锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法
【专利摘要】本发明介绍了一种锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法，包括以下步骤：（1）在涉评估锅炉水冷壁管中取样管；（2）选取试品；（3）配备超声波检测仪；（4）对试品进行超声波检测；（5）按步骤（4）建立乘积对数函数与声程曲线图；（6）试品的超声波衰减系数a0；（7）对样管进行超声波检测；（8）按步骤（7）建立乘积对数函数与声程曲线图；（9）样管的超声波衰减系数a1；（10）得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值Δ；（11）作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论。本方法无需对被测材料特殊处理，程序简单，操作方便快捷，结论准确，检测环境要求宽松，效率大幅提高。
【专利说明】锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无损检测【技术领域】，具体涉及一种锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法，适用于对金属材料氢损伤的进行分级及对其断裂风险作出评估。
【背景技术】
[0002]锅炉水冷壁管在运行中容易产生沉积物下的腐蚀，亦容易发生氢腐蚀裂纹，国内外发电厂曾多次发生因沉积物下氢腐蚀严重而频繁造成的爆管故障。目前对金属材料氢损伤超声波检测方法有速度比率法、衰减法以及反向散射法。但这些方法均未对氢损伤的程度进行精确分级，也未提供一个氢损伤风险评估。因此，针对氢腐蚀裂纹的特征，对氢腐蚀程度进行分级及氢腐蚀裂纹可能造成断裂风险进行评估显得尤为重要。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的缺陷，提供一种锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法，以其对金属材料无氢损伤程度分级与评估的无损检测方式，对在役运行的锅炉水冷壁管氢损伤进行可靠、方便、快速的检测与评估。
[0004]本发明的技术方案是，所提供的锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法包括以下步骤:
[0005](I)、在涉评估锅炉水冷壁管中取壁管一只作为样管；
[0006](2)、选取一只与步骤(I)所取样管的材质和规格一致的管道作为试品；
[0007](3)、配备一台带纵波脉冲反射式直探头的超声波检测仪及耗材耦合剂。利用步骤(2)所取试品对该超声波检测仪进行零偏调校；
[0008](4)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(2)所取试品进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次；
[0009]( 5 )、使用常规方法，按步骤(4 )记录的超声波回波的声压幅值和声程值，建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图；
[0010](6)、使用步骤(5)所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，该线性函数关系式的斜率即为步骤(2)所取试品的超声波衰减系数Stl ；
[0011](7)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(I)所取样管进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次；
[0012](8)、使用常规方法，按步骤(7)记录的超声波回波的声压幅值和声程值，建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图；
[0013](9)、使用步骤(8)所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，该线性函数关系式的斜率即为步骤(I)所取样管的超声波衰减系数S1 ；
[0014](10 )、使用步骤(6 )所得超声波衰减系数％、步骤(9 )所得超声波衰减系数，按公式A=a(l/ai，式中Λ为氢损伤程度因子值，计算，所得的商即为涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值Λ ;
[0015](11)、利用步骤(10)所得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值Λ，依据常规氢损伤分级特征作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论，即将所述涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△所对应的级别作为评价该涉评估锅炉水冷壁管氢损伤的相对风险程度:
[0016](11.1)当Λ <1.2，Λ所对应的氢损伤级别为I级，作出涉评估锅炉水冷壁管无氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管无明显脱碳、微裂纹、组织无变化；
[0017](11.2)当1.2 < Λ≤1.3，Δ所对应的氢损伤级别为II级，作出涉评估锅炉水冷壁管轻微氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在少量脱碳现象，无明显微裂纹；
[0018](11.3)当1.3 < Λ≤1.4，Λ所对应的氢损伤级别为III级，作出涉评估锅炉水冷壁管一般氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在脱碳现象，有明显沿晶微裂纹，沿晶微裂纹未成串；
[0019](11.4)当Λ > 1.4时，Λ所对应的氢损伤级别为IV级，作出涉评估锅炉水冷壁管严重氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在严重脱碳现象，有明显微裂纹，沿晶微裂纹成串。
[0020]本发明的有益效果是，使用本方法检测与评估锅炉水冷壁管氢损伤时，无需对被测材料进行特殊处理，利用材料纵波超声波衰减系数变化差异特征与氢损伤分级进行分析，即可检测与评估锅炉水冷壁管氢损伤程度，根据其超声回波衰减系数的氢损伤评估因子值，即可评估锅炉水冷壁管氢损伤程度。具有程序简单，操作方便，检测与评估结论准确等特点，是快速检测与评估锅炉水冷壁管氢损伤的有效方法。而且对检测环境要求宽松，且方便快捷，尤其对狭小高位空间都能有效测量到位，大幅提高了测量效率。
【具体实施方式】
[0021]实施例1:
[0022](I)、在涉评估锅炉水冷壁管中取壁管一只作为样管；
[0023](2)、选取一只与步骤(1)所取样管的材质和规格一致的管道作为试品；
[0024](3)、配备一台带纵波脉冲反射式直探头的超声波检测仪及耗材耦合剂。利用步骤
(2)所取试品对该超声波检测仪进行零偏调校；该所配超声波检测仪采用中国武汉中科创新技术股份公司生产的汉威HS610e型超声波检测仪。该超声波检测仪所带纵波脉冲反射式直探头采用市售通用A型脉冲反射式纵波直探头，频率5MHz、晶片直径Φ6πιπι ;耦合剂采用市售普通机油，表面补偿为OdB ；
[0025](4)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(2)所取试品进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案四次；
[0026]( 5 )、使用常规方法，按步骤(4 )记录的超声波回波的声压幅值和声程值，建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图；
[0027](6)、使用步骤(5)所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，该线性函数关系式的斜率即为步骤(2)所取试品的超声波衰减系数Stl ；[0028](7)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(1)所取样管进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案四次；
[0029](8)、使用常规方法，按步骤(7)记录的超声波回波的声压幅值和声程值，建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图；
[0030](9)、使用步骤(8)所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，该线性函数关系式的斜率即为步骤(1)所取样管的超声波衰减系数al ； [0031 ] (10 )、使用步骤(6 )所得超声波衰减系数％、步骤(9 )所得超声波衰减系数，按公式A=a(l/ai，式中Λ为氢损伤程度因子值，计算，所得的商即为涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值Λ ;
[0032](11)、利用步骤(10)所得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值Λ，依据常规氢损伤分级特征作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论，即将所述涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△所对应的级别作为评价该涉评估锅炉水冷壁管氢损伤的相对风险程度:Δ ^ 1.2, Δ所对应的氢损伤级别为I级，作出涉评估锅炉水冷壁管无氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管无明显脱碳、微裂纹、组织无变化。
[0033]实施例2:
[0034]步骤(1)~(3)同实施例1 ;
[0035](4)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(2)所取试品进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案五次；
[0036]步骤(5)~(6)同实施例1 ;
[0037](7)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(1)所取样管进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案五次；
[0038]步骤(8 )~(10 )同实施例1 ；
[0039](11)、利用步骤(10)所得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值Λ，依据常规氢损伤分级特征作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论，即将所述涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△所对应的级别作为评价该涉评估锅炉水冷壁管氢损伤的相对风险程度:Λ >1.4，Δ所对应的氢损伤级别为IV级，作出涉评估锅炉水冷壁管严重氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在严重脱碳现象，有明显微裂纹，沿晶微裂纹成串O
【权利要求】
1. 一种锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法，该方法包括以下步骤: (1)、在涉评估锅炉水冷壁管中取壁管一只作为样管； (2)、选取一只与步骤(1)所取样管的材质和规格一致的管道作为试品； (3)、配备一台带纵波脉冲反射式直探头的超声波检测仪及耗材耦合剂，利用步骤(2)所取试品对该超声波检测仪进行零偏调校； (4)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(2)所取试品进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次； (5)、使用常规方法，按步骤(4)记录的超声波回波的声压幅值和声程值，建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图； (6)、使用步骤(5)所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，该线性函数关系式的斜率即为步骤(2)所取试品的超声波衰减系数aO ； (7)、使用常规方法，利用经过步骤(3)调校的超声波检测仪及耦合剂，对步骤(1)所取样管进行超声波检测，得超声波回波的声压幅值和声程值记录在案至少四次； (8)、使用常规方法，按步骤(7)记录的超声波回波的声压幅值和声程值，建立对应的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图； (9)、使用步骤(8)所建立的声压幅值和声程值的乘积对数函数与声程曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，该线性函数关系式的斜率即为步骤(1)所取样管的超声波衰减系数al ； (10)、使用步骤(6)所得超声波衰减系数％、步骤(9)所得超声波衰减系数ai，按公式4=?/?，式中△为氢损伤程度因子值，计算，所得的商即为涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值Λ ; (11)、利用步骤(10)所得涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△，依据常规氢损伤分级特征作出锅炉水冷壁管氢损伤评估结论，即将所述涉评估锅炉水冷壁管氢损伤程度因子值△所对应的级别作为评价该涉评估锅炉水冷壁管氢损伤的相对风险程度: (11.1)当Λ < 1.2，Δ所对应的氢损伤级别为I级，作出涉评估锅炉水冷壁管无氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管无明显脱碳、微裂纹、组织无变化； (11.2)当1.2 < Λ < 1.3，Δ所对应的氢损伤级别为II级，作出涉评估锅炉水冷壁管轻微氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在少量脱碳现象，无明显微裂纹； (11.3)当1.3< Λ < 1.4，Λ所对应的氢损伤级别为III级，作出涉评估锅炉水冷壁管一般氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在脱碳现象，有明显沿晶微裂纹，沿晶微裂纹未成串； (11.4)当Λ>1.4时，Λ所对应的氢损伤级别为IV级，作出涉评估锅炉水冷壁管严重氢损伤的评估结论，该评估结论表示涉评估锅炉水冷壁管内壁存在严重脱碳现象，有明显微裂纹，沿晶微裂纹成串。
【文档编号】G01N29/11GK103529127SQ201310454706
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】龙会国, 龙毅, 谢国胜 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院, 湖南省湘电锅炉压力容器检验中心有限公司