汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其能克服傳統(tǒng)X光射線照相無(wú)法有效檢測(cè)出汽輪機(jī)葉片的司太立合金片與母材的間隙極小的未熔合缺陷，從而保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，其根據(jù)超聲波脈沖反射法對(duì)汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)進(jìn)行未熔合缺陷掃查檢測(cè)，其中超聲波探傷儀的超聲波探頭采用雙晶直探頭，雙晶直探頭的頻率為5Hz，掃查檢測(cè)時(shí)雙晶直探頭的移動(dòng)方向與雙晶直探頭中的隔聲層垂直，在掃查的過(guò)程中觀察超聲波設(shè)備的波形顯示屏，根據(jù)波形顯示屏上顯示的波形圖來(lái)分析確定司太立合金片焊縫區(qū)是否存在未熔合缺陷，若存在未熔合缺陷則繼續(xù)用所述雙晶直探頭掃查司太立合金片焊縫區(qū)來(lái)檢測(cè)所述未熔合缺陷的橫向長(zhǎng)度、縱向長(zhǎng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)損探傷【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是汽輪機(jī)葉片焊縫缺陷檢測(cè)領(lǐng)域，具體為汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法及探頭。

【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機(jī)組的末級(jí)或次末級(jí)葉片，為了防水蝕通常在葉片頂部迎水側(cè)會(huì)采用釬焊方法焊接一片司太立合金片，傳統(tǒng)的釬焊質(zhì)量檢測(cè)方法是通過(guò)X光射線照相來(lái)檢測(cè)合金片與母材的未熔合缺陷，通過(guò)表面滲透檢測(cè)來(lái)檢查表面氣孔和裂紋，一般都能保證其質(zhì)量。但對(duì)某些未熔合缺陷，由于其間隙極小，并呈薄片狀垂直于射線束方向，因此X射線照相的分辨率較低。一般這類(lèi)缺陷產(chǎn)生是由于焊接質(zhì)量不合格而多次返修、或因葉片型面矯正使得葉片變形量大，造成熔合區(qū)中內(nèi)應(yīng)力增大，易在葉片母材與焊接材料間脫開(kāi)，并且熔合區(qū)脫開(kāi)的間隙非常細(xì)小，X射線照相無(wú)法檢出，易造成隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其能克服傳統(tǒng)X光射線照相無(wú)法有效檢測(cè)出汽輪機(jī)葉片的司太立合金片與母材的間隙極小的未熔合缺陷，從而保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。為此，本發(fā)明還提供了專(zhuān)用超聲波檢測(cè)探頭。
[0004]汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其根據(jù)超聲波脈沖反射法對(duì)汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)進(jìn)行未熔合缺陷掃查檢測(cè)，其特征在于:其中超聲波探傷儀的超聲波探頭采用雙晶直探頭，所述雙晶直探頭的頻率為5Hz，掃查檢測(cè)時(shí)所述雙晶直探頭的移動(dòng)方向與所述雙晶直探頭中的隔聲層垂直，在掃查的過(guò)程中觀察所述超聲波設(shè)備的波形顯示屏，根據(jù)所述波形顯示屏上顯示的波形圖來(lái)分析確定所述司太立合金片焊縫區(qū)是否存在未熔合缺陷，若存在未熔合缺陷則繼續(xù)用所述雙晶直探頭掃查所述司太立合金片焊縫區(qū)來(lái)檢測(cè)所述未熔合缺陷的橫向長(zhǎng)度、縱向長(zhǎng)度。
[0005]其進(jìn)一步特征在于:
所述雙晶直探頭的掃查方向包括X方向掃查和Y方向掃查，所述X方向掃查時(shí)所述雙晶直探頭的隔聲層與所述司太立合金片的長(zhǎng)度方向平行，所述雙晶直探頭作垂直于所述司太立合金片的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，所述Y方向掃查時(shí)所述雙晶直探頭的隔聲層與所述司太立合金片的長(zhǎng)度方向垂直，所述雙晶直探頭作平行于所述司太立合金片長(zhǎng)度方向移動(dòng)。
[0006]其進(jìn)一步特征還在于:
在對(duì)所述汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)進(jìn)行未熔合缺陷掃查檢測(cè)前制作對(duì)比試塊，并通過(guò)所述對(duì)比試塊來(lái)調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的檢測(cè)靈敏度和掃描距離。
[0007]所述對(duì)比試塊包括一塊與待檢汽輪機(jī)葉片材料一致的葉片本體材料和一塊司太立合金片，所述葉片本體材料與所述司太立合金片釬焊連接，并且通過(guò)射線檢測(cè)及高靈敏度的超聲檢測(cè)確認(rèn)所述試塊無(wú)焊接缺陷；
所述對(duì)比試塊的葉片本體材料的厚度為4mm，所述葉片本體材料的長(zhǎng)度、寬度均略大于所述司太立合金片的長(zhǎng)度、寬度，所述葉片本體材料的中心位置沿厚度方向開(kāi)有一個(gè)直徑為3mm通孔，所述葉片本體材料與比其略小的司太立合金片通過(guò)釬焊連接在一起后，所述通孔即形成一個(gè)Φ3平底孔(FBHO3)。
[0008]所述通過(guò)所述對(duì)比試塊調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的檢測(cè)靈敏度和掃描距離的具體操作為，將探頭置于所述對(duì)比試塊的司太立合金片側(cè)，找出所述Φ3平底孔的最高回波并調(diào)至80%滿(mǎn)屏高，作為檢測(cè)靈敏度；將所檢出的不連續(xù)性信號(hào)幅度與已知反射體所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)幅度相比較，得出相對(duì)于所述不連續(xù)性信號(hào)的大小(相對(duì)于ΡΒΗΦ3);通過(guò)所述Φ3平底孔最高回波的反射位置調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的掃描距離。
[0009]所述雙晶直探頭，包括殼體、一個(gè)發(fā)射晶片和一個(gè)接收晶片，所述發(fā)射晶片和接收晶片左右對(duì)稱(chēng)安裝于所述殼體內(nèi)，并且兩個(gè)晶片之間設(shè)置有隔聲層；所述兩個(gè)晶片的角度Θ在6°?10°范圍內(nèi)；所述雙晶探頭的探測(cè)面直徑為5mm;所述雙晶探頭的頂端手持面直直徑為20mm。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:其能有效克服傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)方法的局限，快速、準(zhǔn)確地對(duì)汽輪機(jī)葉片司太立合金片焊接區(qū)域進(jìn)行缺陷檢測(cè)，極大的改善檢測(cè)工作效率，降低檢測(cè)成本，有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量；其中采用脈沖反射法對(duì)末級(jí)葉片的合金片區(qū)超聲波檢測(cè)時(shí)，能有效展開(kāi)反射波與始波的間距，容易對(duì)缺陷波進(jìn)行判別；同時(shí)，其對(duì)多層界面往復(fù)穿透底波與復(fù)合界面的反射底波能很容易區(qū)分開(kāi)來(lái)，因而能有效保證檢測(cè)精準(zhǔn)度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明超聲波檢測(cè)方法中雙晶直探頭沿X向掃查的示意圖；
圖2為本發(fā)明超聲波檢測(cè)方法中雙晶直探頭沿Y向掃查的示意圖；
圖3為本發(fā)明超聲波檢測(cè)方法中對(duì)比試塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3的俯視結(jié)構(gòu)意圖；
圖5為本發(fā)明超聲波檢測(cè)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為采用本發(fā)明超聲波檢測(cè)方法檢測(cè)汽輪機(jī)葉片司太立合金片焊接區(qū)域時(shí)未發(fā)現(xiàn)未熔合缺陷示意圖及波形圖；
圖7為采用本發(fā)明超聲波檢測(cè)方法檢測(cè)汽輪機(jī)葉片司太立合金片焊接區(qū)域時(shí)檢測(cè)到未熔合缺陷示意圖及波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其根據(jù)超聲波脈沖反射法對(duì)汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)進(jìn)行未熔合缺陷掃查檢測(cè)，其中超聲波探傷儀的超聲波探頭采用雙晶直探頭1，雙晶直探頭的頻率為5HZ，掃查檢測(cè)時(shí)雙晶直探頭的移動(dòng)方向與雙晶直探頭中的隔聲層2垂直，在掃查的過(guò)程中觀察所述超聲波設(shè)備的波形顯示屏，根據(jù)波形顯示屏上顯示的波形圖來(lái)分析確定所述司太立合金片焊縫區(qū)是否存在未熔合缺陷，若存在未熔合缺陷則繼續(xù)用雙晶直探頭掃查述司太立合金片焊縫區(qū)來(lái)檢測(cè)所述未熔合缺陷的橫向長(zhǎng)度、縱向長(zhǎng)度。
[0013]雙晶直探頭的掃查方向包括X方向掃查和Y方向掃查，見(jiàn)圖1和圖2，圖1和圖2中，A為司太立合金片長(zhǎng)度方向，3為未熔合缺陷位置不意；B為雙晶直探頭移動(dòng)方向，2為雙晶直探頭的隔聲層；χ方向掃查時(shí)雙晶直探頭的隔聲層與司太立合金片的長(zhǎng)度方向平行，雙晶直探頭作垂直于司太立合金片的長(zhǎng)度方向移動(dòng)；Y方向掃查時(shí)雙晶直探頭的隔聲層與司太立合金片的長(zhǎng)度方向垂直,雙晶直探頭作平行于司太立合金片長(zhǎng)度方向移動(dòng)。
[0014]在對(duì)汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)進(jìn)行未熔合缺陷掃查檢測(cè)前制作對(duì)比試塊，并通過(guò)所述對(duì)比試塊來(lái)調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的檢測(cè)靈敏度和掃描距離。
[0015]對(duì)比試塊包括一塊與待檢汽輪機(jī)葉片材料一致的葉片本體材料4和一塊司太立合金片5，葉片本體材料4與所述司太立合金片5釬焊連接，見(jiàn)圖3和圖4，并且通過(guò)射線檢測(cè)及高靈敏度的超聲檢測(cè)確認(rèn)該試塊無(wú)焊接缺陷；
對(duì)比試塊的葉片本體材料4的厚度為4mm，葉片本體材料4的長(zhǎng)度、寬度均略大于司太立合金片5的長(zhǎng)度、寬度，葉片本體材料5的中心位置沿厚度方向開(kāi)有一個(gè)直徑為3_通孔6，葉片本體材料與比其略小的司太立合金片通過(guò)釬焊連接在一起后，通孔6即形成一個(gè)Φ3的平底孔(FBHO3)；
利用對(duì)比試塊調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的檢測(cè)靈敏度和掃描距離的具體操作為，將雙晶直探頭置于對(duì)比試塊的司太立合金片側(cè)，找出Φ3平底孔的最高回波并調(diào)至80%滿(mǎn)屏高，作為檢測(cè)靈敏度；將所檢出的不連續(xù)性信號(hào)幅度與已知反射體所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)幅度相比較，得出相對(duì)于所述不連續(xù)性信號(hào)的大小(相對(duì)于ΡΒΗΦ3);通過(guò)Φ3平底孔最高回波的反射位置調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的掃描距離。
[0016]雙晶直探頭，包括殼體7、一個(gè)發(fā)射晶片8和一個(gè)接收晶片9，發(fā)射晶片8和接收晶片9左右對(duì)稱(chēng)安裝于殼體7內(nèi)，并且兩個(gè)晶片8、9之間設(shè)置有隔聲層2，隔聲層2能將發(fā)射電路和接收電路分割開(kāi)來(lái)，從而克服了發(fā)射聲波和回波的互相干擾和阻塞，使脈沖變窄，分辨力提高，還消除了發(fā)射晶片和延遲塊之間的反射雜波進(jìn)入接收晶片，從而減少了雜波，保證檢測(cè)精度；兩個(gè)晶片的角度Θ在6°?10°范圍內(nèi)；雙晶探頭的探測(cè)面直徑D2為5mm;所述雙晶探頭的頂端手持面直直徑Dl為20mm,見(jiàn)圖5。
[0017]實(shí)施例:采用本發(fā)明方法對(duì)某葉片司太立合金片釬焊區(qū)進(jìn)行超聲波檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有一未融合區(qū)，可確定缺陷大小，應(yīng)用測(cè)長(zhǎng)法得到其長(zhǎng)度方向三次檢測(cè)結(jié)果分別為:12mm、13mm、13mm0
[0018]圖6和圖7中，T為發(fā)射波，B為底波，F(xiàn)為缺陷波。
【權(quán)利要求】
1.汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其根據(jù)超聲波脈沖反射法對(duì)汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)進(jìn)行未熔合缺陷掃查檢測(cè)，其特征在于:其中超聲波探傷儀的超聲波探頭采用雙晶直探頭，所述雙晶直探頭的頻率為5HZ，掃查檢測(cè)時(shí)所述雙晶直探頭的移動(dòng)方向與所述雙晶直探頭中的隔聲層垂直，在掃查的過(guò)程中觀察所述超聲波設(shè)備的波形顯示屏，根據(jù)所述波形顯示屏上顯示的波形圖來(lái)分析確定所述司太立合金片焊縫區(qū)是否存在未熔合缺陷，若存在未熔合缺陷則繼續(xù)用所述雙晶直探頭掃查所述司太立合金片焊縫區(qū)來(lái)檢測(cè)所述未熔合缺陷的橫向長(zhǎng)度、縱向長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:所述雙晶直探頭的掃查方向包括X方向掃查和Y方向掃查，所述X方向掃查時(shí)所述雙晶直探頭的隔聲層與所述司太立合金片的長(zhǎng)度方向平行，所述雙晶直探頭作垂直于所述司太立合金片的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，所述Y方向掃查時(shí)所述雙晶直探頭的隔聲層與所述司太立合金片的長(zhǎng)度方向垂直，所述雙晶直探頭作平行于所述司太立合金片長(zhǎng)度方向移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:在對(duì)所述汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)進(jìn)行未熔合缺陷掃查檢測(cè)前制作對(duì)比試塊，并通過(guò)所述對(duì)比試塊來(lái)調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的檢測(cè)靈敏度和掃描距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:所述對(duì)比試塊包括一塊與待檢汽輪機(jī)葉片材料一致的葉片本體材料和一塊司太立合金片，所述葉片本體材料與所述司太立合金片釬焊連接，并且通過(guò)射線檢測(cè)及高靈敏度的超聲檢測(cè)確認(rèn)所述試塊無(wú)焊接缺陷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:所述對(duì)比試塊的葉片本體材料的厚度為4mm，所述葉片本體材料的長(zhǎng)度、寬度均略大于所述司太立合金片的長(zhǎng)度、寬度，所述葉片本體材料的中心位置沿厚度方向開(kāi)有一個(gè)直徑為3mm的通孔，所述葉片本體材料與比其略小的所述司太立合金片通過(guò)釬焊連接在一起后，所述通孔即形成一個(gè)Φ3的平底孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:利用所述對(duì)比試塊調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的檢測(cè)靈敏度的掃描距離的具體過(guò)程為，將探頭置于所述對(duì)比試塊的司太立合金片側(cè)，找出所述Φ3平底孔的最高回波并調(diào)至80%滿(mǎn)屏高，作為檢測(cè)靈敏度；將所檢出的不連續(xù)性信號(hào)幅度與已知反射體所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)幅度相比較，得出相對(duì)于所述不連續(xù)性信號(hào)的大??；通過(guò)Φ3平底孔最高回波的反射位置調(diào)節(jié)超聲波設(shè)備的掃描距離。
7.汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)用雙晶直探頭，其特征在于:其包括殼體、一個(gè)發(fā)射晶片和一個(gè)接收晶片，所述發(fā)射晶片和接收晶片左右對(duì)稱(chēng)安裝于所述殼體內(nèi)，并且兩個(gè)晶片之間設(shè)置有隔聲層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)用雙晶直探頭，其特征在于:所述兩個(gè)晶片的角度Θ在6°?10°范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽輪機(jī)葉片的司太立合金片焊縫區(qū)超聲波檢測(cè)用雙晶直探頭，其特征在于:所述雙晶探頭的探測(cè)面直徑為5mm ;所述雙晶探頭的頂端手持面直直徑為20mmo
【文檔編號(hào)】G01N29/24GK104458909SQ201410702813
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月29日
【發(fā)明者】駱光林 申請(qǐng)人:無(wú)錫透平葉片有限公司