Page 107 - 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

表 3 3 种工艺方法对不同部位裂纹的检出情况
缺陷检出情况
工艺方法 螺栓丝扣根部 光杆内壁处 丝扣对应内壁
( 6 根) ( 1 根) ( 3 根)
横波检测 否 能 否
爬波检测 否 否 否
小角度纵波 能 能 能

定位准确, 能 有 效 区 分 螺 栓 丝 扣 和 中 心 孔 内 壁 处
裂纹回波, 裂 纹 反 射 当 量 值 高, 易 于 发 现 裂 纹。 3
种方法的检测原理如图 7 所示。对发现的螺栓丝
扣裂纹进行着色渗透检测, 裂纹显示如图 8 所示,

裂纹反射 波 形 如 图 9 所 示, 内 壁 裂 纹 波 形 及 解 剖 图 10 Inconel783 螺栓内壁裂纹波形及解剖后实物
后的螺栓实物如图 10 所示。 完全一致的结论。小角度纵波法能有效发现螺栓中
的裂纹, 检出率优于横波和爬波法的, 定位和定量准
确, 在现场工作中易于掌握和使用。实际检测时, 裂
纹可能有分叉走向, 受限于探头主声束角度, 有些缺
陷不易检出, 此时需要适当转动探头, 使主声束与裂

纹面垂直, 确保小裂纹不漏检。
当螺 栓 端 面 平 整, 一 端 或 两 端 有 直 径 大 于
图 7 3 种方法的检测原理示意
10mm 平面能放 置 探 头 的 情 况 下, 均 应 优 先 选 择
小角度纵波检测法。小角度纵波法受材料粗晶影
响小, 晶界散射损失少, 能准确发现 1 mm 以上的

裂纹。
两端面不能进行小角度纵波法检测时, 可采用

K 为 1.7 的横波探头进行检测; 当螺栓晶粒较粗大,
螺纹波不 明 显, 且 螺 栓 齿 根 与 光 栓 面 高 度 差 小 于

1mm 时应选用爬波法检测。
图 8 Inconel783 螺栓丝扣处裂纹显示

Inconel783 螺栓高温运行 1 万 h 以上时可能
会发生螺栓断裂失效现象, 裂纹多集中于中心孔底
部盲孔位置和螺栓光杆与螺纹变径区域, 此区域应
力集中明显, 是该类螺栓重点检测位置 [ 4 ] 。

参考文献:

[ 1 ] 王维东, 魏忠瑞, 韩玉峰, 等 . 镍基高温合金紧固螺栓的

超声波探伤工艺 [ J ] . 无损检测, 2014 , 36 ( 5 ): 49-51.
[ 2 ] 曹云峰, 花喜阳, 田尉建, 等 . 镍基合金螺栓超声检测的
图 9 螺栓裂纹反射波形
典型案例[ J ] . 无损检测, 2016 , 38 ( 11 ): 79-82.
[ 3 ] 刘叙笔, 马君鹏, 吕博, 等 . 小径管相控阵超声检测的缺
4 结论
陷信号识别方法[ J ] . 无损检测, 2019 , 41 ( 5 ): 22-27.
通过渗透检测和解剖复验手段对发现裂纹的 [ 4 ] 蔡晖 . 发电厂与电网超声检测技术[ M ] . 北京: 中 国 电
螺 栓进行验证, 得出超声检测结果与实际裂纹形状 力出版社, 2019.

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2021 年 第 43 卷 第 6 期

无损检测