专利名称：一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法
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V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V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I、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Φ2πιπι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。


图I为火电厂锅炉钢结构主立柱结构示意 图2为主立柱翼板内部断续夹层缺陷剖面示意 图3为本发明的结构示意 图4为图3的A-A剂视 图5是图3的B-B剖视 图6为本发明钎焊在含缺陷翼板上的示意 图7为编号为I的小网格处的缺陷第一次相控阵检测 图8为编号为100的小网格处的缺陷第一次相控阵检测 图9为编号为I的小网格处的缺陷第二次相控阵检测 图10为编号为100的小网格处的缺陷第二次相控阵检测 其中，I、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；hi、不锈钢格栅高度；h2、不锈钢格栅与支腿高度之和；wl、不锈钢格栅中每个小格子的长度；《2、不锈钢格栅中每个小格子的宽度。
具体实施例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。参见附图3、4和5，本发明中的专用限位装置包括不锈钢格栅和支腿3 ;所述不锈钢格栅由若干个均匀布置的横向钢板4和纵向钢板5焊接而成，所述横向钢板4和纵向钢板5形成若干个长度《I、宽度《2与相控阵探头的长度、宽度相适应、并进行了编号的小方格6 ;所述支腿3竖向焊接于横向钢板4的两端；所述不锈钢格栅的整体高度h2与相控阵探头高度相同，所述不锈钢隔栅的高度hi与支腿3高度比为2:1，即不锈钢格栅高度占整个高度的2/3，支腿3高度占整个高度的1/3。所述横向钢板4和纵向钢板5采用厚度为lmm±0. 02mm的钢板。所述支腿3为不锈钢柱。本发明的监测步骤如下
I、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标准评力f级按JB/T4730-2005标准评为V级；并通过查阅钢结构制造厂提供的质保证书和复验资料，确定用于制造该立柱的钢板的力学性能满足标准要求，满足钢结构的稳定性及强度要求。
2、含断续夹层的翼板的表面与格栅支腿3焊接，格栅中每个小网格6的规格恰好与相控阵探头相同，目的就是为了保证每次相控阵检测位置都在相同位置。格栅与支腿3的高度之和等于相控阵探头高度，据夹层面积的大小决定格栅中小网格的多少，为格栅中的每个小网格进行永久性编号网格I、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Φ 2mm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、在以后的停炉时，再对该格栅中的钢板进行相控阵检测，将每个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。
实施例对某350WM超临界电厂锅炉钢结构主立柱翼板(翼板厚度50mm，材质为Q345B)进行常规脉冲反射超声波检测，确定25mm-28mm深处存在断续夹层缺陷，按JB/T4730-2005标准评为V级；查阅制造厂提供的复验资料力学性能试验满足标准要求，并且通过计算满足钢结构稳定性及强度要求。如图6所示在主立柱翼板I表面上焊接格栅，由于该钢板缺陷面积较大，所以采用的格栅含有较多小网格6,对每个小网格从1-100进行编号。不采用楔块，将聚焦深度设定为26mm，其他参数采用默认值；选择26mm深度的Φ 2mm平底孔校准灵敏度。对编号1-100的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，可参见图7、图8所示，中间编号的图片不再一一列举；图7中，最高反射波幅110%，缺陷长度3. 72mm，缺陷深度26. 97mm。图8中最高反射波幅100%,缺陷长度4. 60mm,缺陷深度26. 16mm。在该机组第二次停炉时，不采用楔块，将聚焦深度设定为26mm，其他参数采用默认值；选择26mm深度的Φ2mm平底孔校准灵敏度。对编号1-100的小网格内的钢板进行超声相控阵检测，将每个小网格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。其中编号为I和编号为100的小网格的情况参见图9、图10,中间编号的图片不再列举，图9中，最高反射波幅110%，缺陷长度3. 58mm，缺陷深度26. 88mm。图10中最高反射波幅110%，缺陷长度4. 60mm，缺陷深度26. 18mm。通过对比，可知编号I和编号100小网格内的钢板缺陷尺寸前后两次检测为未产生大的扩展，与此类推，如果对编号1-100的小网格内钢板的2次相控阵检测结果中小于10个小网格内的缺陷尺寸、最高波幅未发生较大变化，可认为缺陷未扩展。
权利要求
1.一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法，其特征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V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(3)焊接，格据夹层面积的大小设置格栅中小网格(6)的多少，并对每个小网格(6)进行永久性编号网格I、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02mm平底孔灵敏度； 4)对格栅中的每个小网格(6)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(6)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。
2.根据权利要求I所述的一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法，其特征在于所述限位装置包括不锈钢格栅和支腿(3);所述不锈钢格栅由若干个均匀布置的横向钢板(4)和纵向钢板(5)焊接而成，所述横向钢板(4)和纵向钢板(5)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(6);所述支腿(3)竖向焊接于横向钢板(4)的两端；所述不锈钢格栅的整体高度小于相控阵探头高度。
全文摘要
本发明公开了一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法，其步骤为先确定用于制造该立柱的钢板的力学性能满足要求；然后将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……，并调整好仪器参数；再对格栅中的每个小网格内的钢板进行超声相控阵检测，将每个小网格内的缺陷的最高波幅、尺寸进行测量；在以后停炉时，再对该格栅中的钢板进行监测，将每个小网格内缺陷的检测结果与前次的进行比较。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。
文档编号G01N29/04GK102706961SQ20121022434
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者代真, 李伟, 谢航云 申请人:国电科学技术研究院