Page 105 - 无损检测 2021年第六期

曹云峰, 等:

超超临界火电机组Inconel783 螺栓的超声检测

光杆直径差一般不小于 3mm 。 M72 螺栓实物及结 结合螺栓外观形状、 晶粒大小、 声速等参数进行全面

构如图 1 所示。 分析, 选用小角度纵波、 爬波、 横波等方法对螺栓齿
根、 光杆及中心孔内外壁等位置进行全面检测。
2.1 小角度纵波法检测

当螺栓两端面平整规则, 且有宽度大于 10mm
的平面时应优先采用小角度纵波法。小角度纵波
法可以对螺栓丝扣及螺栓本体进行有效检测。所
选用的 探 头 频 率 为 2.5 MHz , 折 射 角 为 6°~

β L
12° , 根据螺栓端面面积确定晶片尺寸。探头 折 射
角 的选择一般根据螺栓端面面积和本侧丝扣长
β L
图 1 M72 螺栓实物及结构示意 度来综合 考 虑, 以 确 保 检 测 范 围 覆 盖 大 部 分 螺 栓

1.3 Inconel783 螺栓金相组织 丝扣。探头折射角 β L 采用螺栓端面沿径向移动值
[ 2 ]
R 与丝扣长度进行正切函数计算得到( 见图 3 ) 。
对螺栓进行现场金相分析, 其组织为奥氏体 + β

( NiAl ) 相, 一般晶粒度为 4~5 级。其金相组织显 在实际探 测 时 还 应 结 合 螺 栓 的 规 格 来 选 择 探 头,

微图像如图 2 所示, 对于晶粒度较粗大的螺栓, 检测 M56~M72 螺栓宜选用的探头频率为 2.5 MHz , 折

前应进行声速测定, 测定方法见标准 DL / T694- 射角 为6°~8° , 晶片尺寸为9mm×12mm ( 长 ×
β L

2012 附录 C , 偏差值超过 100m · s 时应作定位修 宽); M90 以上螺栓宜选用的探头频率为 2.5MHz ,
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正, 探头频率为 2MHz~2.5MHz 。 折射角 β L 为 8°~12° , 晶片尺寸为 13mm×13mm
( 长 × 宽)。

图 2 螺栓金相组织显微图像( 400× )
2 超声检测工艺分析
图 3 R 与 β L 计算方法示意

对Inconel783 镍基合金螺栓开展超声检测工 常见规格螺栓折射角 与探头径向移动值 R
β L

艺分析, 依据电力行业标准DL / T694-2012 要求, 应 的关系如表 2 所示 [ 2 ] 。
表 2 探头 β L 与探头径向移动值 R 的关系 mm
螺栓 探头沿螺栓端面径向移动距离 R
本侧螺栓丝扣长度 备注
规格 β L=6° β L=8° β L=12°
M56 7.4 9.8 14.9 ≤70
如带中心孔, 螺栓端面径向
M72 10.5 14.1 21.3 ≤100

M100 12.6 16.9 25.5 ≤120 宽度不应小于 10mm
M140 15.8 21.1 31.9 ≤150

( 1 )检测优点。其可以检测螺栓本侧、 对侧螺 面需平整规则, 或一个端面有宽度不小于 10mm 的

纹及螺栓本体部分, 方便快捷, 且对螺栓晶粒大小不 平面。
敏感, 检测灵敏度高, 缺陷指示长度测量和位置判定 2.2 横波法检测

准确度高, 能识别长度不小于 1mm 的裂纹。 当螺栓端面较小或不平整规则时, 应采用横波

( 2 )检测缺点。用该法实施检测时, 螺栓两端 法检测。横波法可以对螺栓中心孔内壁、 螺栓光杆
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2021 年 第 43 卷 第 6 期
无损检测