[发明专利]一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法。 

背景技术

随着大容量、高参数发电机组的大力发展，钢结构主立柱翼板的钢板越来越厚。钢板越厚在轧制的过程中出现夹层缺陷的可能性就越大。但是国内现行标准只是对钢板的化学成分、力学试验（拉伸、弯曲、冲击）、表面质量等做出了复验规定，并未强制要求钢结构制造厂对所采购的钢板在下料加工前进行内部缺陷超声波检验，并且国内没有钢结构用钢板内部缺陷超声波检验的质量标准。因此只要钢板的力学试验合格，可以不进行钢板的超声波复验。 

如果主立柱翼板内部存在断续夹层缺陷（钢板并未彻底分层，但按JB/T4730-2005标准规定，常规脉冲反射超声波检测已达 级，最差级别），这些断续夹层长约2-4mm，弥散于钢板内部，但并未对力学性能（力学性能是钢结构强度和稳定性的主要计算依据）造成影响，加之电厂建设工期短、钢结构制造厂书面质量保证等因素，很多电厂的主立柱翼板钢板内含有断续夹层缺陷。因此采用适当的方法对此类断续夹层缺陷进行定期监测，就成为预防缺陷扩展的重要手段。 

目前，钢板内部缺陷的检测方法广泛采用常规脉冲反射超声波，但此类缺陷已达级（最差级），因此常规脉冲反射超声波法已难以满足监测缺陷扩展的要求。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对火电厂锅炉钢结构主立柱钢板内部断续夹层缺陷进行监测的相控阵检测方法。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法，其关键技术在于：所述监测方法借助限位装置来完成，其包括以下步骤： 

（1）通过对火电厂钢结构主立柱翼板进行常规脉冲反射超声波检测，确定存在断续夹层，且按JB/T4730-2005标准评为级，并确定用于制造该立柱的钢板的力学性能满足标准要求；

（2）将含断续夹层的翼板的表面与限位装置的支腿焊接，格据夹层面积的大小设置格栅中小网格的多少，并对每个小网格进行永久性编号网格1、网格2……；

（3）调整仪器参数：选择无角度楔块与探头相连或不采用楔块；启动超声相控阵探伤仪，设置聚焦法则，将聚焦深度设定为断续夹层位置，其他参数采用默认值；选择与断续夹层缺陷位置相同深度的Φ2mm平底孔灵敏度；

（4）对格栅中的每个小网格内的钢板进行超声相控阵检测，将每个小网格6内的缺陷的最高波幅、尺寸进行测量，并按编号保存为图片格式；

（5）在以后停炉时，再对该格栅中的钢板进行相控阵检测，将每个相同位置处的小网格内缺陷的检测结果与前次的进行比较，当发现≥10个小网格内的断续夹层有所扩展时，应对此立柱的翼板进行取样进行力学性能试验以验证是否满足使用要求或更换此立柱。

所述限位装置包括不锈钢格栅和支腿；所述不锈钢格栅由若干个均匀布置的横向钢板和纵向钢板焊接而成，所述横向钢板和纵向钢板形成若干个长度、宽度与相控阵探头的长度、宽度相适应、并进行了编号的小网格；所述支腿竖向焊接于横向钢板的两端；所述不锈钢格栅的整体高度小于相控阵探头高度。 

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明利用超声相控阵方法监测钢板内部断续夹层缺陷的扩展，并借助限位装置可以准确、直观地将同一个缺陷在每次检测中的尺寸、最高波幅等进行对比，可以有效监测此类缺陷的扩展，提高同类机组的安全性。 

附图说明

图1为火电厂锅炉钢结构主立柱结构示意图； 

图2为主立柱翼板内部断续夹层缺陷剖面示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5是图3的B-B剖视图；

图6为本发明钎焊在含缺陷翼板上的示意图；

图7为编号为1的小网格处的缺陷第一次相控阵检测图；

图8为编号为100的小网格处的缺陷第一次相控阵检测图；

图9为编号为1的小网格处的缺陷第二次相控阵检测图；

图10为编号为100的小网格处的缺陷第二次相控阵检测图；

其中，1、主立柱翼板；2、主立柱腹板、3、支腿；4、横向钢板；5、纵向钢板；6、小网格； h1、不锈钢格栅高度；h2、不锈钢格栅与支腿高度之和；w1、不锈钢格栅中每个小格子的长度；w2、不锈钢格栅中每个小格子的宽度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。