[发明专利]异形结构件焊缝相控阵成像检测用换能装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异形结构件焊缝相控阵成像检测用换能装置，尤其涉 及一种电站锅炉压力管道异形结构带斜台不规则焊缝的相控阵成像检测用 换能装置，属于无损检测技术领域。

背景技术

火力发电机组中以主蒸汽管道、再热蒸汽管道和主给水管道等为代表 的电站锅炉压力管道一直是火电机组的重要金属部件，更是电站金属监督 中的重点，这些压力管道一般均具有压力大、温度高等特点，且一般均布 置在机组外部，若该类压力管道存在裂纹等危害性缺陷而不能及时发现将 导致管道损坏或引发爆裂事故，不但会造成重要设备损坏、机组停运等严 重的经济损失，还极有可能导致机组现场维护人员伤亡，引发极其严重的 安全事故。焊缝作为上述压力管道的薄弱环节，是金属监督检验的重中之 重，在生产制造及安装过程中焊接的焊缝往往容易产生一些气孔、夹渣、 未熔合、裂纹等内部焊接缺陷，这些缺陷在高温高压工况运行时及内外部 应力作用下往往会扩展为裂纹，进而引发管道开裂失效造成管道爆裂事故。

目前，因为电站锅炉压力管道焊缝检验对机组运行安全性的重要影响， 国内相关标准如《锅炉安全技术监察规程》、《锅炉定期检验规则》、 DL438-2009《火力发电厂金属技术监督规程》、DL647-2004《电站锅炉压力 容器检验规程》等均提出了对其内部缺陷的检验要求，而焊缝内部缺陷的 检测方法主要有射线检测和超声波检测两种，考虑当前电站锅炉压力管道 壁厚均较厚以及现场检测实施条件和环境等影响因素，超声波检测更适用 于上述焊缝的检测实施，亦是目前上述焊缝内部缺陷检测的主要检测方法。 当前，上述焊缝内部缺陷的超声波检测主要是依据NB/T47013、DL/T820等 超声波检测标准采用常规脉冲反射法在焊缝两侧利用横波斜探头进行锯齿 形扫查，然而，因制造和现场安装原因，超(超)临界机组电站锅炉压力 管道中三通、弯头、大小头等管件和直管连接及其相互连接的异形结构对 接焊缝外部存在带斜台不规则结构，致使上述焊缝两侧直段区域极小(一 般在20mm-40mm范围)，无法满足上述现行检测标准对锯齿形扫查区域的要 求，按上述现行检测标准要求使用常规超声脉冲反射法直射波对其检测时 会因扫查区域不足产生无法检测到焊缝区域或所检焊缝截面区域检测覆盖 范围极小无法满足检测要求的情况。而上述带斜台不规则结构焊缝因结构 原因往往会较普通对接焊缝存在更大的应力集中，原有内部缺陷更易扩展 为裂纹或产生裂纹缺陷，因此如果因为检验手段的缺失、检验方法的不完 备导致上述电站锅炉压力管道中带斜台不规则结构焊缝因其结构问题无法 实现内部缺陷的超声波检测进而造成压力管道因内部缺陷未检出而造成失 效爆裂，这将严重降低该类焊缝的安全系数，大大增加压力管道的安全隐 患，对整个机组的安全运行有着极其严重的影响。