[发明专利]低负荷条件下利用超声实现的过热管道金相分析方法

说明书

低负荷条件下利用超声实现的过热管道金相分析方法，本发明属于火力发电技术领域，具体涉及低负荷条件下利用超声实现的过热管道金相分析方法。本发明是要解决现有高温高压蒸汽管道蠕变情况监控不便，评判蠕变损伤有一点的局限性的问题。方法：采用穿透法测量超声波声速，取平均值，通过公式表征被测过热管道的蠕化率，监控被测过热管道蠕化状况。本发明用于低负荷条件下过热管道金相分析。

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，具体涉及低负荷条件下利用超声实现的过热管道金相分析方法。

背景技术

火电厂的设计寿命一般为30年，由于长期在高溢高压条件下服役,电厂的高温关键部件例如高温主蒸汽管道和主蒸汽管道发生损伤和劣化的情况尤其严重,所W对于这些电厂的重要高湿、高压运斤金属部件的监测和开展剩余寿命评估的需求日益迫切。

火电厂主蒸汽管道长期在高温、高压条件下工作，导致原子的扩散加剧，其微观组织结构也会发生变化，会产生诸如：蠕变损伤，蠕变孔洞，碳化物的球化、聚集和生长，晶界裂纹等。

蠕变损伤是在高温时，在常规应力作用下随时间产生的变形，在材料内部的碳化物聚集、粗化的同时，在晶界处产生孔洞。

传统评价蠕变损伤方法主要以金相组织分析为主，评价方法具体为在1000倍放大倍数下，选择蠕变损伤最严重的三个视场，对损伤程度进行评价，但是这种方法速度慢，效率低，不适用于工程中大面积蠕变损伤评价工作。其次，高蠕变损伤级别表现失效形式为宏观裂纹，比较容易发现，而低等级的蠕变损伤中蠕变孔洞小，容易遗漏。另外，蠕变损伤有时存在于被检测部件中间厚度位置，单纯用金相组织检测评定难度大，会严重破坏使用部件，造成后期成本上升，金相组织评判蠕变损伤有一点的局限性。

发明内容

本发明目的是为了解决现有高温高压蒸汽管道蠕变情况监控不便，评判蠕变损伤有一点的局限性的问题，而提供低负荷条件下利用超声实现的过热管道金相分析方法。

本发明低负荷条件下利用超声实现的过热管道金相分析方法具体是按以下步骤进行：

一、对被测过热管道待测表面进行清洁，涂抹耦合剂，然后将超声波接收探头和超声波发射探头对称设置在被测过热管道的直径两端，确保超声波接收探头和超声波发射探头均与耦合剂相接触；

二、超声波发射探头发声超声脉冲，由超声波接收探头接收；测出超声发射脉冲与接收脉冲之间的声时值T以及超声发射脉冲与接收脉冲之间的声程L，由公式V＝L/T求出超声波声速；

三、将超声波接收探头和超声波发射探头沿过热管道待测表面以15°的角度同向旋转，每15°进行一次超声波声速计算，环向一周测量后，计算平均值超声波声速平均值V_平均；

四、超声波在被测过热管道中传播满足以下公式：

式中：V为超声波在被测过热管道中的声速(m/s)；E为被测过热管道的杨氏弹性模量(N/m²)，ρ为被测过热管道的密度(Kg/m³)，μ为被测过热管道的泊松比；

由测得的超声波声速平均值反推被测过热管道的杨氏弹性模量，由被测过热管道的杨氏弹性模量表征被测过热管道的蠕化率，监控被测过热管道蠕化状况。

本发明的有益效果：

本发明借助超声波设备对结构进行超声波释放，再结合金相分析获得过热管道蠕化状况。能够快速、准确且无损伤的检测金属构件的蠕变损伤情况。对环境适用性较强，可以适应多种环境的质量检测。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式低负荷条件下利用超声实现的过热管道金相分析方法具体是按以下步骤进行：