[发明专利]汽轮机叶片的司太立合金片焊缝区超声波检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损探伤技术领域，尤其是汽轮机叶片焊缝缺陷检测领域，具体为汽轮机叶片的司太立合金片焊缝区超声波检测方法及探头。

背景技术

汽轮机组的末级或次末级叶片，为了防水蚀通常在叶片顶部迎水侧会采用钎焊方法焊接一片司太立合金片，传统的钎焊质量检测方法是通过X光射线照相来检测合金片与母材的未熔合缺陷，通过表面渗透检测来检查表面气孔和裂纹，一般都能保证其质量。但对某些未熔合缺陷，由于其间隙极小，并呈薄片状垂直于射线束方向，因此X射线照相的分辨率较低。一般这类缺陷产生是由于焊接质量不合格而多次返修、或因叶片型面矫正使得叶片变形量大，造成熔合区中内应力增大，易在叶片母材与焊接材料间脱开，并且熔合区脱开的间隙非常细小，X射线照相无法检出，易造成隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了汽轮机叶片的司太立合金片焊缝区超声波检测方法，其能克服传统X光射线照相无法有效检测出汽轮机叶片的司太立合金片与母材的间隙极小的未熔合缺陷，从而保证产品生产质量。为此，本发明还提供了专用超声波检测探头。

汽轮机叶片的司太立合金片焊缝区超声波检测方法，其根据超声波脉冲反射法对汽轮机叶片的司太立合金片焊缝区进行未熔合缺陷扫查检测，其特征在于：其中超声波探伤仪的超声波探头采用双晶直探头，所述双晶直探头的频率为5Hz，扫查检测时所述双晶直探头的移动方向与所述双晶直探头中的隔声层垂直，在扫查的过程中观察所述超声波设备的波形显示屏，根据所述波形显示屏上显示的波形图来分析确定所述司太立合金片焊缝区是否存在未熔合缺陷，若存在未熔合缺陷则继续用所述双晶直探头扫查所述司太立合金片焊缝区来检测所述未熔合缺陷的横向长度、纵向长度。

其进一步特征在于：

所述双晶直探头的扫查方向包括X方向扫查和Y方向扫查，所述X方向扫查时所述双晶直探头的隔声层与所述司太立合金片的长度方向平行，所述双晶直探头作垂直于所述司太立合金片的长度方向移动，所述Y方向扫查时所述双晶直探头的隔声层与所述司太立合金片的长度方向垂直，所述双晶直探头作平行于所述司太立合金片长度方向移动。

其进一步特征还在于：

在对所述汽轮机叶片的司太立合金片焊缝区进行未熔合缺陷扫查检测前制作对比试块，并通过所述对比试块来调节超声波设备的检测灵敏度和扫描距离。

所述对比试块包括一块与待检汽轮机叶片材料一致的叶片本体材料和一块司太立合金片，所述叶片本体材料与所述司太立合金片钎焊连接，并且通过射线检测及高灵敏度的超声检测确认所述试块无焊接缺陷；

所述对比试块的叶片本体材料的厚度为4mm，所述叶片本体材料的长度、宽度均略大于所述司太立合金片的长度、宽度，所述叶片本体材料的中心位置沿厚度方向开有一个直径为3mm通孔，所述叶片本体材料与比其略小的司太立合金片通过钎焊连接在一起后，所述通孔即形成一个Φ3平底孔（FBHΦ3）。

所述通过所述对比试块调节超声波设备的检测灵敏度和扫描距离的具体操作为，将探头置于所述对比试块的司太立合金片侧，找出所述Φ3平底孔的最高回波并调至80%满屏高，作为检测灵敏度；将所检出的不连续性信号幅度与已知反射体所产生的基准信号幅度相比较，得出相对于所述不连续性信号的大小（相对于FBHΦ3）；通过所述Φ3平底孔最高回波的反射位置调节超声波设备的扫描距离。

所述双晶直探头，包括壳体、一个发射晶片和一个接收晶片，所述发射晶片和接收晶片左右对称安装于所述壳体内，并且两个晶片之间设置有隔声层；所述两个晶片的角度θ在6°～10°范围内；所述双晶探头的探测面直径为5mm；所述双晶探头的顶端手持面直直径为20mm。

本发明的有益效果在于：其能有效克服传统无损检测方法的局限，快速、准确地对汽轮机叶片司太立合金片焊接区域进行缺陷检测，极大的改善检测工作效率，降低检测成本，有效保证产品的质量；其中采用脉冲反射法对末级叶片的合金片区超声波检测时，能有效展开反射波与始波的间距，容易对缺陷波进行判别；同时，其对多层界面往复穿透底波与复合界面的反射底波能很容易区分开来，因而能有效保证检测精准度。

附图说明

图1为本发明超声波检测方法中双晶直探头沿X向扫查的示意图；

图2为本发明超声波检测方法中双晶直探头沿Y向扫查的示意图；

图3为本发明超声波检测方法中对比试块的结构示意图；

图4为图3的俯视结构示意图；

图5为本发明超声波检测探头的结构示意图；