[发明专利]一种用于争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的标准试块及方法

说明书

本发明公开了一种用于争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的标准试块及方法，采用双晶直探头，配合与电厂常用争气钢材质螺栓长度一致的同材质5级晶粒度的标准试块标定检测基准灵敏度，将被检测争气钢材质螺栓的回波高度与基准灵敏度对比，若回波高于基准灵敏度，可判断被检测螺栓为细晶，反之则为粗晶。本发明填补了争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的空白，提高了争气钢材质螺栓粗细晶筛查的效率。

技术领域

本发明属于超声波检测技术领域，具体涉及一种用于争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的标准试块及方法。

背景技术

火力发电厂高温紧固件断裂造成设备安全事故是影响火电机组安全、可靠、经济运行的主要因素之一。其中争气钢材质高温螺栓由于其制造、检测工艺控制不严，电厂机组运行不规范等因素，易使其晶粒粗化，导致螺栓性能降低甚至恶化，由于晶粒粗大导致的断裂事故，远远高于其他材质的高温螺栓。DL/T 438《火力发电厂金属技术监督规程》中专门要求：“机组每次A级检修，应对20CrlMolVNbTiB(争气1号)、20CrlMolVTiB(争气2号)钢制螺栓进行100％的硬度检查、20％的金相组织抽查；同时对硬度高于DL/T 439中规定上限的螺栓也应进行金相检查，一旦发现晶粒度粗于5级，应予以更换。”。目前争气钢材质高温螺栓粗细晶情况只能通过金相检验方法进行评判，但此方法工序多、周期长、效率低，不适合短期及大面积筛查，并且金相检验方法需要对螺栓端部进行打磨、抛光和腐蚀，会对螺栓造成一定程度的损伤。

发明内容

针对现有技术无法对争气钢材质螺栓粗细晶情况进行快速筛查的问题，本发明旨在提供一种争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查试块及方法，填补争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的空白，提高了争气钢材质螺栓粗细晶筛查的效率。

本发明通过以下技术方案来实现的：

一种用于争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的标准试块，标准试块材质为符合标准要求及热处理状态5级晶粒度争气钢材质试块，其形状包含长方体形状的本体，以及在该本体的侧面按照电厂常用争气钢材质螺栓长度加工不同高度的阶梯，形成阶梯试块，阶梯试块的每个阶梯部分高度对应了一种电厂常用争气钢材质螺栓长度。

本发明进一步的改进在于，阶梯试块高度分别为220mm、273mm、485mm、和685mm，另设100mm高度阶梯试块用于超声波探伤仪检测前的底波确认及仪器校准。

本发明进一步的改进在于，5个阶梯试块横截面尺寸默认为100×100mm。

本发明进一步的改进在于，争气钢材质为20CrlMolVNbTiB或20CrlMolVTiB。

一种用于争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的方法，该方法基于所述的一种用于争气钢材质螺栓粗细晶快速筛查的标准试块，该方法采用双晶直探头，配合与电厂常用争气钢材质螺栓长度一致的同材质5级晶粒度标准试块标定检测基准灵敏度，将被检测争气钢材质螺栓回波高度与基准灵敏度对比，若回波高于基准灵敏度，可判断被检测螺栓为细晶，反之则为粗晶。

本发明进一步的改进在于，所述双晶直探头为双晶纵波直探头，压电晶片成菱形布置，探头焦点选取10±3mm，两只压电晶片尺寸选取6×6mm，频率选5-10HMz。

本发明进一步的改进在于，首先在100mm高度阶梯试块上对超声波探伤仪进行底波确认及仪器校准，根据现场待检测螺栓长度，在与其长度相对应高度的阶梯试块上使用直探头寻找回波反射，将标准试块回波反射高度调整至屏幕60％，设定为基准灵敏度；以该基准灵敏度为检测基准，用直探头在待检测螺栓端部进行检测，观察被检测螺栓的回波高度。

本发明进一步的改进在于，对比被检测螺栓回波高度与基准灵敏度，当被检测螺栓回波高度等于或高于60％基准灵敏度，可判定被检测螺栓晶粒度等于或大于5级，为细晶，当被检测螺栓回波低于60％基准灵敏度，可判定被检测螺栓晶粒度小于5级，判断为粗晶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：