[发明专利]一种超声导波检测在役主汽管道蠕变损伤的方法

说明书

本发明公开了一种超声导波检测在役主汽管道蠕变损伤的方法，通过设置全厚度蠕变损伤对比试块组，绘制导波衰减系数－蠕变损伤级别参考曲线、周向导波衰减系数－蠕变损伤级别参考曲线，建立了管道一定长度轴向全厚度的超声导波衰减特性与主汽管道蠕变损伤级别对应关系；利用参考曲线可完成对在役主蒸汽管道的实际蠕变损伤情况进行分级评定；最后可建立全厚度尺寸的主汽管道蠕变损伤数据库，便于对全厚度尺寸的主汽管道蠕变损伤检测。本发明开发的全厚度蠕变损伤对比试块组，可以通过调节对试块的蠕变加速时间实现调节损伤级别的范围，具有测试范围宽的优点。该方法具有效率高，成本低，检测范围大，准确度高的优点。

技术领域

本发明涉及锅炉中的主汽管道无损检测领域，具体涉及一种超声导波检测在役主汽管道蠕变损伤的方法。

背景技术

电站锅炉中的主汽管道在发电机组运行过程中长期在高温、高压等恶劣环境下工作，主汽管道不可避免的受到高温蠕变的损伤，引起材料性能的退化，从而导致材料性能失效，引发安全事故。对这些在役主汽管道进行健康监测及检验，以获得其剩余寿命是十分必要和迫切的。

目前，通常对在役主汽管道蠕变损伤采用的检测手段主要有非破坏的现场检验法和破坏的割管取样法。

现场检验法可以不损伤主汽管道，但只能检验主汽管道表面的状态，检验范围较小，常用的手段是取若干点检验，进而代表整个管道；并且采用现场金相及硬度检验时，只能获得其蠕变老化粗劣估算，误差范围较大。

割管取样法可以获得全截面管道各项性能参数，包括进行拉伸试验、蠕变断裂试验等。但割管取样法取样后还需要在取样部位进行焊接修补，这种修补方法，会对主汽管道整体安全性能产生不利影响；近年来发展起来的小冲杆蠕变试验，是一种微试样取样及测试技术，也需要对管道进行一定的破坏，且试验时需要一段时间，不利于快速检测分析。

主汽管道的蠕变损伤是与温度、应力和时间有关的现象，是材料的微观结构的累积的损伤变化过程。在蠕变损伤过程中材料中固溶合金元素会不断析出，碳化物的组分、形态、分布和浓度会发生变化，在晶界处碳化物会不断积聚，甚至形成孔洞。主汽管道材料这种微观组织结构的变化会引起应力波的散射。

公开号为：103926324B的中国专利介绍了一种超声表面波检测主汽管道蠕变损伤的方法，其核心技术是利用超声表面波在主汽管道外表面固定距离内测试其衰减系数，建立表面波衰减系数和主汽管道蠕变损伤程度的表征关系。其优点是非破坏检验，并且其检测区域是两探头之间的表面线性区域，远大于通过现场金相法检验随机取点法的区域；但超声表面波只能在固体表面传播，其能量随传播深度的增加而迅速减弱，一般认为其可检测的深度为两倍波长。因而，该专利的局限性是可采集的材料声特性数据只是在主汽管道的两倍波长深度的外表面；而蠕变性能变化是发生在材料的整个厚度范围内，并且材料的工作温度越高，其蠕变损伤程度就越大。主蒸汽管道内部承受着高温高压蒸汽，温度由内壁向外壁逐渐降低，蠕变损伤程度也就由内壁向外壁逐渐降低。由此可见，基于超声表面波技术的主汽管道蠕变损伤检测方法存在着代表性不足的欠缺。

因此，有必要发明一种新型检测在役主汽管道蠕变损伤的方法，可以获取管道全厚度尺寸、包括内壁蠕变损伤程度的信息，以便对整个管道的蠕变损伤程度进行精准评估。

发明内容

针对现有技术中在役主汽管道蠕变损伤检测存在的不足，本发明提供了一种超声导波检测在役主汽管道蠕变损伤的方法，利用超声导波来测量评价主汽管道全厚度范围内蠕变损伤情况。

本发明采用以下的技术方案：

一种超声导波检测在役主汽管道蠕变损伤的方法，包括以下步骤：

步骤1：制作一组原始对比试块；

原始对比试块共有6块，6块原始对比试块尺寸相同，编号为S0～S5；

步骤2：获取蠕变加速试验断裂时间H；