鍋爐水冷壁管氫損傷的評估方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹了一種鍋爐水冷壁管氫損傷的評估方法，包括以下步驟：（1）在涉評估鍋爐水冷壁管中取樣管；（2）選取試品；（3）配備超聲波檢測儀；（4）對試品進行超聲波檢測；（5）按步驟（4）建立乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；（6）試品的超聲波衰減系數(shù)a0；（7）對樣管進行超聲波檢測；（8）按步驟（7）建立乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；（9）樣管的超聲波衰減系數(shù)a1；（10）得涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值Δ；（11）作出鍋爐水冷壁管氫損傷評估結(jié)論。本方法無需對被測材料特殊處理，程序簡單，操作方便快捷，結(jié)論準確，檢測環(huán)境要求寬松，效率大幅提高。
【專利說明】鍋爐水冷壁管氫損傷的評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鍋爐水冷壁管氫損傷的評估方法，適用于對金屬材料氫損傷的進行分級及對其斷裂風險作出評估。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐水冷壁管在運行中容易產(chǎn)生沉積物下的腐蝕，亦容易發(fā)生氫腐蝕裂紋，國內(nèi)外發(fā)電廠曾多次發(fā)生因沉積物下氫腐蝕嚴重而頻繁造成的爆管故障。目前對金屬材料氫損傷超聲波檢測方法有速度比率法、衰減法以及反向散射法。但這些方法均未對氫損傷的程度進行精確分級，也未提供一個氫損傷風險評估。因此，針對氫腐蝕裂紋的特征，對氫腐蝕程度進行分級及氫腐蝕裂紋可能造成斷裂風險進行評估顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種鍋爐水冷壁管氫損傷的評估方法，以其對金屬材料無氫損傷程度分級與評估的無損檢測方式，對在役運行的鍋爐水冷壁管氫損傷進行可靠、方便、快速的檢測與評估。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，所提供的鍋爐水冷壁管氫損傷的評估方法包括以下步驟:
[0005](I)、在涉評估鍋爐水冷壁管中取壁管一只作為樣管；
[0006](2)、選取一只與步驟(I)所取樣管的材質(zhì)和規(guī)格一致的管道作為試品；
[0007](3)、配備一臺帶縱波脈沖反射式直探頭的超聲波檢測儀及耗材耦合劑。利用步驟(2)所取試品對該超聲波檢測儀進行零偏調(diào)校；
[0008](4)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(2)所取試品進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案至少四次；
[0009]( 5 )、使用常規(guī)方法，按步驟(4 )記錄的超聲波回波的聲壓幅值和聲程值，建立對應的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；
[0010](6)、使用步驟(5)所建立的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖進行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，該線性函數(shù)關(guān)系式的斜率即為步驟(2)所取試品的超聲波衰減系數(shù)Stl ；
[0011](7)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(I)所取樣管進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案至少四次；
[0012](8)、使用常規(guī)方法，按步驟(7)記錄的超聲波回波的聲壓幅值和聲程值，建立對應的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；
[0013](9)、使用步驟(8)所建立的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖進行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，該線性函數(shù)關(guān)系式的斜率即為步驟(I)所取樣管的超聲波衰減系數(shù)S1 ；
[0014](10 )、使用步驟(6 )所得超聲波衰減系數(shù)％、步驟(9 )所得超聲波衰減系數(shù)，按公式A=a(l/ai，式中Λ為氫損傷程度因子值，計算，所得的商即為涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值Λ ;
[0015](11)、利用步驟(10)所得涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值Λ，依據(jù)常規(guī)氫損傷分級特征作出鍋爐水冷壁管氫損傷評估結(jié)論，即將所述涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值△所對應的級別作為評價該涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷的相對風險程度:
[0016](11.1)當Λ <1.2，Λ所對應的氫損傷級別為I級，作出涉評估鍋爐水冷壁管無氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管無明顯脫碳、微裂紋、組織無變化；
[0017](11.2)當1.2 < Λ≤1.3，Δ所對應的氫損傷級別為II級，作出涉評估鍋爐水冷壁管輕微氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管內(nèi)壁存在少量脫碳現(xiàn)象，無明顯微裂紋；
[0018](11.3)當1.3 < Λ≤1.4，Λ所對應的氫損傷級別為III級，作出涉評估鍋爐水冷壁管一般氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管內(nèi)壁存在脫碳現(xiàn)象，有明顯沿晶微裂紋，沿晶微裂紋未成串；
[0019](11.4)當Λ > 1.4時，Λ所對應的氫損傷級別為IV級，作出涉評估鍋爐水冷壁管嚴重氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管內(nèi)壁存在嚴重脫碳現(xiàn)象，有明顯微裂紋，沿晶微裂紋成串。
[0020]本發(fā)明的有益效果是，使用本方法檢測與評估鍋爐水冷壁管氫損傷時，無需對被測材料進行特殊處理，利用材料縱波超聲波衰減系數(shù)變化差異特征與氫損傷分級進行分析，即可檢測與評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度，根據(jù)其超聲回波衰減系數(shù)的氫損傷評估因子值，即可評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度。具有程序簡單，操作方便，檢測與評估結(jié)論準確等特點，是快速檢測與評估鍋爐水冷壁管氫損傷的有效方法。而且對檢測環(huán)境要求寬松，且方便快捷，尤其對狹小高位空間都能有效測量到位，大幅提高了測量效率。
【具體實施方式】
[0021]實施例1:
[0022](I)、在涉評估鍋爐水冷壁管中取壁管一只作為樣管；
[0023](2)、選取一只與步驟(1)所取樣管的材質(zhì)和規(guī)格一致的管道作為試品；
[0024](3)、配備一臺帶縱波脈沖反射式直探頭的超聲波檢測儀及耗材耦合劑。利用步驟
(2)所取試品對該超聲波檢測儀進行零偏調(diào)校；該所配超聲波檢測儀采用中國武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份公司生產(chǎn)的漢威HS610e型超聲波檢測儀。該超聲波檢測儀所帶縱波脈沖反射式直探頭采用市售通用A型脈沖反射式縱波直探頭，頻率5MHz、晶片直徑Φ6πιπι ;耦合劑采用市售普通機油，表面補償為OdB ；
[0025](4)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(2)所取試品進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案四次；
[0026]( 5 )、使用常規(guī)方法，按步驟(4 )記錄的超聲波回波的聲壓幅值和聲程值，建立對應的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；
[0027](6)、使用步驟(5)所建立的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖進行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，該線性函數(shù)關(guān)系式的斜率即為步驟(2)所取試品的超聲波衰減系數(shù)Stl ；[0028](7)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(1)所取樣管進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案四次；
[0029](8)、使用常規(guī)方法，按步驟(7)記錄的超聲波回波的聲壓幅值和聲程值，建立對應的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；
[0030](9)、使用步驟(8)所建立的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖進行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，該線性函數(shù)關(guān)系式的斜率即為步驟(1)所取樣管的超聲波衰減系數(shù)al ； [0031 ] (10 )、使用步驟(6 )所得超聲波衰減系數(shù)％、步驟(9 )所得超聲波衰減系數(shù)，按公式A=a(l/ai，式中Λ為氫損傷程度因子值，計算，所得的商即為涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值Λ ;
[0032](11)、利用步驟(10)所得涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值Λ，依據(jù)常規(guī)氫損傷分級特征作出鍋爐水冷壁管氫損傷評估結(jié)論，即將所述涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值△所對應的級別作為評價該涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷的相對風險程度:Δ ^ 1.2, Δ所對應的氫損傷級別為I級，作出涉評估鍋爐水冷壁管無氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管無明顯脫碳、微裂紋、組織無變化。
[0033]實施例2:
[0034]步驟(1)~(3)同實施例1 ;
[0035](4)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(2)所取試品進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案五次；
[0036]步驟(5)~(6)同實施例1 ;
[0037](7)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(1)所取樣管進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案五次；
[0038]步驟(8 )~(10 )同實施例1 ；
[0039](11)、利用步驟(10)所得涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值Λ，依據(jù)常規(guī)氫損傷分級特征作出鍋爐水冷壁管氫損傷評估結(jié)論，即將所述涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值△所對應的級別作為評價該涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷的相對風險程度:Λ >1.4，Δ所對應的氫損傷級別為IV級，作出涉評估鍋爐水冷壁管嚴重氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管內(nèi)壁存在嚴重脫碳現(xiàn)象，有明顯微裂紋，沿晶微裂紋成串O
【權(quán)利要求】
1. 一種鍋爐水冷壁管氫損傷的評估方法，該方法包括以下步驟: (1)、在涉評估鍋爐水冷壁管中取壁管一只作為樣管； (2)、選取一只與步驟(1)所取樣管的材質(zhì)和規(guī)格一致的管道作為試品； (3)、配備一臺帶縱波脈沖反射式直探頭的超聲波檢測儀及耗材耦合劑，利用步驟(2)所取試品對該超聲波檢測儀進行零偏調(diào)校； (4)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(2)所取試品進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案至少四次； (5)、使用常規(guī)方法，按步驟(4)記錄的超聲波回波的聲壓幅值和聲程值，建立對應的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖； (6)、使用步驟(5)所建立的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖進行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，該線性函數(shù)關(guān)系式的斜率即為步驟(2)所取試品的超聲波衰減系數(shù)aO ； (7)、使用常規(guī)方法，利用經(jīng)過步驟(3)調(diào)校的超聲波檢測儀及耦合劑，對步驟(1)所取樣管進行超聲波檢測，得超聲波回波的聲壓幅值和聲程值記錄在案至少四次； (8)、使用常規(guī)方法，按步驟(7)記錄的超聲波回波的聲壓幅值和聲程值，建立對應的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖； (9)、使用步驟(8)所建立的聲壓幅值和聲程值的乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖進行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，該線性函數(shù)關(guān)系式的斜率即為步驟(1)所取樣管的超聲波衰減系數(shù)al ； (10)、使用步驟(6)所得超聲波衰減系數(shù)％、步驟(9)所得超聲波衰減系數(shù)ai，按公式4=?/?，式中△為氫損傷程度因子值，計算，所得的商即為涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值Λ ; (11)、利用步驟(10)所得涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值△，依據(jù)常規(guī)氫損傷分級特征作出鍋爐水冷壁管氫損傷評估結(jié)論，即將所述涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷程度因子值△所對應的級別作為評價該涉評估鍋爐水冷壁管氫損傷的相對風險程度: (11.1)當Λ < 1.2，Δ所對應的氫損傷級別為I級，作出涉評估鍋爐水冷壁管無氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管無明顯脫碳、微裂紋、組織無變化； (11.2)當1.2 < Λ < 1.3，Δ所對應的氫損傷級別為II級，作出涉評估鍋爐水冷壁管輕微氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管內(nèi)壁存在少量脫碳現(xiàn)象，無明顯微裂紋； (11.3)當1.3< Λ < 1.4，Λ所對應的氫損傷級別為III級，作出涉評估鍋爐水冷壁管一般氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管內(nèi)壁存在脫碳現(xiàn)象，有明顯沿晶微裂紋，沿晶微裂紋未成串； (11.4)當Λ>1.4時，Λ所對應的氫損傷級別為IV級，作出涉評估鍋爐水冷壁管嚴重氫損傷的評估結(jié)論，該評估結(jié)論表示涉評估鍋爐水冷壁管內(nèi)壁存在嚴重脫碳現(xiàn)象，有明顯微裂紋，沿晶微裂紋成串。
【文檔編號】G01N29/11GK103529127SQ201310454706
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】龍會國, 龍毅, 謝國勝 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學研究院, 湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司