變顯著時的振動的振幅，來判斷是否產(chǎn)生高周疲勞的可能性。

超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用結(jié)論：
當(dāng)使用超聲波探傷技術(shù)進(jìn)行損傷、劣化診斷時，需充分利用各種評價方法，進(jìn)行定量評價，而且得把結(jié)論在理論上得到證明。所以，高靈敏度超聲波測量系統(tǒng)，信號處理及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的發(fā)展，理論解析及利用計算機(jī)的數(shù)值模擬等的發(fā)展都是必不可少的。這樣才使得超聲波探傷技術(shù)在狀態(tài)檢修中的應(yīng)用更加廣泛，更加輝煌。但是當(dāng)超聲波出現(xiàn)一些常見問題時，大家也應(yīng)能夠從容應(yīng)付。了解詳情：http://m.kmpazp.cn/tech/chaoshengbotanshangyi/252.html

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