汽轮机轴瓦的无损检验

汽轮机轴瓦的无损检验

巴氏合金是一种易熔化的轴承合金，这种合金耐磨性好，用于汽轮机、发电机等高速重载轴承上，一般浇铸层在3mm-10mm，由于其生产环节多，工艺要求高，有时在出厂时轴瓦就有脱胎缺陷。在运行中，转子高速运转(3000转/分)，将在轴瓦上产生很大的径向、轴向载荷。如轴瓦上有脱胎等缺陷存在，甚至可能造成轴瓦乌金复合层的脱落与熔化，从而引发烧瓦、停机事故，严重地影响发电厂的安全运行。因此，适时对轴瓦巴氏合金浇铸层进行检验很有必要。采用渗透和超声波检验两种方法对轴瓦进行综合检测，能有效地保障汽轮机轴瓦的质量，确保发电机组的安全运行。

1 渗透检验

1.1检测面

渗透检验主要检测轴瓦的巴氏合金复合层与基体的接合线处的复合情况。其检测面即是轴瓦巴氏合金复合层结合线处表面.

1.2 检测方法

轴瓦的表面光滑，轴瓦表面通常有防护油层，进行渗透探伤前必须清洗干净。检验前，先使用渗透探伤标准试块对渗透探伤剂和检验工艺进行检测，检查其灵敏度是否符合要求，之后依照:预清洗~施加渗透剂一清洗表面多余渗透剂~施加显像剂一观察探伤结果的程序对轴瓦进行检测。若轴瓦巴氏合金复合层边缘处有开口性脱胎缺陷存在，则接合线处将有明显的缺陷显示痕迹产生，显示痕迹的长度即为开口性缺陷的长度。缺陷的深度可根据显示痕迹的颜色深浅大概判定，若要精确判定，建议使用超声波检验。

2 超声波检验

2. 1 检测面

巴氏合金复合层缺陷是在巴氏合金与基体接合面上平行与巴氏合金表面的平面型缺陷。由超声波检测原理可知，在进行超声波检测时应尽量使超声波声束垂直于缺陷表面，这时缺陷回波最高，检验灵敏度、准确率最好。目前最常用的超声波探伤方法有纵波直探头法和双晶探头法，两种方法都有利有弊，本文着重介绍纵波直探头法。

2.2 检测仪

选用A型脉冲反射式超声波探伤仪。

2.3 探头晶片尺寸的选定

由于轴承轴瓦的检测面为弧形，曲率较大，为减少偶合损失，提高探伤偶合性能，要选用小晶片探头，另一方面，小晶片探头近场区小，盲区小有利于轴瓦探伤。一般选用Ø10m m探头即可满足要求。

2.4检测频率选择

检测频率高，则灵敏度和分辨力也高，并且指向性好。但频率太高，则会造成盲区大对探伤不利。所以在能保证探伤灵敏度的前提下要尽量选用较低的检测频率。选用2.5MHz的检测频率较为适宜。

2.5检测灵敏度的调节

轴瓦检测时，人工缺陷试块的制作较为复杂困难，所以在轴瓦检测中，常利用轴瓦底波来调节检测灵敏度。检验时将底波调至满幅度的80%作为基准灵敏度，再增益20dB作为探伤灵敏度。

2.6 检测方法

依据检验程序对轴瓦进行100%的扫查，相邻两次扫查应有至少10%的扫查重叠区。粘合良好时，在荧光屏上只有来自底部的反射回波和较低的界面回波(界面回波的位置会随着巴氏合金的厚度变化而左右移动)，(如图2所示)对于脱胎缺陷的面积范围使用半波高度法(即6dB法)进行测定。

若有下列波型显示，则有脱胎缺陷存在。

a、底波消失，只有界面波的多次反射波，则该区域为完全脱胎。

b、底波降低，界面波有多次反射波出现，则该区域为不完全脱胎。

3 实际应用

用超声波探伤测定渗透探伤发现的轴瓦边缘处脱胎深度界面波有多次反射现象，向内移动探头，当发现底波出现、。将探头置于边缘脱胎处，则底波消失、反射现象消失时记下探头中心的位置，即为脱胎深度.依次类推，最后将记下的探头中心位置用线连起来，即为脱胎面积。

4 评判方法

参照JB4272-86《汽轮机轴承合金浇铸层技术条件》

5 结论

5.1 渗透探伤主要是检查轴瓦巴氏合金边缘开口性脱胎缺陷，而这也是制造轴瓦时最易产生的缺陷，所以实际检验中发现，渗透检验合格的轴瓦，在超声波检验时常常也是合格的。

5.2 渗透检验是检验轴瓦的边缘开口性脱胎缺陷，无法进行准确的定量。超声波则是发现较深的边缘脱胎和内部脱胎缺陷，其灵敏度高，准确性好，并且可定量的测出脱层缺陷大小，但由于侧壁反射等因素的影响，无法对轴瓦边缘的浅层缺陷进行准确的探测。利用渗透检验和超声波检验进行综合检验可全面的检测轴瓦质量。